تاثيرتغييرپذيري هاي كاربري و پوشش سرزمين بر كيفيت هواي شهر تهران

Effects of land use/cover changes on Tehran’s air quality

سابقه و هدف: تغيير در كيفيت هوا و خطر­هاي آن با رشد سريع مناطق شهري و صنعتي و تغيير در ساير كاربري‌ها در دهه‌هاي اخير در رابطه است. يكي از مهم‌ترين تاثير­ها، تغييرپذيري­ هاي كاربري سرزمين فرسايش بادي و در نتيجه افزايش ذرات معلق، در مناطق مسكوني است. به اين دليل، تاثير تغييرپذيري­ هاي كاربري سرزمين، بر افزايش غلظت ذرات معلق در هواي شهرها بخصوص تهران داراي اهميت است.مواد و روش­ ها: تغيير پذيري ­هاي كاربري سرزمين و متريك‌هاي سيماي سرزمين در سالهاي 1985، 2000 و 2014 بررسي شد. سپس رابطه بين تغيير در كاربري سرزمين با غلظت ذرات معلق در شهر تهران با استفاده از روش‌هاي تحليل روند مورد ارزيابي قرار گرفت. براي تعيين مهم‌ترين جهت‌هاي باد و تغيير در كاربري سرزمين كه بر كيفيت هواي شهر تهران تاثير گذاشته از شاخص‌هاي تابع احتمال شرطي (1cpf) و شدت نسبي جهتي (2drs) استفاده شد.نتايج و بحث: نتايج نشان داد كه مساحت كاربري كشاورزي در دوره 1985 تا 2000 داراي روند افزايشي بوده در حالي كه اين روند در 2000 تا 2014 وارونه بوده است. تغيير در مساحت زمين­ هاي باير روندي معكوس نسبت به كاربري كشاورزي در دو دوره زماني ذكر شده داشت. همچنين كاربري شهري در كل دوره، روند افزايشي داشته است. نتايج متريك ­هاي سرزمين، به وجود آمدن لكه‌هاي كوچك‌تر و سيماي سرزمين لكه لكه شده را نشان داد. نتايج تحليل روند بيان كرد كه غلظت ذرات معلق در كل روند افزايشي داشته اما در سال 2007 يك افزايش ناگهاني در غلظت ذرات معلق ديده شد. مقايسه بين غلظت ذرات معلق قبل و بعد از سال 2007 گوياي اين بود كه بين اين دو دوره اختلاف معني‌داري وجود دارد. همچنين نتايج cpf و drs قبل از سال 2007 نشان داد كه جهت خاصي براي ­منبع­­ هاي انتشار ذرات معلق وجود ندارد. اما براي سال‌هاي بعد از 2007، ارزش نمودار cpf و drs در جهت­ هاي خاصي مانند جنوب تا غرب افزايش يافته است.نتيجه‌گيري: نتايج، نشان‌دهنده اين است كه جهت‌هاي خاصي بر افزايش غلظت 10pm در شهر تهران موثرند كه با جهت بيشترين تغييرپذيري­ ها در كاربري سرزمين مطابقت دارد. در نتيجه تغييرپذيري­ ها كاربري سرزمين از عوامل موثر در افزايش ميزان ذرات معلق شهر تهران به شمار مي­ رود.

Introduction: In recent decades, air quality change and its risks are correlated with the expansion of urban and industrial areas and other land-use changes. One of the important effects of land use/cover changes (LUCC) is wind erosion and as a result, an increase in particulate matter (PM) concentration in residential areas. For this reason, the effects of LUCC on PM concentration in Tehran’s airshed was studied. Material and methods: Data on LUCC and landscape metrics were studied in the years 1985, 2000 and 2014. Then, the relationship between LUCC and PM concentration in Tehran was investigated by trend analysis methods. To find the most important wind directions with strong effects on Tehran’s air quality, conditional probability function (CPF) and directional relative strength (DRS) were used. Results and discussion: LUCC results showed that the area of agricultural land-use has been expanded from 1985 to 2000, yet decreased from 2000 to 2014. The trend was vice versa for barren lands during the mentioned time periods. In addition, the urban area has increased in the whole period. The landscape metric results showed that landscape patches became smaller and the landscape has been fragmented. The results of the PM10 concentration trend analysis revealed that it has been increased dramatically since 2007. Comparison of the average concentration of PM10 before and after 2007 showed a significant difference. The results of CPF and DRS illustrated that no specific wind direction was detected before 2007, but afterwards both increased in specific directions (south to west), which is compatible with most LUCC and fragmented areas in these directions. Conclusion: Our results showed that specific wind directions may lead to an increase in the PM10 concentration which is compatible with LUCC directions. Therefore, LUCC could be a significant reason for the increase in PM10 concentration in Tehran.