شهرنشینی در شهرهای جنوب صحرا و پیامدهای آن برای کشاورزی شهری: سنجش از دور مبتنی بر شواهد از نیامی، نیجر

شهرنشینی یک روند بزرگ است که توسط اکثر کشورهای جنوب صحرا در این قرن تجربه شده است. تعریف جمعیت شناختی شهرنشینی، افزایش سهم جمعیت یک ملت ساکن در مناطق شهری است [1]. این منجر به گسترش فیزیکی محیط ساخته شده برای اسکان جمعیت شهری و فعالیت های آنها می شود [2]. شهرنشینی سریع و رشد شهر به دلیل عوامل مختلفی از جمله مهاجرت روستا به شهر، افزایش طبیعی جمعیت و الحاق ایجاد می شود. [3]. با این حال، مطالعات نشان داده است که در بیشتر کشورهای جهان، محیط ساخته شده در مناطق شهری سریعتر از جمعیت شهری در حال گسترش است. [4]. در حالی که انتظار می رفت جمعیت شهری تقریبا دو برابر شود از 2.6 میلیارد در سال 2000 به 5 میلیارد در سال 2030 [5,6]پیش بینی می شود مناطق شهری بین سال های 2000 تا 2030 سه برابر شوند [7]. مطالعات نشان داده‌اند که مناطق شهری صرفه‌جویی در مقیاس، ساختارهای بازار غنی‌تر و توسعه اجتماعی را ارائه می‌دهند [3,8]. علیرغم نرخ بالای فقر شهری مرتبط با شهرها در کشورهای در حال توسعه، جمعیت شهری از خدمات عمومی اولیه بهتری مانند دسترسی به آموزش، مراقبت های بهداشتی، برق، آب و فاضلاب برخوردار هستند. با این حال ، شهرنشینی در کشورهای در حال توسعه چالش های بسیاری از قبیل تخریب محیط شهری ، آسیب های زیستگاه ، بی ثباتی اجتماعی و کاهش قابل توجه اراضی قابل کشت را ایجاد می کند [9]. رشد سریع جمعیت شهری از ظرفیت بیشتر شهرها پیشی گرفته و تقاضا برای زمین شهری را افزایش داده است که به نوبه خود منجر به ارزش بیشتر زمین می شود. [9,10]. افزایش ارزش اراضی شهری و دستمزد اجاره عوامل کلیدی است که به تبدیل در کشورهای کمتر توسعه یافته و در حال توسعه از فضاهای سبز شهری و اراضی کشاورزی شهری به توسعه شهری جدید و مناطق منطقه ای شهری کمک می کند. [11,12].

کشاورزی شهری و حومه شهری به تولید، فرآوری و توزیع مواد غذایی و سایر محصولات (محصولات گیاهی و/یا دام) که در داخل و اطراف شهرها برای تامین امنیت غذایی شهری پرورش می یابند تعریف می شود. [13]. اراضی کشاورزی شهری مناطق بافر بین شهرها و زیستگاه های طبیعی ایجاد می کند که مواد غذایی ، فیبر ، هوای پاک ، خاک و آب را به مناطق شهری فراهم می کند. این بافر همچنین تاثیر سیستم های شهری بر محیط زیست و حیات وحش را کاهش می دهد [14,15]. مطالعات تخمین زده است که (به طور عمده در کشورهای در حال توسعه) 200 میلیون نفر از ساکنان شهری برای بازار شهری مواد غذایی تولید می کنند و 15 ٪ تا 20 ٪ از عرضه جهان را تأمین می کنند [16]. علیرغم اهمیت این سهم، کشاورزی شهری به دلیل استفاده رقابتی از زمین با ناامنی زمین مواجه است. [13,15] و توسعه ناپایدار شهرک ها [17]. این امر به این دلیل است که (به ویژه در کشورهای در حال توسعه) ، مقامات شهری توجه چندانی به ادغام کشاورزی در فرآیندهای برنامه ریزی و منطقه بندی کاربری اراضی شهر ندارند. در عوض، مقامات بر استفاده از زمین با اجاره بهای بالا برای ترویج “بالاترین و بهترین استفاده” تاکید کرده اند. [18]. زمین های کشاورزی شهری به دلیل نزدیکی فضایی به مناطق شهری، اولین اکوسیستمی هستند که تحت تأثیر نامطلوب گسترش شهری قرار می گیرند. در سطح جهانی، زمین های کشاورزی شهری با توسعه ناهموار زیرساخت ها و سکونتگاه ها به طور فزاینده ای به رشد شهری مستمر و ناپیوسته تبدیل شده اند. [15,19]. در جنوب صحرای آفریقا ، به طور گسترده ای شناخته شده است که شهرنشینی به تدریج کشاورزی شهری معاصر را تغییر داده است ، و بر فرآیندهای اکوسیستم و خدمات ، تأثیر منفی بر فرآیندهای اکوسیستم ، تکه تکه شدن یا کاهش سیستم های زمینی کشاورزی تأثیر می گذارد. [15,18,19,20]. نیجر یک کشور آفریقایی در جنوب صحرا است که حدود 1.27 میلیون مایل مربع از منطقه محصور در خشکی را پوشش می دهد. این کشور یکی از فقیرترین کشورهای جهان است و به طور مکرر تحت تأثیر دوره های قحطی و خشکسالی قرار دارد. [21]. پایتخت این کشور ، Niamey ، به دلیل نرخ تولد زیاد و تعداد زیادی از مناطق روستایی به داخل شهر ، نرخ رشد بالای جمعیت 5.3 ٪ در سال را تجربه کرده است. [21]. مهاجرت به مناطق شهری توسط عواملی از جمله باروری کم خاک ، بارندگی نامنظم و زیرساخت های ضعیف که منجر به تولید کم مواد غذایی و از این رو امنیت غذایی ضعیف می شود ، کمک می کند. [21]. این شهر برای اولین بار در ساحل سمت چپ رودخانه نیجر مستقر شد اما به تدریج در هر دو رودخانه گسترش یافته است ، بنابراین به اراضی کشاورزی تجاوز می کند و مردم روستایی را به دور از کشاورزی فریب می دهد [21]. با توجه به افزایش تقاضا برای رشد شهر و گسترش مناطق ساخته شده ، زمین در نیامی از نظر اقتصادی جذاب شده است ، به خصوص در امتداد رودخانه نیجر. این نیز فشار بر مناطق حاصلخیز را افزایش داده و منجر به تبدیل زمین های زراعی به ساختمانی شده است. گسترش مکانی و زمانی نیامی در کشاورزی شهری هنوز به خوبی درک نشده است. [15]. درک جامع از کشاورزی پری شهری و شهری و پویایی آن در طول زمان و مکان به طور فزاینده ای برای پیش بینی روندهای احتمالی آینده و کمک به تدوین سیاست های مؤثر در برنامه ریزی شهری لازم است [20].

توانایی کشاورزی شهری برای تغذیه جمعیت رو به رشد شهری ، به ویژه در کشورهای در حال توسعه ، به اطلاعات دقیق فضا-زمانی بستگی دارد تا برنامه ریزی و مدیریت پایدار شهری را فراهم کند [22]. در Niamey ، هنوز فقدان اطلاعات قابل اعتماد در مورد میزان و تغییر کلاسهای استفاده از اراضی شهری و شهری و پوشش زمین (LULC) وجود دارد که می توانند برای ترویج کشاورزی پایدار شهری مورد استفاده قرار گیرند [21]. در سال‌های گذشته، تکنیک‌های نقشه‌برداری زمینی پرهزینه و زمان‌بر برای جمع‌آوری داده‌های تغییرات در کلاس‌های LULC شهری استفاده شد. [23]. با این حال ، داده های سنجش از راه دور مانند تصاویر ماهواره ای یک منبع ارزشمند در ارزیابی پویایی فضایی و زمانی کشاورزی شهری و شهری بوده است [24]. تصاویر ماهواره ای اطلاعات مقرون به صرفه، به روز، دقیق و دقیق را در مورد کلاس های LULC ارائه می دهد. [25]. تجزیه و تحلیل داده های سنجش از راه دور با استفاده از الگوریتم های تشخیص تغییر قوی و قابل اعتماد به تجزیه و تحلیل الگوی ، رشد و میزان شهرنشینی کمک می کند که می تواند ذینفعان را قادر به تصمیم گیری هایی کند که در کاهش تأثیرات منفی شهرنشینی بر محیط زیست کمک می کند [26].

بیشتر مطالعات قبلی در مورد تأثیر شهرنشینی بر کشاورزی شهری در کشورهای توسعه یافته انجام شده است [27,28,29,30] و تعداد کمی در آفریقا [31,32]. با این حال، بسیاری از تحقیقات انجام شده در آفریقا تا به حال توصیفی بوده و با استفاده از روش های پرهزینه پیمایش انجام شده است. مطالعات قبلی انجام شده در نیامی اهمیت کشاورزی شهری را برای ساکنین نشان داده است [21,33]. به گفته برنهولت، کهلنبک، گباوئر و بوئرکرت [21]غنای گونه ای گیاهی در نیامی از 115 گونه در فصل سرد به 110 گونه در فصول گرم و پرباران به 77 گونه تغییر کرد. Graefe، Schlecht و Buerkert [33] توزیع فضایی فعالیت‌های کشاورزی شهری را با استفاده از تکنیک‌های زمینی، یعنی مصاحبه‌های نیمه ساختاریافته، برجسته کرد. نتایج حاصل از مطالعه نشان داد که فعالیت های کشاورزی عمدتاً در امتداد رودخانه نیجر انجام می شد. با این حال، این مطالعات قبلی نتوانستند به طور مقرون به صرفه تغییرات مکانی – زمانی در زمین‌های کشاورزی شهری را تحلیل کنند. مطالعات گذشته در نیامی در مورد چگونگی تغییر کشاورزی شهری در طول سال‌ها و تأثیر منفی شدید شهرنشینی گزارش کرده است. در حالی که در مطالعات دیگر نشان داده شده است که تصاویر ماهواره‌ای و تکنیک‌های سنجش از دور می‌توانند اطلاعات حیاتی برای برنامه‌ریزی شهری و برنامه‌های توسعه محیطی برای دستیابی به کشاورزی پایدار شهری فراهم کنند، تا به امروز هیچ مطالعه‌ای برای تجزیه و تحلیل تأثیر شهرنشینی بر کشاورزی شهری انجام نشده است. نیامی. از این رو این مطالعه تأثیر شهرنشینی بر کشاورزی شهری را با استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور در نیامی طی 45 سال تحلیل می‌کند.

تجزیه و تحلیل تغییر منظر شهری چند زمانی بر روی یازده تصویر Landsat نشان می دهد که تغییرات LULC در نیامی وجود داشته است.شکل 3). افزایش در مناطق ساخته شده و کاهش در مناطق با برنج، و همچنین با سایر محصولات (شکل 3). این به دلیل افزایش جمعیت است که در آن زمین های کشاورزی برای سازه های ساخته شده پاکسازی می شوند. این با مطالعات قبلی مطابقت دارد [53,54,55] که توجه داشته باشند که به دلیل رشد جمعیت، سکونتگاه ها افزایش یافته است. این امر منجر به تغییراتی در سایر کلاس‌های LULC مانند زمین‌های کشاورزی شهری شده است. رشد جمعیت در نیامی توسط Statista پشتیبانی می شود [56] که نشان می‌دهد این شهر یکی از سریع‌ترین شهرهای آفریقا با رشد تخمینی 101 درصد است که بر اقتصاد و فعالیت‌های کشاورزی آن تأثیر می‌گذارد. کاهش در زمین های تحت پوشش برنج، و همچنین دسته محصولات دیگر، مطابق با Balineau و همکاران است. [57] وی خاطرنشان کرد که کشاورزی شهری در نیامی به دلیل رقابت بین زمین های کشاورزی و سایر بخش های تولیدی و کاربری های مسکونی کاهش یافته است.

تغییر عمده قابل توجه از پوشش گیاهی به زمین بایر – با ارزش 15888 هکتار بین سال های 2002 و 2007 بود.جدول 3 و شکل 4). از بین رفتن پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه بین سال‌های 2003 و 2007 ناشی از بارندگی کم و شهرنشینی بود (جایی که درختان برای پاکسازی زمین برای سازه‌های ساخته شده قطع شدند) [58]. از دست دادن زمین به ترتیب 23%، 306% و 79% برای زمین بایر، سایر محصولات زراعی و پوشش گیاهی.شکل 4) به شهرنشینی در شهر نسبت داده می شود. سالماتو، عبدالله، بوباکار، ابو صوفیانو، علی و ماهامانه از این حمایت می‌کنند. [54] وی اظهار داشت که تقاضای فضایی رو به رشد جمعیت شهری در نیامی منجر به کاهش سطح زیر پوشش محصولات زراعی، خاک برهنه و پوشش گیاهی شده است. افزایش جمعیت همچنین به دلیل مهاجرت مردم از مناطق روستایی نیجر به دلیل خشکسالی های مکرر و بحران های غذایی بوده است. [33]. نرخ باروری بالا و کاهش نرخ مرگ و میر در نیامی وجود دارد که به دلیل افزایش ساختمان‌های ساخته شده فشاری را بر شهر وارد کرده است. [59]. ساخت ساختمان ها در حومه شهر نیز منجر به از دست رفتن زمین برای کشت محصولات شده است. [59].

بین سال‌های 1997 تا 2002 پوشش گیاهی زیادی در نیامی رخ داد.شکل 4). از بین رفتن این پوشش گیاهی به دلیل پاکسازی زمین های کشاورزی، چرای دام، تغییرات آب و هوایی و تقاضای سوخت شهری بود [60]. این نتیجه نرخ بالای مهاجرت ناشی از حرکت اقتصادی ناشی از محیط زیست بود که منجر به جنگل زدایی برای پاکسازی زمین برای کشاورزی و سکونتگاه شد. [61]. پاکسازی زمین عمدتاً در امتداد رودخانه نیجر انجام شد که در آن مزارع کشاورزی عمدتاً واقع شده است و این امر منجر به تشدید حوادث سیل به دلیل افزایش رواناب شده است. [62]. همانطور که در شکل 4، که نتیجه خشکسالی های مکرر بود [55]. با این حال، افزایش پوشش گیاهی در طول سال های 1975-1979، 1984-1987، 2002-2007 و 2012-2017 وجود داشت. افزایش پوشش گیاهی به دلیل کاشت درخت و تکنیک های مدیریتی است. برخی از برنامه های درختکاری مانند عملیات ساحل ورت (عملیات ساحل سبز) و روز ملی درخت (روز ملی درخت) که توسط سینی کونتچه در سال 1975 راه اندازی شد، جوانان را تشویق به کاشت درخت در سرتاسر نیجر برای کاهش بیابان زایی و گسترش حکومت او در سراسر نیجر کرد. تمام سرزمین ها و جمعیت های کشور [63]. این امر منجر به افزایش پوشش گیاهی در سراسر شهر شد و بیش از 60 میلیون درخت در سراسر کشور کاشته شد. [55].

تغییر معکوس در منطقه تحت پوشش سازه های ساخته شده و محصولات زراعی وجود داشت (شکل 5). کاهش سطح محصولات زراعی یکی از مسائل اصلی در نیامی بوده و منجر به ناامنی غذایی در این شهر شده است. اقدام برنامه ملی سازگاری (NAPA) و طرح ملی محیط زیست با دوام توسعه (PNEDD) که برای کاهش بیابان زایی و بهبود زندگی روزمره مردم در نیجر تشکیل شده است، شناسایی کرد که کاهش زمین با محصولات زراعی به دلیل خطرات آب و هوایی مانند خشکسالی، دمای شدید، بادهای شدید، طوفان های گرد و غبار و هجوم حشرات [59]. این مخاطرات اقلیمی با کاهش بهره‌وری شیلات، کاهش آب‌های زیرزمینی، تشکیل تپه‌ها و افزایش مرگ و میر دام‌ها به اقتصاد آسیب رسانده است. افزایش جمعیت در نیامی به دلیل مهاجرت بسیاری از مردان جوان به شهر برای کار برای خانواده هایشان است. آنها به امید یافتن شغل و دفع فقر و ناامنی غذایی به شهر نقل مکان می کنند [64]. نتایج این مطالعه با سازمان ملل متحد مطابقت دارد [65] مطالعه ای که نشان می دهد جمعیت در نیامی از 198099 نفر در سال 1975 به حدود 1.3 میلیون نفر در سال 2020 افزایش یافته است.

نتایج OA برای همه نقشه های طبقه بندی شده در این مطالعه بالا بود، با همه آنها بیشتر از 85٪ (جدول 3). دقت بالا به دلیل قدرت طبقه‌بندی‌کننده SVM در مدیریت داده‌های عددی بدون فرض توزیع داده‌ها و توانایی آن در استخراج مجموعه‌ای از ویژگی‌های ارزشمند از همه کلاس‌ها برای توصیف محیط شهری بود. [26,66]. دقت کاربر و تولید کننده برای نقشه ها با حداکثر مقادیر 100% بالا بود (جدول 3). این به دلیل توانایی طبقه‌بندی کننده برای مقابله با داده‌های پر سر و صدا بود که در آن اثرات پرت به دلیل اعوجاج جوی و توپوگرافی مشاهده می‌شد. از سوی دیگر، کمترین دقت کاربر و تولیدکننده (59 درصد) برای کلاس ساخته شده در سال 1975 بود. این به این دلیل بود که تصویر سال 1975 از 60 متر به 30 متر اندازه پیکسل با استفاده از روش نمونه گیری مجدد نزدیکترین همسایگی نمونه برداری شد، که کاهش می دهد. کیفیت تصویر و دقت موقعیت جغرافیایی تصویر [67].