توسعه یک سیستم برنامه ریزی کاربری زمین یکپارچه روی تالاب‌های احیا شده دشت‌های مجارستان با استفاده از ارزش‌گذاری اقتصادی خدمات اکوسیستم

چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

شکل 1. یک نقشه از ناحیه مطالعه، با نشان دادن نواحی مستعد خشک‌سالی و سیل آب‌های زمینی در دشت مجارستان،برنامه توسعه آب‌انبارهای Vásárhelyi و موقعیت‌های آب‌انبارهای اضافی ارائه شده توسط Koncsos (2006).

2. مطالب و روش‌ها

2.1. ناحیه مطالعه

جدول 1. منابع داده GID استفاده شده برای انتخاب ناحیه

2.2. ارزیابی‌های اقتصادی برای پشتیبانی از برنامه ریزی چشم‌انداز

جدول 2. دسته‌های کاربری زمین نواحی زیر طغیان در مجارستان بین سال‌های 2002 و 2010 (ha).

جدول 3: برآورد ارزش پولی فعالیت‌های مختلف کاربری زمین فعلی و برنامه‌ریزی‌شده و اعتبار فضایی آن‌ها 

جدول 4. مقدار و ارزش پولی ترسیب کربن انواع جنگل مطالعه شده

جدول 5. پارامترهای اصلی آب‌انبارهای VDP تکمیل شده و دو تالاب احیا شده

جدول 6. ساختار کاربری زمین مناطق هدف برای نگهداری آب سطحی اضافه 

3. نتایج

3.1 موجودی ارزیابی اقتصادی برای پشتیبانی از برنامه ریزی چشم‌انداز

3.1.1. ارزیابی سودآوری کاربری زمین در نواحی مستعد سیل‌های آب‌های زیرزمینی

3.2. ناحیه بندی کاربری زمین

4. بحث و نتیجه‌گیری

ایجاد یک سیستم کاربری زمین پایدار در مجارستان (جنوب شرقی اروپا) که در آن 30% مزارع بر روی دشت‌های سیلابی سابق واقع است و 40-45% زمین‌های قابل زرع مستعد خشک‌سالی هستند ضروری است. ما ارزش پولی خدمات اکوسیستم تالاب اصلی، سودآوری کاربری زمین، و هزینه‌های اضافی سیستم تولید غلات در زمین درخطر طغیان آب‌های زمینی در دشت‌های مجارستانی را محاسبه و مقایسه کردیم. ما نشان دادیم که باغ‌ها و جنگلداری سودآوری بسیار بیشتری در تالاب‌های سابق نسبت به کشاورزی مزارع تولید می‌کنند. با استفاده از روش هزینه جایگزینی، ما اثبات کردیم که ظرفیت آب‌انبار تالاب‌های احیا شده با عمق آب بهینه اکولوژیکی 0.5 متر را می‌توان با هزینه سرمایه‌گذاری محافظت در برابر سیل 2150€ha-1 جایگزین کرد. هزینه‌های محاسبه‌شده محافظت از زمین تحت دو مورد از پر ریسک ترین دسته‌های آب زمینی بین 1999-2005، به ترتیب 260.2 €ha-1y-1 و 104.1 € ha-1y-1 بود. اگرچه، مزایای محافظت در برابر سیل تالاب‌های سابق ممکن است پایه ارزش مناسبی برای خودِ احیا ارائه کند، اما به همراه مزایای بالقوه تغییر کاربری زمین از مزرعه به جنگلداری در تالاب‌های سابق و مزیت ترسیب کربن راه‌حل‌های برد-بردی برای کاربران زمین و فعالان نهادی علاقه‌مند به محافظت در برابر سیل، محافظت زیست‌محیطی و کاهش آب‌وهوا ارائه می‌کند.

با افزایش تعداد بشر، فشارهای فزاینده‌ای بر مناطق طبیعی که قابل‌تبدیل به کاربردهای سازنده هستند وجود دارد (Gliessman, 2015). رویکردهای تولید محور در نظر می‌گیرند که تبدیل مقیاس بالای زیستگاه‌های طبیعی مزایای بسیار زیادی دارد یا حداقل غیرقابل‌اجتناب هستند و در کل برای مردم مفید هستند. این درک منجر به تبدیل زیستگاه مقیاس بزرگی شده است که در طی قرن 20 ام با مکانیزه شدن مقیاس بالای خود، سرعت کسب کرده است. به‌عنوان بخشی از این فرایند، بسیاری از رودخانه‌های قاره تعدیل‌شده‌اند، مسیرهایشان کوتاه شده است و به مزارع تبدیل‌شده‌اند (Pfadenhauer and Grootjans,1999). همین امر در بخش مرکزی آبگیر کارپات (جنوب شرقی اروپا) رخ داده است که از نظر تاریخی تا 25% ناحیه خود تحت طغیان موقتی یا دائمی قرار داشت اما تقریباً 98% این تالاب‌ها به مزارع تبدیل شدند (Koncsos, 2011). با این حال، تدارک خدمات (مثلاً تولید غذا؛ جدول 3 را ببینید) تنها یک دسته از خدمات اکوسیستم هستند (de Groot et al.,2002) و برای کسب پایداری، عملکردها و خدمات دیگری نیز ارزیابی شدند. فعالیت‌های کاربری زمین انسانی از جمله کشاورزی، جنگلداری و تولید انرژی، ساطع کننده‌های بزرگ گاز گلخانه‌ای (GHG) توسط انسان هستند (IPCC, 2014). این اثر باعث می‌شود که زیستگاه‌هایی که می‌توانند کربن را جذب و حفظ کنند (سینک کربن ) بسیار مهم شوند. تالاب‌ها زیستگاه‌هایی با ظرفیت ذخیره کربن بسیار بالای برآورد شده 830 Tg y-1 هستند (Mitsch et al., 2012) اما از نظر جهانی در طی تغییر اخیر کشاورزی، ضررهای شدیدی داشته‌اند. تبدیل آن‌ها به زمین‌های قابل زرع، مراتع یا سطوح مصنوعی، مسئول انتشار جهانی کربن کاربری زمین است (Watson et al., 1995). درنتیجه، رشد آسیب‌پذیری آب‌وهوایی، افزایش دما و بدتر شدن خشک‌سالی‌ها در دشت‌های معتدل، چالش بزرگی برای ایمنی غذا و سیاست کاربری زمین ارائه می‌کند (Ray et al., 2015). با افزایش آگاهی و پذیرش مشارکت خدمات اکوسیستم در رفاه انسانی (اقتصاد اکوسیستم‌ها و تنوع زیستی (TEEB) 2010)، ارزش مناطق طبیعی سابق را، اکنون می‌توان مفهوم‌سازی ، تفسیر و بهتر ارزیابی کرد. در این کار، ما از مثال مزارع در مناطقی که سابقاً در نواحی پست مجارستان تحت طغیان قرار داشته‌اند استفاده می‌کنیم تا نشان دهیم که رویکردهای مدل‌سازی یکپارچه می‌توانند ارزیابی پایداری سیستم‌های مزدوج اقتصادی- اکولوژیکی را بهبود بخشند. به‌طور خاص، ما استدلال خواهیم کرد که از طریق بازیابی تالاب‌های سابق که در حال حاضر تحت کشاورزی غیر سودآور مزارع هستند، می‌توان در اکثر هزینه‌های سرمایه‌گذاری یک ابر پروژه محافظت در برابر سیل میلیارد یورویی در دشت مجارستان صرفه‌جویی کرد. ما ادعا می‌کنیم که ارزیابی مجدد مزایای جمعی، عاملی کلیدی در اجرای یک سیستم کاربری زمین پایدار است. نهایتاً، ما یک سیستم کاربری زمین منطقه‌ای ارائه می‌کنیم که می‌تواند از سازگاری اجتماعی با شرایط چشم‌اندازی که زمانی ساختار دشت سیلابی تکه‌تکه‌ای بوده است و سازگاری اجتماعی با چالش تغییر آب‌وهوا، پشتیبانی کند. چنین چشم‌انداز یکپارچه‌ای برای پشتیبانی از سیاست‌های محافظت طبیعی و زیست‌محیطی اهمیت دارد و می‌تواند در نقشه‌برداری فعلی و ارزیابی اکوسیستم‌ها و خدمات آن‌ها (Maes et al., 2012) و اقدامات TEEB (2010) نقش داشته باشد. درنتیجه شرایط آب‌وهوایی، ژئومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی، 25.3% از 4.3 میلیون ha (هکتار) از زمین‌های قابل زرع مجارستان، به سیل آب‌های زمینی آسیب‌پذیر هستند (برنامه مدیریت آبگیر رودخانه‌های مجارستان- RBMPH، 2010). یک سیستم کانال گسترده از این زمین‌های قابل زرع که روی تالاب‌های سابق قرار می‌گیرند محافظت می‌کند؛ آن‌ها متوسط 1.77 × 109 m3y-1 آب زمینی را به سیستم رودخانه‌ای، بین سال‌های 1982 و 2006 کانال‌کشی کردند (سالنامه‌های هیدرولوژیکی مجارستانی، 1983-2007). علاوه بر این، اکثر این تالاب‌های خشک‌شده در مناطقی هستند که بدترین تأثیر را از خشک‌سالی داشته‌اند (Pálfai, 2004). ریسک سیل‌های آب زمینی در ژانویه- مارس و در ژوئن ، دوره‌هایی که با اوج سیل‌ها مطابقت دارند بیشترین مقدار است. با این حال، دریای در حال مد در ژوئن، قبل از ماه‌های تابستانی مستعد خشک‌سالی است. لذا، تخلیه تالاب‌های سابق ریسک سیل را در چنین زمین‌های احیا شده‌ای افزایش داد و زمین‌های قابل زرع جدیدی ایجاد کرد که در معرض ریسک خشک‌سالی بودند. برای کاهش آسیب‌پذیری آب‌وهوایی دشت‌های خشک، گسترده شدن کشاورزی (Olesen and Bindi, 2002) و احیای تالاب‌های سابق (Csete et al., 2011; استراتژی تغییر آب‌وهوایی مجارستان، HCCS, 2013؛ استراتژی آب مجارستان، HWS, 2015) پیشنهاد شده‌اند. طبق استراتژی آب مجارستان (2013، 2015)، نواحی پست با پتانسیل کشاورزی- اکولوژیکی پایین، که مرتباً تحت تأثیر سیل آب‌های زمینی قرار می‌گیرند و در آن محافظت در برابر این تهدیدات، به طرز نامناسبی گران است، باید کشاورزی قابل زرع را کنار گذاشته و به جای آن، حفظ آب در آن مناطق تشویق شود. در بخش مالی دشتِ بزرگ مجارستان، برنامه مدیریت مربوطه (RBMP of Tisza, 2010) ایجاد نواحی محافظتی در راستای 90% جویبارها، تبدیل کاربری زمین در نواحی حساس به آلودگی نیترات و احیا حجم آب در راستای بیش از 70% جویبارهای کوچک و متوسط را توصیه می‌کند. سیستم محافظت در برابر سیل آب زمینی و رودخانه‌ای فعلی دشت مجارستان در طی مدرن سازی کشاورزی قرن 19 ام- 20 ام ایجاد شد (Pinke, 2014). امروزه، 2940 کیلومتر خاک‌ریز و 42600 کیلومتر کانال از زمین‌های پست در برابر سیل آب‌های زمینی محافظت می‌کنند (Somlyódy, 2011). پایداری این خاک‌ریزهای گسترده و سیستم کانال توسط رویدادهای هیدرولوژیکی شدید در اواخر دهه 1990 تست شد درست وقتی‌که کشاورزی مجارستانی، سیستم حمایت از تولیدات داخلی دولت را برای اولین بار از اواخر قرن 19 ام کنار گذاشت (Morkre and Tarr, 1995; Kopsidis, 2008). این شناخت که تحت شرایط اقتصاد بازار پسا کمونیستی، درآمد از کشاورزی قادر به تأمین دفاع چنین زمین‌های قابل زرع پستی در برابر سیل نیست، یک تغییر الگو در اکولوژی چشم‌انداز مجارستان و مدیریت آب ایجاد کرد (Szlávik, 2000). اگرچه کارشناسان کشاورزی، فعالان محیط‌زیست، فعالان هیدرولوژیست و برنامه ریزان فضایی، ضرورت تالاب‌های احیاشده سابق را (VATI, 2004) به دلیل نبود استراتژی‌های اقتصادی خوب برای استفاده از تالاب‌ها از جمله ارزیابی‌های دقیق خدمات اکوسیستم، به رسمیت شناختند، اختلافات عمومی تبدیل به مجادله‌هایی تقریباً با شدت مذهبی شد (Koszorú and Szántó, 2011). مشارکت‌کنندگان در این بحث شدید قادر به رسیدن به توافقی درباره اندازه مناطقی که باید در احیای تالاب قرار گیرند، نبودند. این اختلافات بر دو واقعیت بسیار مهم تأکید داشت. اول این‌که برنامه ریزان اقتصادی و کشاورزی نمی‌توانستند (یا نمی‌خواستند) رویکرد کاربری زمین سنتی را که در آن تالاب‌ها به‌عنوان اتلاف زمین ارزشمندی تلقی می‌شدند که می‌توانستن از طریق تخلیه و تخریب تالاب بهبود یابد، مجدداً تعریف کنند (Woodward and Wui, 2001). دوم، مزایای کاشت در این زمین‌های مستعد سیل آب‌های زمینی نمی‌تواند هزینه‌های محافظت و خطرات آب را پوشش دهد که خود پایداری سیستم‌های مدیریت آب و کاربری زمین فعلی را بی‌اعتبار کرد (Forgóné Nemcsics, 2000; HCCS, 2013; HWS, 2015). برنامه ریزی هیدرولوژیکی پیچیدگی جنبه‌های اجتماعی و اقتصادی آسیب‌پذیری آب‌وهوایی زمین‌های پست را به یک برنامه محافظت در برابر سیل ساده کاهش داد (برنامه توسعه Vásárhelyi- از اینجا به بعد VDP خوانده می‌شود، 2004)، و ایجاد آب‌انبارهای سرریز با ظرفیت ذخیره 700 میلیون m3 را پیشنهاد کرد (جدول 5). با این حال، ایمنی بلندمدت در برابر سیل در آبگیر Tisza نیازمند نگهداری 1.5-2 میلیارد m3 آب در طی اوج‌های سیل است (VATI, 2004; Koncsos, 2006). ذخیره این مقدار آب در یک منطقه کوچک انتخاب شده برای این منظور (جدول 5) را تنها می‌توان با آب‌انبارهای نسبتاً عمیق محافظت شده با خاک‌ریزها به دست آورد. کاربری زمین در این آب‌انبارها اضطراری تحت غلبه کشاورزی محصولات است اما محصولات نمی‌توانند وقتی‌که آب‌انبار تا چندین متر عمق پر می‌شود باقی بمانند. لذا، از دولت انتظار می‌رود تا به کاربران زمین این آب‌انبارها بعد از رویداد سیل خسارت بدهد. این مفهوم به‌طور گسترده‌ای نقد شد چرا که ملاحظات اقتصادی، اکولوژیکی و ژئومورفولوژیکی را نادیده می‌گرفت (Gábris et al., 2004; Ungvári and Kiss,2013). یک تحلیل سود-هزینه دریافت کرد که نگهداری آب در 19 موقعیت دشت سیلابی پست در راستای رودخانه Tisza (شکل 1)، با فرض عمق آب 1.5-2.5 متر در آن‌ها، به‌علاوه افزایش ارتفاع سیستم خاک‌ریز تا 0.5 متر بالای سطح سیل بحرانی، یک راه‌حل خیلی ارزان‌تر نسبت به اجرای VDP است (Koncsos, 2006). نگهداری میلیاردها m3 آب نفوذکننده به خاک و تبخیر شونده در یک سیستم تالابی، می‌تواند تا حد زیادی خطر خشک‌سالی و سیل در دشت‌های اقلیمی خشک را کاهش دهد (Kerekes et al., 1994). به دلیل هزینه‌های نگهداری و سرمایه‌گذاری بازدارنده بالای سیستم‌های دفاع در برابر سیل، خدمات محافظت در برابر سیل ارائه شده توسط تالاب‌ها بسیار با ارزش است (Stürck et al., 2014; Mitschand Gosselink, 2015; National Flood Resilience Review, 2016). لذا، ما فرض می‌کنیم که خدمت دفاع در برابر سیل می‌تواند یک عامل اصلی در تلفیق اهداف محلی و جهانی باشد از جمله ایمنی غذا و جذب کربن در یک سیستم کاربری زمین پایدار اقتصادی و اکولوژیکی در بخش‌های مستعد خشک‌سالی دشت‌های مجارستان. ارزش‌گذاری کمتر اقتصادی خدمات اکوسیستم ارائه شده توسط تالاب‌ها (Clare et al., 2011) عامل مهمی است که مانع محافظت، نگهداری و احیای آن‌ها می‌شود. برای بهبود این موقعیت و حرکت به سمت یک برنامه ریزی کاربری زمین یکپارچه در دشت‌های مجارستان مستعد خشک‌سالی و سیل، ما ارزش دو خدمت مهم اکوسیستمی مرتبط با تالاب‌ها را ارزیابی کردیم (محافظت در برابر سیل، ترسی کربن در جنگل‌های دشت سیلابی) و آن‌ها را با ارزش خدمات تدارکاتی مربوطه (احشام، محصولات و تولید الوار) و هزینه‌های محافظت در برابر سیل آب‌های زمینی اضافی سیستم کاربردی تولیدکننده غلات فعلی مقایسه کردیم.