Assessment of air quality potential based on landscape characteristics in Nigde city and its surroundings

Öz

This study aims to assess the air quality potential for the micro-basin boundary covering the city of Niğde and its surroundings. In this context, spatial analyses were carried out under three headings: anthropogenic impacts (population density and land use), meteorological impacts (wind, precipitation, and temperature), and environmental impacts (carbon storage and surface temperature) that will affect air quality. Expert evaluations were obtained, and weight levels were calculated for each sub-parameter through the analytical hierarchy process (AHP). The parameters were overlaid by considering the weight levels and the spatial distribution of the air quality potential was mapped. The results show that the air quality potential is high and very high in approximately 66% of the study area (approximately 51.000 ha). In the center and Bor district and other small-scale settlements covering about 10% of the study area (about 6.000 ha), it was determined that the air quality is very low and low due to the effect of population density and construction. The unique aspect of the study is that it is an integrated assessment including anthropogenic, meteorological, and environmental parameters. This study can set an example for future similar studies to determine the air quality potential.

Anahtar Kelimeler

• Air Pollution
• Urban planning
• Spatial planning
• Analytical Hierarchy Process (AHP)

Niğde kenti ve çevresinde peyzaj özelliklerine dayalı hava kalitesi potansiyelinin değerlendirilmesi

Öz

Bu çalışmada, Niğde kenti ve çevresini kapsayan mikro havza sınırı için hava kalitesi potansiyelinin değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Yöntem kapsamında, hava kalitesi potansiyelini etkileyecek antropojenik etkiler (nüfus yoğunluğu ve arazi örtüsü), meteorolojik etkiler (rüzgâr, yağış ve sıcaklık) ve çevresel etkiler (karbon depolama ve yüzey sıcaklığı) olmak üzere üç başlıkta mekânsal analizler gerçekleştirilmiştir. Çok kriterli karar verme tekniklerinden analitik hiyerarşi süreci (AHS) kullanılarak uzman görüşleri alınmış ve her bir alt parametre için ağırlık dereceleri elde edilmiştir. Bu parametreler ağırlık düzeyleri dikkate alınarak örtmeler yöntemi ile çakıştırılmış ve hava kalitesi potansiyelinin mekânsal dağılımı haritalandırılmıştır. Sonuçlar, çalışma alanının yaklaşık %66’sında (Yaklaşık 51.000 ha) hava kalitesi potansiyelinin yüksek ve çok yüksek olduğunu göstermektedir. Çalışma alanının yaklaşık %10’unu (yaklaşık 6.000 ha) kapsayan Merkez ve Bor ilçesi ile diğer küçük ölçekli yerleşimlerde ise, nüfus yoğunluğu ve yapılaşmanın etkisiyle hava kalitesinin çok düşük ve düşük olduğu tespit edilmiştir. Çalışmanın özgün yönü antropojenik, meteorolojik ve çevresel parametreleri içeren bütünleşik bir değerlendirme olmasıdır. Bu çalışma, hava kalitesi potansiyelinin belirlenmesine yönelik gelecekteki benzer çalışmalara örnek teşkil edilebilir.

Anahtar Kelimeler

• Hava kirliliği
• Kent planlama
• Mekansal planlama
• Analitik Hiyerarşi Süreci (AHS)

Kaynakça

1. Achillas C, Vlachokostas C, Moussiopoulos N, Banias G (2011) Prioritise strategies to confront environmental deterioration in urban areas: multicriteria assessment of public opinion and experts' views. Cities, 28(5): 414–423.
2. Abijith D, Saravanan S, Singh L, Jennifer JJ, Saranya T, Parthasarathy K SS (2020) GIS-based multi-criteria analysis for identification of potential groundwater recharge zones - a case study from Ponnaniyaru watershed, Tamil Nadu, India. HydroResearch, 3: 1–14.
3. Aksoy O, Demir S, Ersoz ND, Gokkaya MD (2024) Assessment of an effective quantitative model with multi-criteria decision-making method for sustainable campus. Environmental Science and Pollution Research, 1-16.
4. Alp H (2021) Kent vadilerinin planlanmasında iklim bilgisinin kullanımı: İmrahor Vadisi Örneği. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Peyzaj Mimarlığı Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
5. Ardel A, Kurter A, Dönmez Y (1969) Klimatoloji Tatbikatı. İstanbul Üniversitesi Yayınları, Taş Matbaası, İstanbul.
6. Ayçin E (2020) Çok kriterli karar verme bilgisayar uygulamalı çözümler (2. Baskı), Ankara: Nobel Yayınevi.
7. Bahadır M (2011) Coğrafya çalışmalarında yeni bir dağılış modellemesi: yarıçapsal tabanlı fonksiyon yöntemi. TÜBAV Bilim Dergisi, 4(2): 151-161.
8. Borck R, Schrauth P (2021) Population density and urban air quality. Regional Science and Urban Economics, 86: 103596.

9. Büke T, Köne AÇ (2016) Assessing air quality in Turkey: a proposed, air quality ındex. Sustainability, 8: 73.
10. Chirebvu E, Sibanda M (2017) Application of GIS and remote sensing for air quality monitoring in Harare, Zimbabwe. International Journal of Environmental Research and Public Health, 14(6): 621.
11. Ćurić M, Zafirovski O, Spiridonov V (2022) Air quality and health. 143–182. In M. Ćurić, O. Zafirovski, & V. Spiridonov (Eds.), Essentials of Medical Meteorology, Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-80975-1_8
12. Çiçek İ, Ataol M (2009) Türkiye’nin su potansiyelinin belirlenmesinde yeni bir yaklaşım. Coğrafi Bilimler Dergisi, 7 (1): 51-64.
13. Demir M, Altaş NT (2024) Kars kentinde deprem hasar risk potansiyeli taşıyan alanların CBS tabanlı AHP analizlerine dayalı olarak belirlenmesi. Geomatik, 9(1): 123–140.
14. Demircan M, Arabaci H, Alanİ (2017) Coğrafî bilgi sistemleri ile sıcaklık normallerinin yüksek çözünürlüklü veri setinin üretilmesi. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası 16. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 7–10.
15. Doğru B, Güngörlüoğlu C (2022) Farklı meteorolojik istasyonlara ait yağış değerlerinin haritalanmasında etkenliğin arttırılmasına dair bir uygulama. Türkiye Coğrafi Bilgi Sistemleri Dergisi, 4(1): 15–22.
16. Efe B (2022) Air quality improvement and its relation to mobility during COVID-19 lockdown in Marmara Region, Turkey. Environ Monit Assess, 194: 255.
17. Fenger J (1999) Urban air quality. Atmospheric Environment, 33(29): 4877–4900.
18. Fowler D, Brimblecombe P, Burrows J, Heal MR, Grennfelt P, Stevenson DS, Jowett A, Nemitz E, Coyle M, LiuX, Chang Y, Fuller GW, Sutton MA, Klimont Z, Unsworth MH, Vieno M (2020) A chronology of global air quality. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 378(2183): 20190314.
19. Fuladlu K, Altan H (2021) Examining land surface temperature and relations with the major air pollutants: a remote sensing research in case of Tehran. Urban Climate, (39): 100958.
20. Gassmann M, Mazzeo N (2000) Air pollution potential: regional study in Argentina. Environ. Manag, 25(4): 375–382.
21. Habibi R, Alesheikh AA, Mohammadinia A, Sharif M (2017) Spatial distribution of air pollutants using GIS: a case study in Tehran, Iran. ISPRS International Journal of Geo-Information, 6(9): 270.
22. Health and Environment Alliance (2015) Air Pollution and health in Turkey. https://www.env-health.org.
23. Hewitt CN, Ashworth K, MacKenzie AR (2020) Using green infrastructure to improve urban air quality (GI4AQ). Ambio, 49(1): 62–73.
24. Hepbilgin B (2018) Kazdağı ve yakın çevresinde ağaç formasyonunun dağılışına iklim değişikliğinin olası etkilerinin modellenmesi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Coğrafya Anabilim Dalı Doktora Tezi, Çanakkale.
25. Hosseiniebalam F, Ghaffarpasand O (2014) The effect of emission sources and meteorological factors on sulphur dioxide concentration of great Isfahan, Iran. Atmospheric Environment, (100): 94–101.
26. Işık F, Bahadır M, Çağlak S (2018) Artvin ilinde yağışın mekânsal dağılışı üzerine bir deneme, Schreiber formülü. Uluslararası Artvin Sempozyumu, Artvin.
27. Jacob DJ, Winner DA (2009) Effect of climate change on air quality. Atmospheric Environment, 43(1): 51–63.
28. Jayasooriya VM, Ng AWM, Muthukumaran S, Perera BJC (2017) Green infrastructure practices for improvement of urban air quality. Urban Forestry & Urban Greening, (21): 34–47.
29. Johnson M, Saylor R (2018) Mapping air quality in urban areas using GIS and remote sensing: A case study of New York City. Journal of Environmental Management, 222: 280-292.
30. Kahveci B, Yıldız NE (2023) Yağmur suyu hasadı potansiyelinin belirlenmesi: Niğde Kenti Örneği. Erzurumlu, S. (Ed), Kentsel Tasarım Öğelerine Mimari Bakış. Bidge Yayınları, ISBN: 978-625-372-081-0.
31. Kalıpcı E, Başer V (2019) Coğrafi bilgi sistemi (CBS) ve hava kalitesi verileri kullanılarak Türkiye’nin hava kirliliğinin değerlendirilmesi. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 9(2): 377-389.
32. Karimi H, Soffianian A, Mirghaffari N, Soltani S (2016) Determining air pollution potential using geographic ınformation systems and multi-criteria evaluation: a case study in Isfahan Province in Iran. Environ. Process, (3): 229–246.
33. Li X, Zhang Q, Wang Y (2019) Mapping urban air quality using GIS: a case study of Beijing, China. Atmospheric Environment, 214: 116848.
34. Liu HL, Shen SH (2014) The ımpact of green space changes on air pollution and microclimates: a case study of the Taipei Metropolitan Area. Sustainability, (6) 12: 8827-8855.
35. Manisalidis I, Stavropoulou E, Stavropoulos A, Bezirtzoglou E (2020) Environmental and health ımpacts of air pollution: a review. Frontiers in Public Health, 8.
36. Myeong S, Nowak DJ, Duggin MJ (2006) A temporal analysis of urban forest carbon storage using remote sensing. Remote Sensing of Environment, 101(2): 277–282.
37. Oliver JE, Fairbridge RW (2005) Encyclopedia of World Climate. Springer, 448 sy.
38. Orhan G (2017) Uzun menzilli sınır aşan hava kirliliği sözleşmesi ve protokolleri: Türkiye'nin duruşu ve uygulamaları. (ss. 131-165). G. Orhan, S. C. Mazlum, & Y. Kaya (Eds), Uluslararası Çevre Rejimleri. Dora.
39. Önder G, Önder E (2018) İşletmeciler, mühendisler ve yöneticiler için operasyonel, yönetsel ve stratejik problemlerin çözümü çok kriterli karar verme yöntemleri. Dora Yayınevi, 21–74.
40. Pérez Velasco R, Jarosińska D (2022) Update of the WHO global air quality guidelines: systematic reviews-an introduction. Environment International, (170): 107556.
41. Pandian RS, Udayakumar S, Balaji KKP, Narayanan RL (2023) Identification of groundwater potential for urban development using multi-criteria decision-making method of analytical hierarchy process. International Journal of Engineering and Geosciences, 8(3): 318–328.
42. Pisoni E, Carnevale C, Volta M (2009) Multi-criteria analysis for PM10 planning. Environment, (43): 4833–4842.
43. Rahman MM (2017) Do population density, economic growth, energy use and exports adversely affect environmental quality in Asian Populous Countries?. Renewable and Sustainable Energy Reviews, (77): 506-514.
44. Saaty TL, Özdemir MS (2014) How many judges should there be in a group?. Ann. Data. Sci., 1: 359–368.
45. Sandal Erzurumlu G, Yıldız NE, Kahveci B (2017) The evaluation of active green sites for recreation: bor case. Eurasian Journal of Agricultural Research, 1(1): 44-51.
46. Sharma S, Jain V, Shukla A (2018) Urban air quality mapping and its prediction using GIS and remote sensing techniques: A case study of Delhi, India. Environmental Monitoring and Assessment, 190 (9): 558.
47. Stahl K, Moore RD, Floyer JA, Asplin MG, McKendry IG (2006) Comparison of approaches for spatial ınterpolation of daily air temperature in a large region with complex topography and highly variable station density. Agricultural and Forest Meteorologhy, (139) 3-4: 224-236.
48. Şahin M, Yurdugül H (2018) A content analysis study on the use of analytic hierarchy process in educational studies. Journal of Measurement and Evaluation in Education and Psychology, 9(4): 376-392.
49. Şişman E (2019) Türkiye’de seçilen hava kalitesi izleme istasyonları için eğilim (trend) değerlendirmeleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 5(1): 134-152.
50. Tian X, Cui K, Sheu HL, Hsieh YK, Yu F (2021) Effects of rain and snow on the air quality ındex, PM2.5 levels, and dry deposition flux of PCDD/Fs. Aerosol and Air quality Research, 21(8): 210158.
51. Uzunali A, Yazıcı T (2023) Carbon footprint changing with Covid-19 in Turkey. Environ Dev Sustain, 25: 10685–10707.
52. Vadrevu K, Ohara T, Justice C (2017) Land cover, land use changes and air pollution in Asia: a synthesis. Environmental Research Letters, 12(12): 120201.
53. Vihervaara P, Monenen L, Santos F, Adamescu M, Cazacu C, Luque S, Genelletti D, Maes J (2017) Biophysical quantification. In: Mapping Ecosystem Services, Burkhard, B. ve Maes, J. (eds), Pensoft Publishers, Sofia.
54. Yıkıcı A, Ünal H (2022) Türkiye’de hava kalitesinin Covid-19 bağlamında değerlendirilmesi. Karadeniz Teknik Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Sosyal Bilimler Dergisi, 12(23): 21-43.
55. Zhang L, Liu S, Liu S (2021) Mechanisms underlying the effects of landscape features of urban community parks on health-related feelings of users. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(15).
56. Zhou J, Wang J, Huang H, Liu Y (2020) Assessment of air quality using GIS and remote sensing: A case study of Guangzhou, China. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(5): 1234-1248.