واکاوی اثربخشی راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت در کاهش شدت جزیره‌ گرمایی شهری

روند سریع شهرنشینی به طور قابل توجهی الگوهای کاربری و پوشش اراضی (lulc) را تغییر داده و با جایگزینی مناظر طبیعی، با سطوح نفوذناپذیر، شدت اثر جزیره‌ گرمایی شهری (uhi) را افزایش داده است. این مطالعه اثربخشی راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت (nbs) را در کاهش شدت uhi در شهر قائم‌شهر ایران با استفاده از داده‌های دورسنجی و مدل سرمایش شهری invest (ucm) ارزیابی می‌کند. نقشه‌های lulc برای سال‌های 2003، 2013، و 2023 از تصاویر ماهواره‌ای لندست استخراج و پیش‌بینی‌های سال 2033 تحت سناریوهای توسعه‌ پایه (bau) و مبتنی بر طبیعت (nbs) با استفاده از مدل ca-markov انجام شد. مدل ucm برای تحلیل تغییرات مکانی شاخص کاهش گرما (hmi) با در نظر گرفتن ویژگی‌های زیست‌فیزیکی فضاهای سبز و آبی شهری مانند سایه، تبخیر‌ تعرق، و بازتاب به کار گرفته شد. نتایج نشان داد از سال 2003 تا 2013 پوشش درختی (15.2 کیلومترمربع) و پهنه‌های آبی (3.8 کیلومترمربع) به طور قابل توجهی کاهش یافته؛ درحالی‌که اراضی کشاورزی (55.5 کیلومترمربع) و ساخت‌وسازهای انسانی (26.3 کیلومترمربع) افزایش داشته‌اند. تا سال 2023 تنها 67 درصد منطقه دارای ظرفیت خنک‌کنندگی بالا (cc>0.9) بود؛ درحالی‌که این مقدار در سال 2003 حدود 91 درصد بود. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد حتی با اجرای nbs، در سناریوی bau، ظرفیت خنک‌کنندگی منطقه تا سال 2033 حدود 23 درصد کاهش خواهد یافت. بیشترین اثر خنک‌سازی متعلق به پوشش درختی با کاهش میانگین دمای 3.32 درجه‌ سانتی‌گراد بود و مراتع با کاهش 3.21 درجه در رتبه‌ بعدی قرار گرفتند. یافته‌های این پژوهش بر اهمیت اجرای راهکارهای nbs مانند توسعه‌ پوشش گیاهی شهری و استفاده از بام‌ها و دیوارهای سبز در کاهش اثر جزیره‌ گرمایی شهری و دستیابی به توسعه‌ شهری پایدار تاکید دارد.

unraveling the effectiveness of nature-based solutions in mitigating urban heat island intensity

the rapid pace of urbanization has significantly altered land use/land cover (lulc) patterns, replacing natural landscapes with impervious surfaces and thereby intensifying the urban heat island (uhi) effect. this study evaluates the effectiveness of nature-based solutions (nbs) in mitigating uhi intensity in qaem shahr, iran, by integrating remote sensing data and the invest-urban cooling model (ucm). lulc maps for 2003, 2013, and 2023 were derived from landsat imagery, while projections for 2033 were modeled under business-as-usual (bau) and nbs scenarios using the ca-markov model. the ucm was employed to analyze spatial changes in the heat mitigation index (hmi), considering the biophysical attributes of urban green and blue spaces, such as shade, evapotranspiration, and albedo. results revealed significant decreases in tree cover (15.2 km²) and water bodies (3.8 km²) from 2003 to 2013, alongside expansions in agricultural land (55.5 km²) and human settlements (26.3 km²). by 2023, only 67% of the region maintained a high cooling capacity (cc > 0.9), compared to 91% in 2003. future projections indicate a 23% reduction in cooling capacity under bau, even with nbs implementation. tree cover demonstrated the highest cooling potential, reducing uhi intensity by 3.32°c on average, followed by grasslands at 3.21°c. the findings of this study emphasize the importance of implementing nbs strategies, such as the expansion of urban vegetation, the use of green roofs and walls, in mitigating the effects of urban heat islands and achieving sustainable urban development.