ارزیابی اثرات آلودگی هوا در شهر یزد بر اساس چارچوب DPSIR و رویکرد پویایی سیستم

نویسندگان

1 گروه برنامه‌ریزی و مدیریت محیط‌زیست و HSE، دانشکده محیط‌زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی، دانشگاه یزد ، یزد، ایران

3 گروه برنامه‌ریزی و مدیریت محیط‌زیست و HSE، دانشکده محیط‌زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.48308/envs.2024.1395
چکیده

سابقه و هدف: در دو دهه اخیر، رشد اقتصادی و افزایش مهاجرت در شهر یزد موجب افزایش تقاضای مسکن، حمل‌ونقل و توسعه زیرساخت‌ها شده است. در کنار آن، تغییرات اقلیمی و خشک‌سالی‌های پی‌درپی کیفیت هوای شهر را کاهش داده‌اند. این عوامل بر متغیرهای فشار از جمله ترافیک، مصرف سوخت، اتلاف انرژی و همچنین بر محل جذب آلاینده‌ها یعنی فضاهای سبز و باز شهری اثرگذارند. افزایش آلاینده‌های هوای شهری پیامدهای منفی بر سلامت انسان، تنوع زیستی و فرسودگی بناها دارد. اقدامات انجام‌شده برای کنترل آلودگی هوا شامل توسعه محدود مسیرهای دوچرخه‌سواری، پایش آلودگی در شهرک‌های صنعتی و طرح‌های کنترل ریزگردها بوده است. اما با توجه به روند فزاینده آلودگی، در گام نخست نیاز به ارائه تصویری جامع از وضعیت کنونی و آینده آلودگی هوا و سناریوهای محتمل برای برنامه‌ریزان وجود دارد. در این پژوهش از چارچوب DPSIR و رویکرد پویایی سیستم برای تحلیل روابط علت و معلولی بین متغیرهای مؤثر و اثرپذیر بر آلودگی هوای یزد و مدل‌سازی شرایط آینده استفاده شده است. مواد و روش­‌ها: ابتدا برای درک بهتر روابط علت و معلولی سیستم، عوامل نیرومحرکه، فشار، وضعیت، اثر و پاسخ شناسایی شدند. سپس در فاز مدل‌سازی پویایی سیستم، بر اساس چارچوب DPSIR، زیرسیستم‌های مؤثر بر کیفیت هوای یزد شامل جمعیت، اقتصاد، سیمای سرزمین، حمل‌ونقل، انرژی و محیط‌زیست تعریف گردیدند. برای بررسی تغییرات سیمای سرزمین، با استفاده از نرم‌افزار Fragstats متریک‌های ED، PD، AREA_AM و CONTAG بر پایه نقشه پوشش اراضی یزد محاسبه شد. روابط بین متغیرها با نمودار علت و معلولی در نرم‌افزار Vensim ترسیم شد و در گام پایانی، مدل انباشت-جریان در همین نرم‌افزار برای سناریونویسی و پیش‌بینی روندهای آینده استفاده گردید. به‌منظور اعتبارسنجی مدل، روند تاریخی و شبیه‌سازی دو متغیر جمعیت شهری و تعداد مجوزهای صنعتی با استفاده از ضریب تبیین مقایسه شد. نتایج و بحث: نتایج مدل‌سازی نشان داد متغیرهای کلیدی شامل جمعیت شهری، سرمایه‌گذاری در کارگاه‌های صنعتی و میزان آب انتقالی به یزد به‌ترتیب با نرخ 62، 76/54 و 54/16 درصد رشد داشته‌اند. تحلیل ساختار سیمای سرزمین و متریک‌های ED، PD، AREA_AM و CONTAG بیانگر حرکت لکه‌ها به سمت خوشه‌ای و متراکم شدن و توزیع نامناسب آن‌هاست که منجر به خرددانگی در سیمای سرزمین شده است. با توجه به اینکه خودروها منبع اصلی انتشار گازهای گلخانه‌ای هستند، سناریوی نخست بر کنترل تعداد آن‌ها تمرکز دارد. در صورت ثابت ماندن تعداد خودروها از 2015 تا 2040، انتشار گازهای گلخانه‌ای 94/26% کاهش می‌یابد، اما در صورت تداوم روند فعلی 96/33% افزایش خواهد یافت. در سناریوی دوم، کاهش تعداد جوازهای صنعتی بررسی شد که نتایج نشان داد کاهش مجوزها باعث 01/56% کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود. ترکیب سناریوی 1 و 2 (ثابت ماندن تعداد خودروها و کاهش مجوزهای صنعتی) بیشترین تأثیر را داشته و منجر به 04/67% کاهش انتشار می‌گردد. نتیجه‌گیری: یافته‌ها نشان می‌دهد انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از افزایش خودروها و رشد صنعت عامل اصلی آلودگی هوای یزد است. بنابراین، کاهش آلودگی نیازمند کنترل انتشار گازهای گلخانه‌ای از طریق مدیریت تعداد خودروها و سفرهای درون‌شهری و همچنین کاهش رشد صنعتی است. تولید خودروهای سازگار با محیط‌زیست و استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر می‌تواند راهکار مؤثری باشد. همچنین این پژوهش نشان داد که نگاه یک‌جانبه به مسئله آلودگی هوا کارآمد نیست و حل این چالش نیازمند رویکردی یکپارچه و کل‌نگر است. استفاده از پویایی سیستم امکان شناسایی روابط علت و معلولی، متغیرهای اثرگذار و اثرپذیر و پیش‌بینی روندهای آینده را فراهم می‌کند. علاوه‌براین، سناریونویسی در این چارچوب می‌تواند برای برنامه‌ریزی و ارزیابی اثربخشی راهکارهای کاهش آلودگی هوا به کار رود.