فصلنامه مدیریت محیط زیست شهری

تحلیل رابطه پیکره‌بندی فضایی زیرساخت‌های سبز و دمای سطحی شهرهای گرم و خشک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

2 گروه محیط زیست دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه ملایر

10.48306/juem.2026.564751.1129
چکیده
اگرچه نقش زیرساخت‌های سبز (GI) در تعدیل گرمای شهری شناخته‌شده است، اما تأثیر پیکربندی فضایی آنها بر عملکرد حرارتی در اقلیم‌های خشک کمتر بررسی شده است. این پژوهش به‌صورت کمّی رابطه بین ساختار فضایی زیرساخت سبز و دمای سطح زمین (LST) را در شهر یزد بررسی می‌کند. در این تحقیق متریک‌های بوم‌شناسی سیمای سرزمین و تصاویر ماهواره‌ای Sentinel-2 و Landsat 9 در تابستان ۱۴۰۳ برای تهیه عرصه‌های سبز و محاسبه شاخص کاهش حرارت فضای سبز (GS-HMI) استفاده شده است. متریک‌های فضایی با نرم‌افزار FRAGSTATS در سطوح لکه، کلاس و سیمای سرزمین استخراج و ارتباط آنها با عملکرد خنک‌کنندگی از طریق رگرسیون چندمتغیره تحلیل گردید.
نتایج تحقیق بیانگر آن است که زیرساخت‌های سبز در یزد از الگوی بسیار پراکنده و گسسته با لکه‌های کوچک و مجزا و عدم وجود پهنه‌های سبز بزرگ و پیوسته مشخص می‌شود. لکه‌های خنک‌تر، از شاخص خوشه‌بندی (CLUMPY) به‌طور معناداری بالاتر و از تراکم مرز پایین‌تری برخوردار بودند. نتایج تحلیل رگرسیون نشان داد که حدود ۶۸٪ از تغییرات شاخص GS-HMI توسط سه متریک فضایی خوشه‌بندی، بزرگترین لکه و تراکم مرز قابل تبیین است. این یافته موید آن است که در محیط‌های خشک، سازمان فضایی زیرساخت سبز تأثیر بیشتری بر کارایی خنک‌کنندگی نسبت به مساحت کل آن دارد. طراحی فضاهای سبز یکپارچه، فشرده و با حریم ساده‌شده می‌تواند عملکرد حرارتی را بهینه و اثر جزیره حرارتی را کاهش دهد. روش‌شناسی ارائه‌شده در این پژوهش، چارچوبی قابل تعمیم برای ارزیابی روابط ساختار-عملکرد در چشم‌اندازهای شهری فراهم می‌کند که کاربرد جدی در طراحی شهری پایدار شهرهای مناطق خشک دارد.

کلیدواژه‌ها


1.  Xu, C., et al., Can improving the spatial equity of urban green space mitigate the effect of urban heat islands? An empirical study. Science of The Total Environment, 2022. 841: p. 156687.
2.  Halder, B., J. Bandyopadhyay, and P. Banik, Monitoring the effect of urban development on urban heat island based on remote sensing and geo-spatial approach in Kolkata and adjacent areas, India. Sustainable Cities and Society, 2021. 74: p. 103186.
3.  Hien, W.N., Urban heat island research: Challenges and potential. Frontiers of Architectural Research, 2016. 5(2): p. 276–278.
4.  Zhou, D., et al., Satellite remote sensing of surface urban heat islands: Progress, challenges, and perspectives. Remote Sensing, 2018. 11(1): p. 48.
5.  Abulibdeh, A., Analysis of urban heat island characteristics and mitigation strategies for eight arid and semi-arid gulf region cities. Environmental Earth Sciences, 2021. 80(7): p. 259.
6.  Abulimiti, A., et al., Urbanization Effect on Regional Thermal Environment and Its Mechanisms in Arid Zone Cities: A Case Study of Urumqi. Remote Sensing, 2024. 16(16): p. 2939.
7.  Balist, J., H. Darabi, and A. Hoveyzavi, Quantifying the Cooling Nexus of Green-Blue Infrastructure in Hyper-Arid Cities: A Spatial Ecosystem Services Approach. Buildings, 2025. 15(21): p. 3975.
8.  Di Leo, N., F.J. Escobedo, and M. Dubbeling, The role of urban green infrastructure in mitigating land surface temperature in Bobo-Dioulasso, Burkina Faso. Environment, development and sustainability, 2016. 18(2): p. 373–392.
9.  Marando, F., et al., Urban heat island mitigation by green infrastructure in European Functional Urban Areas. Sustainable cities and society, 2022. 77: p. 103564.
10.Aram, F., et al., Urban green space cooling effect in cities. Heliyon, 2019. 5(4).
11. Xu, Z. and S. Zhao, Scale dependence of urban green space cooling efficiency: A case study in Beijing metropolitan area. Science of the Total Environment, 2023. 898: p. 165563.
12. Abdulateef, M.F. and H.A. Al-Alwan, The effectiveness of urban green infrastructure in reducing surface urban heat island. Ain Shams Engineering Journal, 2022. 13(1): p. 101526.
13. Shalaby, A.S., Urban heat island and cities design: a conceptual framework of mitigation tools in hot‐arid regions. Journal of Urban Research, 2011. 8(1): p. 123–144.
14.Nastran, M., M. Kobal, and K. Eler, Urban heat islands in relation to green land use in European cities. Urban Forestry & Urban Greening, 2019. 37: p. 33–41.
15..عابدینی ا، آزمون م، آذرکیش ک و مشتاقی س، ۱۴۰۳. کاهش اثرات جزایر گرمایشی شهر از طریق مصالح روسازی خنک (نمونه مطالعاتی: منطقه ۸ کلان‌شهر تبریز). توسعه پایدار شهری, ۴(۱۳), صص ۱۰۵-۱۲۸. doi: 10.22034/usd.2024.2008122.1092
16.احمدی م و داداشی رودباری ع، ۱۳۹۵. آثار ترکیبات بیوفیزیکی در شکل‌گیری جزایر حرارتی شهری (مطالعة موردی شهر مشهد). نشریه سنجش از دور و GIS ایران, ۸(۳), صص ۳۹-۵۸.
۱۷. حاجی فتحعلی م، فیضی م و دهقان توران پشتی ع، ۱۳۹۹. راهبردهای کوتاه مدت برای کاهش اثرات مخرب جزایر گرمایی در مناطق شهری. فصلنامه جغرافیا (برنامه ریزی منطقه ای), ۱۰(۳۸), صص ۱۹۵-۲۱۴.
18. منصوریان ح و عسکرزاده ر، ۱۴۰۴. استراتژی های کاهش جزیره گرمایی شهری: راهکارها و چالش ها در بهبود محیط زیست شهری. مجله پژوهش های خشکسالی و تغییراقلیم, ۳(۱), صص ۱۱۵-۱۳۴doi: 10.22077/jdcr.2024.7450.10641
19.مرادی س و رضایی مقدم م ح، ۱۳۹۹. تحلیل زمانی _ مکانی جزیرۀ حرارتی شهر ارومیه با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی. جغرافیا و مخاطرات محیطی, ۹(۲), صص ۸۳-۹۹. doi: 10.22067/geo.v9i2.8713720.
20. عظیمی ه، اکبری ر و آرمین م، ۱۴۰۱. تبیین رابطه جزایر حرارتی شهری و تعدادی از عوامل مورفولوژی شهر با استفاده از سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: شهر اهواز). جغرافیا و مطالعات محیطی, ۱۱(۴۴), صص ۴۲-۵۷.
21. فیروزی ا، بمانی ا و عرفانی م، ۱۴۰۲. آشکار سازی ارتباط تغییرات مکانی- زمانی جزایر سرد و حرارتی با گرادیان تغییرات کاربری اراضی/پوشش اراضی در دشت یزد- اردکان. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی, ۱۰(۱), صص ۱۹۳-۲۱۲.
22. محمودزاده ح، نقدبیشی ا و مومنی س، ۱۳۹۷. تأثیر کاربری‌های شهری در ایجاد جزایر حرارتی (مطالعه موردی: شهر مشهد). جغرافیا و مخاطرات محیطی, ۷(۳), صص ۱۰۵-۱۱۹.
doi: 10.22067/geo.v0i0.68150
23. Ahmad, B., M.B. Najar, and S. Ahmad, Analysis of LST, NDVI, and UHI patterns for urban climate using Landsat-9 satellite data in Delhi. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2024. 265: p. 106359.
24. Liu, Z., et al., Identification of surface urban heat versus cool islands for arid cities depends on the choice of urban and rural definitions. Science of The Total Environment, 2024. 951: p. 175631.
25. Singh, A., et al., Spatio-temporal assessment of outdoor thermal comfort dynamics in residential neighbourhoods using the TOPSIS method: A novel approach for arid climates. Sustainable Cities and Society, 2025. 126: p. 106379.
26.Ain, J., Measuring the efficiency and intensity of the cooling impact of urban parks in Riyadh, Saudi Arabia: Seasonal analysis and proposed approach to the parks cooling direction index. Applied Geography, 2025. 179: p. 103619.
27. Abedrabboh, O., et al., Enhancing human thermal comfort in hot arid cities: A systematic review of urban heat island observations and mitigation strategies. Building and Environment, 2025. 283: p. 113398.
28. Mohammed, A.M.S., The Heat adaptation priority index (HAPI): A practical tool for urban heat risk assessment and mitigation priority. Sustainable Cities and Society, 2025. 126: p. 106420.
29.Abd-Elmabod, S.K., et al., Seasonal environmental cooling benefits of urban green and blue spaces in arid regions. Sustainable Cities and Society, 2024. 115: p. 105805.
30.Li, Y., et al., What is the relationship between urban heat island (UHI) effect and urban surface parameter (USP) at micro-scale? A case study in Gulangyu, China. Sustainable Cities and Society, 2025. 134: p. 106959.
31.Shi, Z., et al., Modeling the intensity of surface urban heat island based on the impervious surface area. Urban Climate, 2023. 49: p. 101529.
32.Wang, J., et al., Cooling benefits from urban planting depend on local background canopy cover: A continental cross-city comparison. Science of The Total Environment, 2024. 955: p. 176864.
33. Abolhasani, M., et al., Spatiotemporal analysis of land surface temperature dynamics and biophysical influences across diverse climatic zones in Iranian cities. Sustainable Cities and Society, 2025. 135: p. 107012.
34.Zhou, L., et al., Relationship between urban landscape structure and land surface temperature: Spatial hierarchy and interaction effects. Sustainable Cities and Society, 2022. 80: p. 103795.
35.Li, B., et al., Analysis of the relationship between urban landscape patterns and thermal environment: a case study of Zhengzhou City, China. Environmental Monitoring and Assessment, 2020. 192(8): p. 540.
36.Huang, F., et al., Satellite identification of atmospheric-surface-subsurface urban heat islands under clear sky. Remote Sensing of Environment, 2020. 250: p. 112039.
37.Nazarian, N. and J.K. Lee, Personal assessment of urban heat exposure: a systematic review. Environmental Research Letters, 2021. 16(3): p. 033005.
38.Schneider, A., M.A. Friedl, and D. Potere, Mapping global urban areas using MODIS 500-m data: New methods and datasets based on ‘urban ecoregions’. Remote sensing of environment, 2010. 114(8): p. 1733–1746.
39.Zhou, W., G. Huang, and M.L. Cadenasso, Does spatial configuration matter? Understanding the effects of land cover pattern on land surface temperature in urban landscapes. Landscape and urban planning, 2011. 102(1): p. 54–63.
40.Qureshi, A.M., A. Rachid, and D. Bartlett, Quantifying the cooling effect of urban heat stress interventions. International Journal of Global Warming, 2023. 30(1): p. 60–80.
41.Bartesaghi-Koc, C., P. Osmond, and A. Peters, Quantifying the seasonal cooling capacity of ‘green infrastructure types’(GITs): An approach to assess and mitigate surface urban heat island in Sydney, Australia. Landscape and urban planning, 2020. 203: p. 103893.
42.Li, X. and W. Zhou, Optimizing urban greenspace spatial pattern to mitigate urban heat island effects: Extending understanding from local to the city scale. Urban Forestry & Urban Greening, 2019. 41: p. 255–263.
43.Hou, H. and R.C. Estoque, Detecting cooling effect of landscape from composition and configuration: An urban heat island study on Hangzhou. Urban Forestry & Urban Greening, 2020. 53: p. 126719.
44.Wesley, E.J. and N.A. Brunsell, Greenspace pattern and the surface urban heat island: A biophysically-based approach to investigating the effects of urban landscape configuration. Remote Sensing, 2019. 11(19): p. 2322.

  • تاریخ دریافت 16 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 01 اردیبهشت 1405
  • تاریخ پذیرش 05 خرداد 1405
  • تاریخ اولین انتشار 17 خرداد 1405
  • تاریخ انتشار 01 تیر 1405