Analyzing ecological security impacts of land use changes through novel landscape ecology metrics and scenario modeling

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 77

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_IJHCUM-10-3_006

تاریخ نمایه سازی: 19 تیر 1404

چکیده مقاله:

TRACT:BACKGROUND AND OBJECTIVES: Rapid urbanization has significantly impacted land use and land cover, disrupting ecosystems and threatening ecological security. This study assessed the ecological security impacts of land use changes in the Lavasanat watershed from ۲۰۰۰ to ۲۰۴۰ using scenario modeling and landscape metrics. Findings show that urban expansion significantly reduces ecological security, with severe impacts under pessimistic scenarios. Sustainable urban planning policies are essential to mitigate these effects.METHODS:  Land use maps for ۲۰۰۰, ۲۰۱۰, and ۲۰۲۰ were created using Landsat imagery and processed with Environment for Visualising Images and Geographic Information System tools. The Markov chain and Cellular Automata-Markov models predicted land use changes to ۲۰۴۰ under current, pessimistic, realistic, and optimistic scenarios with IDRISI software. Landscape metrics, including the number of patches, landscape shape index, interspersion and juxtaposition index, class area, percentage of landscape, and largest patch index, were calculated at class and landscape levels using FRAGSTATS. The Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs model simulated ecological outcomes for each scenario.FINDINGS: The pessimistic scenario showed a ۳۲% increase in built-up land cover, with an ۱۸% reduction in patch numbers and a ۱۲% decline in landscape shape complexity. Meanwhile, the percentage of built-up land cover rose, forming large patches (the largest patch index rose by ۲۸%). These changes disrupted the watershed’s structure and reduced ecologically valuable areas.CONCLUSION: The findings reveal that urban expansion significantly threatens ecological security, particularly under pessimistic scenarios. This study provides a novel framework for assessing ecological risks by integrating landscape metrics with scenario modeling. The results emphasise the need for sustainable urban planning to mitigate environmental degradation and enhance resilience. Structural landscape changes, including reduced patch complexity and increased fragmentation, were key drivers of ecological decline

نویسندگان

Y. Moarrab

Department of Safety, Health and Environment, Faculty of Passive Defense, Imam Hossein University, Tehran, Iran

V. Novin

Department of Environmental Planning, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Aburas, M. M.; Ho, Y. M.; Ramli, M. F.; Ash’aari, ...
  • Albers, H. J.; Goldbach, M. J., (۲۰۰۰). Irreversible ecosystem change, ...
  • Alberti, M.; Marzluff, J., (۲۰۰۴). Ecological resilience in urban ecosystems: ...
  • Andersen, P. P.; Lorch, R. P., (۱۹۹۸). Food security and ...
  • Arnold, J.; Kleemann, J.; Fürst, C., (۲۰۱۸). A differentiated spatial ...
  • Browne, D.; O’Regan, B.; Moles, R., (۲۰۱۱). Material flow accounting ...
  • Brummett, R. E.; Williams, M. J., (۲۰۰۰). The evolution of ...
  • Calderón, M.; Hadjikakou, M.; Bryan, B. A., (۲۰۲۱). High resolution ...
  • Deng, J.; Wang, S.; Hong, Y.; Qi, J., (۲۰۱۹). Spatio-temporal ...
  • Duffy, S. B.; Michael, S. C.; Grant, W. E., (۲۰۰۱). ...
  • Fan, F.; Liu, Y.; Chen, J.; & Dong, J., (۲۰۲۱). ...
  • Fan, Q.; Ding, S., (۲۰۱۶). Landscape pattern changes at a ...
  • Farmer, M. C., (۲۰۰۵). Environmental consequences of social security reform: ...
  • Feng, Y.; Liu, Y.; Liu, Y., (۲۰۱۷). Spatially explicit assessment ...
  • Fichera, C. R.; Laudari, L.; Modica, G., (۲۰۱۵). Application, validation ...
  • Gao, Y., Wu, Z.; Lou, Q.; Huang, H.; Cheng, J.; ...
  • Gharaibeh, A.; Shaamala, A.; Obeidat, R.; Al-Kofahi, S., (۲۰۲۰). Improving ...
  • Glenn, E. P.; Cohen, M. J.; Morrison, J. I.; Carlos, ...
  • Guo, Z. W., (۲۰۰۱). To build the early warning and ...
  • Habibi, S.; Asadi, N., (۲۰۱۱). Causes, results, and methods of ...
  • Hassan, M. M., (۲۰۱۷). Monitoring land use/land cover change, urban ...
  • Huilei, L.; Jian, P., Yanxu, L.; Yina, H., (۲۰۱۷). Urbanisation ...
  • Jia, Y.; Tang, L.; Xu, M.; Yang, X., (۲۰۱۹). Landscape ...
  • Jiang, J.; Abulizi, A.; Abliz, A.; Zayiti, A.; Akbar, A.; ...
  • Keshtkar, M.; Mobarghaee, N.; Sayahnia, R.; Asadolahi, Z., (۲۰۲۳). Landscape ...
  • Kong, F.; Ban, Y.; Yin, H.; James, P.; Dronova, I., ...
  • Lamine, S.; Petropoulos, G. P.; Singh, S. K.; Szabó, S.; ...
  • Lee, D.; Oh, K., (۲۰۱۲). A landscape ecological management system ...
  • Liang, H.; Chen, D.; Zhang, Q., (۲۰۱۷). Assessing urban green ...
  • Liu, Ch.; Li, W.; Xu, J.; Zhou, H.; Li, Ch.; ...
  • Liu, D.; Chang, Q., (۲۰۱۵). Ecological security research progress in ...
  • Liu, P.; Jia, Sh.; Han, R.; Zhang, H., (۲۰۱۸). Landscape ...
  • Lu, X.; Yao, S.; Fu, G.; Lv, X.; Mao, Y., ...
  • Luck, M.; Wu, J., (۲۰۰۲). A gradient analysis of urban ...
  • Maimaitijiang, M.; Ghulam, A.; Sandoval, J. S. O.; Maimaitiyiming, M., ...
  • Malaviya, S.; Munsi, M.; Oinam, G.; Joshi, P. K., (۲۰۱۰). ...
  • Moarrab, Y.; Salehi, E.; Amiri, M. J.; Hoveodi, H., (۲۰۲۱). ...
  • Montis, A. D.; Ganciu, A.; Cabras, M.; Bardi, A.; Mulas, ...
  • Munthali, M. G.; Botai, J. O.; Davis, N.; Adeola, A. ...
  • Novin, V.; Jafari, H. R.; Hoveidi, H., (۲۰۲۲). Developing of ...
  • Paudel, S.; Yuan, F., (۲۰۱۲). Assessing landscape changes and dynamics ...
  • Peng, J.; Guo, X. N.; Hu, Y. N.; Liu, Y. ...
  • Peng, J.; Shen, H.; Wu, W.; Liu, Y.; Wang, Y., ...
  • Prabu, P.; Dar, A., (۲۰۱۸). Land-use/cover change in Coimbatore urban ...
  • Qiao, E.; Reheman., R.; Zhou, Zh.; Tao, S., (۲۰۲۴).Evaluation of ...
  • Rao, Y.; Dai, J.; Dai, D.; He, Q.; Wang, H., ...
  • Rees, W. E., (۲۰۱۲). Cities as dissipative structures: Global change ...
  • Reimets, R.; Uuemaa, E.; Oja, O.; Sisas, E.; Mander, U., ...
  • Rimal, B.; Zhang, L.; Keshtkar, H.; Haack, B. N.; Rijal, ...
  • Schwoertzig, E.; Poulin, N.; Hardion, L.; Trémolières, M., (۲۰۱۶). Plant ...
  • Su, S.; Jiang, Z.; Zhang, Q.; Zhang, Y., (۲۰۱۱). Transformation ...
  • Sun, B.; Zhou, Q., (۲۰۱۶). Expressing the spatio-temporal pattern of ...
  • Sun, Q.; Sun, J.; Baidurela, A.; Li, L.; Hu, X.; ...
  • Thaiutsa, B.; Puangchit, A.; Kjelgren, R.; Arunpraparut, W., (۲۰۰۸). Urban ...
  • TV, R.; Aithal, B. H.; Sanna, D. D., (۲۰۱۲). Insights ...
  • Valeria, B.; Facundo, S.; Virginia, C.; Marina, H., (۲۰۱۵). Ecosystem ...
  • Vizzari, M.; Sigura, M., (۲۰۱۵). Landscape sequences along the urban–rural–natural ...
  • Wan, L.; Ye, X.; Lee, J.; Lu, X.; Zheng, L.; ...
  • Wang, S.; Zhang, X.; Wu, T.; Yang, Y., (۲۰۱۹). The ...
  • Wang, Z.; Shi, P.; Zhang, X.; Tong, H.; Zhang, W.; ...
  • Weng, Q., (۲۰۰۱). A remote sensing and GIS evaluation of ...
  • Weng, Y., (۲۰۰۷). Spatio-temporal changes of landscape pattern in response ...
  • Woldesemayat, E. M.; Genovese, P. V., (۲۰۲۱). Urban green space ...
  • Wu, X.; Liu, S.; Sun, Y.; An, Y.; Dong, S.; ...
  • Yang, N.; Zhang, T.; Li, J.; Feng, P.; Yang, N., ...
  • Yue, W. Z.; Liu, Y.; Fan, P. L., (۲۰۱۳). Measuring ...
  • Zhang, L.; Wu, J.; Zhen, Y.; Shu, J., (۲۰۰۴). A ...
  • Zhang, Q.; Su, S., (۲۰۱۶). Determinants of urban expansion and ...
  • Zhang, R.; Pu, L.; Li, J.; Zhang, J., (۲۰۱۶). Landscape ...
  • Zhong, Y.; Lin, A.; Zhou, Z., (۲۰۱۹). Evolution of the ...
  • Zhou, L.; Dang, X.; Sun, Q.; Wang, Sh., (۲۰۲۰). Multi-scenario ...
  • Zhou, W.; Qian, Y.; Li, X.; Li, W.; Han, L., ...
  • نمایش کامل مراجع