پایداری متابولیسم شهری بر مبنای رهیافت شهر باز مولد

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

گروه جغرافیای انسانی و آمایش، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

پیشینه و هدف
شهرهای کنونی پتروپلیس هایی هستند که همه عملکردهای کلیدی آن ها، تولید، مصرف و حمل و نقل با تزریق انبوه نفت و سوخت های فسیلی تامین می‌شوند. چنین شهرهای با الگوی متابولیسم خطی سبب افزایش بی‌نظمی، اتلاف منابع و افزایش آلاینده ها در جاهای دیگری می‌شوند. متابولیسم شهری مانند یک لنز برای اندازه گیری عملکرد انسانی- طبیعی یک شهر عمل می‌کند و  روش مناسبی برای ارزیابی سطح پایداری شهر  است. رهیافت بازمولد با ادغام ورودی و خروجی های متابولیسم شهری در غالب تفکر بازمولد می‌تواند به عنوان پایه‌ای علمی برای شناسایی مشکلات محیط زیستی فعلی و ارتقاء دوباره سلامت اکوسیستم شهری مطرح باشد. بدین منظور این پژوهش به بررسی استفاده از معیارهای شهر باز مولد در پایداری متابولیسم شهر و سطح بندی آن‌ها می‌پردازد و از متابولیسم شهری به عنوان پایه ای برای سنجش معیار‌های پایداری استفاده می‌کند. در واقع این پژوهش به دنبال رفع شکاف مطالعاتی میان اصول باز مولدی و پایداری متابولیسم شهر است.
 
روش شناسی
پژوهش حاضر، یک پژوهش اسنادی و تفسیری با رویکرد آمیخته است که به منظور تبیین مفاهیم و شاخص های سنجش پایداری متابولیسم شهری بر مبنای رهیافت شهر بازمولد، با استفاده از ادبیات نظری مرتبط، مطالعات انجام شده در این زمینه و در نهایت مقایسه رویکردهای نوین، انجام شده است. تحلیل محتوا به مثابه استراتژی پژوهش است. روش جمع آوری نیز بر مبنای اطلاعات کتابخانه ای است. در نهایت از یک فرایند کدگذاری انتخابی برای شناسایی روابط بین مفاهیم کلیدی، انجام سنتز موضوعی و پاسخ به سوالات استفاده شده که منجر به ارائه شاخص‌های نهایی پژوهش شده است. در ادامه برای سطح بندی شاخص‌ها از نظر اهمیت و اثرگذاری در سیستم پایداری، از مدل سازی تفسیری ساختاری استفاده شده است.
یافته ها و بحث
پس از تحلیل محتوا در متون و اسناد مرتبط با موضوع، مولفه‌های پایداری بر اساس چهار عنصر آب، انرژی، غذا و مواد استخراج شده‌اند. در رابطه با عنصر آب، معیارهای پایداری متابولیسم عبارتند از کاهش تولید با راندمان بالا، کاهش اتلاف و بازتولید آب است. در رابطه با معیار غذا، معیارهای پایداری متابولیسم بر کاهش ورود منابع، کاهش مصرف داخلی و بازیافت مواد غذایی تاکید دارد. در مبحث انرژی نیز معیارهای پایداری، تحت تاثیر معیارهای بازمولد همچون تولید انرژی بر اساس پتانسیل اکوسیستم، منابع تجدید پذیر و احیاء منابع اکوسیستم است. در بخش مواد نیز معیارهای پایداری چون کاهش تولید و بازیافت مواد در هماهنگی با اصول باز مولد می‌تواند به کاهش رد پای بوم شناختی، حفظ تنوع زیستی و پایداری منابع منتهی شود. همچنین شاخص‌های سنجش پایداری متابولیسم شهری بر مبنای معیارهای رهیافت شهر باز مولد در سه سطح دسته بندی شده‌ که بیانگر میزان اهمیت و اثرگذاری هر سطح از شاخص‌ها در پایداری اکوسیستم شهرها است.
                                           
نتیجه گیری
‌از آنجایی که این پژوهش به دنبال درک و بسط بینش بیشتر در خصوص نقش و جایگاه رهیافت بازمولد در پایداری متابولیسم شهری است، آنچه این پژوهش را از دیگر مطالعات متابولیسم شهری متمایز می کند پرکردن خلاء‌های متابولیسم شهری در درک پایداری سیستم ها با استفاده از نگاه رهیافت بازمولد است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که تاثیر معیارهای بازمولد در پویایی مطالعات متابولیسم سبب شکل گیری جریان پایداری از روابط درونی سیستم شهری با سیستم برون منطقه ای می شود و از طریق این الگوی چرخشی می تواند در توسعه یکپارچه سرزمین سهم قابل توجهی داشته باشد؛ ضمن کاهش مصرف منابع، وابستگی به منابع ناپایدار را کمتر کند و اتکا به سرمایه های بومی را افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Urban Metabolism Sustainability Based on the Regenerative City Approach

نویسندگان [English]

  • Morteza Ghourchi
  • Mohammad Taghi Razavian
  • Roghayeh Soleimani
Department of Human Geography and Spatial Planning, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and purpose
Current cities are petropolises, where all key functions, including production, consumption, and transportation, are reliant on massive injections of oil and fossil fuels. These cities, characterized by a linear metabolism pattern increase disorder, resource waste, and pollution in other regions. Urban metabolism acts as a lens for measuring a city's human-natural function and it is a suitable method for evaluating the level of urban sustainability. The regenerative approach, by integrating the inputs and outputs of urban metabolism within a regenerative mindset, serves as a scientific foundation for identifying current environmental issues and revitalizing urban ecosystem health. This study aims to examine the use of generative city criteria in urban metabolism sustainability and their categorization, utilizing urban metabolism as a basis for assessing sustainability criteria. Essentially, this research aims to bridge the gap between regenerative principles and sustainability of urban metabolism.
Methodology
This research adopts a mixed documentary and interpretive approach, utilizing relevant theoretical literature, studies conducted in the field, and a comparison of new approaches to explicate the concepts and indicators for measuring urban metabolism sustainability based on the regenerative city approach. Content analysis is employed as the research strategy, and data collection relies on library resources. Ultimately, a selective coding process is used to identify relationships between key concepts, conduct thematic synthesis, and address research questions, resulting in the presentation of final research indicators. Furthermore, a structural interpretive modeling is employed to categorize the indicators based on their importance and impact on the sustainability system.
Findings and discussion
Through content analysis of relevant texts and documents, sustainability components are derived based on four elements: water, energy, food, and materials. Regarding the water element, sustainability criteria for urban metabolism involve reducing production with high efficiency, minimizing waste, and promoting water recycling. For the food element, sustainability criteria emphasize reducing resource inputs, minimizing domestic consumption, and promoting food recycling. In the energy sector, sustainability criteria are influenced by regenerative factors, such as energy production based on ecosystem potential, renewable resources, and ecosystem resource restoration. In the materials sector, sustainability criteria, such as reducing production and promoting material recycling in alignment with regenerative principles, contribute to reducing the ecological footprint, preserving biodiversity, and ensuring resource sustainability. Additionally, indicators for assessing urban metabolism sustainability based on the regenerative city criteria are categorized into three levels, representing the importance and effectiveness of each indicator level in urban ecosystem sustainability.
Conclusion
This research aims to enhance understanding and insights into the role and significance of the regenerative approach in urban metabolism sustainability. What sets this study apart from other urban metabolism studies is the integration of urban metabolism gaps within the framework of regenerative thinking for comprehending sustainability in systems. The findings demonstrate that the influence of regenerative criteria on metabolism studies enhances the comprehension of sustainability journals through the intrinsic relations between the urban system and the extra-regional system. This circular pattern can significantly contribute to integrated land development, reducing resource consumption, minimizing reliance on unstable resources, and increasing dependence on ecological capital.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban ecology
  • Sustainability
  • Regenerative city
  • Urban metabolism

مراجع

Axinte, L.F., Mehmood, A., Marsden, T. and Roep, D., 2019. Regenerative city-regions: A new conceptual framework. Regional Studies. Regional Science, 6(1), 117-129.
https://doi.org/10.1080/21681376.2019.1584542.
Barles, S., 2009. Urban metabolism of Paris and its region. Journal of industrial ecology: 13(6), 898-913.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1530-9290.2009.00169.x
Camrass, K., 2022. Urban regenerative thinking and practice: a systematic literature review. Building Research & Information: 50(3), 339-350.
https://doi.org/10.1080/09613218.2021.1922266 Cepeliauskaite, G. and Stasiskiene, Z., 2020. The framework of the principles of sustainable urban ecosystems development and functioning. Sustainability: 12(2), 720.
https://doi.org/10.3390/su12020720
Chen, S. and Chen, B., 2012. Network environ perspective for urban metabolism and carbon emissions: a case study of Vienna, Austria. Environmental Science & Technology: 46(8), 4498-4506. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es204662k Chen, S. and Chen, B., 2015. Sustainable urban metabolism. Encyclopedia of Environmental Management: 48(11), 1-8.
https://www.routledgehandbooks.com/author/Shaoqing_Chen Chester, M., Pincetl, S. and Allenby, B., 2012. Avoiding unintended tradeoffs by integrating life-cycle impact assessment with urban metabolism. Current Opinion in Environmental Sustainability: 4(4), 451-457. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1877343512001005
Conte, E. and Monno, V., 2011. Evaluating environmental performances of sustainable technologies: from the building to the city scale. In Hels World Sustain Build Conf: (2), 814-822. https://www.mdpi.com/2071-1050/15/8/7006
Coutard, O. and Florentin, D., 2022. Resource ecologies, urban metabolisms, and the provision of essential services. Journal of Urban Technology: 29(1), 49-58.
https://doi.org/10.1080/10630732.2021.2001718
Cui, X., 2018. How can cities support sustainability: A bibliometric analysis of urban metabolism. Ecological indicators: 93, 704-717.
https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.05.056
Cui, X., Wang, X. and Feng, Y., 2019. Examining urban metabolism: A material flow perspective on cities and their sustainability. Journal of Cleaner Production: 214, 767-781.
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.021
Dijst, M., Worrell, E., Bocker, L., Brunner, P., Davoudi, S., Geertman, S. and Zeyringer, M., 2018. Exploring urban metabolism—Towards an interdisciplinary
perspective. Resources. Conservation and Recycling, 132, 190-203.
https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.09.014
Du Plessis, C., 2012. Towards a regenerative paradigm for the built environment. Building Research & Information: 40(1), 7-22. https://doi.org/10.1080/09613218.2012.628548
Du Plessis, C. and Brandon, P., 2015. An ecological worldview as basis for a regenerative sustainability paradigm for the built environment. Journal of Cleaner Production: 109, 53-61. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.09.098
Fernandez, G. and Maione, C., 2020. Urban Metabolism and Minority Pulse: An Education and Awareness Campaign Targeting Minority Groups. Sustainable Development Goals and Institutions of Higher Education, 61-69.
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-26157-3_5
Ferrao, P. and Fernandez, J.E., 2013. Sustainable urban metabolism. MIT press.
https://mitpress.mit.edu/9780262019361/sustainable-urban-metabolism
Girardet, H., 2010. Regenerative Cities, World Future Council. Recuperado de http://www. worldfuturecouncil. org/wpcontent/uploads/2016/01/WFC_2010_Regenerative_Cities. pdf.
https://www.worldfuturecouncil.org/regenerative-cities.
Girardet, H., 2012. A Future for Gulf Cities. In World Future Council. A report for an international expert meeting co-hosted by the Al Habtoor Group. Dubai, September.
https://www.worldfuturecouncil.org/wpcontent/uploads/2016/12/WFC_A_future_for_gulf_cities_en.pdf
Girardet, H., 2017. Regenerative cities. Springer International Publishing, 183-204.
https://link-springer-com.access.semantak.com/chapter/10.1007/978-3-319-38919-6_9
Girardet, H., 2017. Regenerative cities-making cities work for people and planet: background paper. doi:10.25916/5ce8b8d72
Girardet, H., 2020. People and nature in an urban world. One Earth: 2(2), 135-137.
https://doi.org/10.1016/j.oneear.2020.02.005
Golubiewski, N., 2012. Is there a metabolism of an urban ecosystem? An ecological critique. Ambio: 41(7), 751-764. doi: 10.1007/s13280-011-0232-7
Heinonen, J. and Ottelin, J., 2021. Carbon Accounting for Regenerative Cities. Rethinking Sustainability Towards a Regenerative Economy, 115.
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-49730-3
Holden, E. and Norland, I.T., 2005. Three challenges for the compact city as a sustainable urban form: household consumption of energy and transport in eight residential areas in the greater Oslo region. Urban studies: 42(12), 2145-2166. https://doi.org/10.1080/00420980500332064 Huang, S.L. and Hsu, W.L., 2003. Materials flow analysis and emergy evaluation of Taipei’s urban construction. Landscape and urban planning: 63(2), 61-74. https://doi.org/10.1016/S0169-2046(02)00152-4
Huang, S.L., Lee, C.L. and Chen, C.W., 2006. Socioeconomic metabolism in Taiwan: Emergy synthesis versus material flow analysis. Resources. Conservation and Recycling: 48(2), 166-196. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2006.01.005 
Kennedy, C., Cuddihy, J. and Engel‐Yan, J., 2007. The changing metabolism of cities. Journal of industrial ecology: 11(2), 43-59. https://doi.org/10.1162/jie.2007.1107
Kennedy, C., Pincetl, S. and Bunje, P., 2011. The study of urban metabolism and its applications to urban planning and design. Environmental pollution: 159(8-9), 1965-1973. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.10.022
Kennedy, C., 2012. A mathematical description of urban metabolism. Sustainability science: The emerging paradigm and the urban environment, 275-291.
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-3188-6_13
Klöpffer, W., 1997. Life cycle assessment: From the beginning to the current state. Environmental Science and Pollution Research: 4, 223-228.
doi: 10.1007/BF02986351 Lyle, J., 1999. Design for human ecosystems: landscape, land use, and natural resources. Island Press. https://islandpress.org/books/design-human-ecosystems
Lyle, J.T., 1996. Regenerative design for sustainable development. John Wiley & Sons. https://www.amazon.com/Regenerative-Design-Sustainable-Development-Tillman/dp/0471178438
Mang, P. and Reed, B., 2012. Designing from place: A regenerative framework and methodology. Building Research & Information: 40(1), 23-38. https://doi.org/10.1080/09613218.2012.621341
Mang, P. and Reed, B., 2020. Regenerative development and design. Sustainable built environments: 115-141. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-0716-0684-1_303
Moore, J., Kissinger, M. and Rees, W.E., 2013. An urban metabolism and ecological footprint assessment of Metro Vancouver. Journal of environmental management: 124, 51-61.https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2013.03.009
Mostafavi, N., Farzinmoghadam, M. and Hoque, S., 2014. A framework for integrated urban metabolism analysis tool (IUMAT). Building and Environment: 82, 702-712. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.10.020
Newman, P., 2010. Green urbanism and its application to Singapore. Environment and urbanization Asia: 1(2), 149-170. https://doi.org/10.1177/097542531000100204
Newman, P., 2014. Biophilic urbanism: a case study on Singapore. Australian planner: 51(1), 47-65. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/07293682.2013.790832
Newman, P.W., 1999. Sustainability and cities: extending the metabolism model. Landscape and urban planning: 44(4), 219-226. https://doi.org/10.1016/S0169-2046(99)00009-2
Newman, P., Beatley, T. and Boyer, H., 2009. Resilient cities: responding to peak oil and climate change. Island Press. https://doi.org/10.1080/07293682.2009.9995295
Niza, S., Rosado, L. and Ferrao, P., 2009. Urban metabolism: Methodological advances in urban material flow accounting based on the Lisbon case study. Journal of Industrial Ecology: 13(3), 384-405. https://doi.org/10.1111/j.1530-9290.2009.00130.x
Niza, S., Santos, E., Costa, I., Ribeiro, P. and Ferrao, P., 2014. Extended producer responsibility policy in Portugal: a strategy towards improving waste management performance. Journal of cleaner production: 64, 277-287. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.07.037
Oliveira, V. and Vaz, R., 2021. Is the concept of urban metabolism useful for planning practice?. European Planning Studies: 29(3), 411-424. https://doi.org/10.1080/09654313.2020.1740173
Pincetl, S., Bunje, P. and Holmes, T., 2012. An expanded urban metabolism method: Toward a systems approach for assessing urban energy processes and causes. Landscape and urban planning: 107(3), 193-202. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2012.06.006
Register, R., 2006. Ecocities: rebuilding cities in balance with nature (revised edition). New Society Publishers. https://www.amazon.com/EcoCities-Rebuilding-Cities-Balance-Nature/dp/0865715521
Ress, W.E. and Wackernagel, M., 1996. Ecological footprints and appropriated carrying capacity: Measuring the natural capital requirements of the human economy. Focus: 6(1), 45-60.
https://www.amazon.com/EcoCities-Rebuilding-Cities-Balance-Nature/dp/0865715521
Restrepo, J.D.C. and Morales-Pinzon, T., 2018. Urban metabolism and sustainability: Precedents, genesis and research perspectives. Resources, Conservation and Recycling: 131, 216-224. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.12.023
Revi, A., 2016. Afterwards: Habitat III and the sustainable development goals. Urbanisation: 1(2), x-xiv. https://doi.org/10.1177/2455747116682899
Roy, A., 2009. Why India cannot plan its cities: Informality, insurgence and the idiom of urbanization. Planning theory: 8(1), 76-87. https://doi.org/10.1177/1473095208099299
Ulgiati, S. and Zucaro, A., 2019. Challenges in urban metabolism: sustainability and well-being in cities. Frontiers in Sustainable Cities: 1, 1. https://doi.org/10.3389/frsc.2019.00001
Waldrop, M.M., 1993. Complexity: The emerging science at the edge of order and chaos. Simon and Schuster.https://www.amazon.com/Complexity-Emerging-Science-Order-Chaos-ebook/dp/B07WVV5J2R Wang, Q., Wang, X. and Li, R., 2022. Does population aging reduce environmental pressures from urbanization in 156 countries?. Science of the Total Environment: 848, 157330. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157330
Wolman, A., 1965. The metabolism of cities. Scientific American: 213(3), 178-193.
Doi:10.1038/scientificamerican0965-178.
Zhang, X. and Li, H., 2018. Urban resilience and urban sustainability: What we know and what do not know?. Cities: 72, 141-148. https://doi.org/10.1016/j.cities.2017.08.009
Zhang, Y., 2013. Urban metabolism: A review of research methodologies. Environmental pollution: 178, 463-473. doi.org/10.1016/j.envpol.2013.03.052
Zhang, Y., Yang, Z. and Yu, X., 2015. Urban metabolism: a review of current knowledge and directions for future study. Environmental science & technology: 49(19), 11247-11263. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b03060
فصلنامه علمی توسعه پایدار محیط جغرافیایی
دوره 5، شماره 9
پاییز و زمستان
بهمن 1402
صفحه 180-200

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار