Spatial Modelling of Long-Term Urban Vegetation Greening and Browning in Ibadan, Nigeria Using Sentinel-1 and Sentinel-2 Time-Series Data

في قلب المدن الاستوائية الصاخبة، غالبًا ما تُكتب قصة الطبيعة بظلال من اللونين الأخضر والبني. عندما ننظر إلى مدينة من الأعلى، فإن النباتات التي تنمو هناك ليست مجرد مناظر طبيعية؛ بل هي مؤشرات حيوية لكيفية تغير البيئة. لطالما استخدم العلماء صور الأقمار الصناعية لتتبع هذه التغيرات، بحثًا عن علامات تشير إلى أن الغطاء النباتي إما يزدهر، وهو ما يُعرف بـ "الاخضرار"، أو يعاني، وهو ما يُعرف بـ "الاصفرار/التلون بالبني". وهذه العملية نادرًا ما تكون موحدة؛ ففي بعض البقع، قد تنمو الأشجار مجددًا، بينما على بعد شوارع قليلة فقط، قد يحل الخرسان محل آخر بقع العشب. إن فهم أين تحدث هذه التحولات بالضبط، والأهم من ذلك، لماذا تحدث، أمر بالغ الأهمية لمخططي المدن الذين يحاولون الموازنة بين النمو السريع وصحة النظام البيئي الحضري.

لقد وجه باحث مؤخرًا اهتمامه إلى إيبادان، وهي مدينة مترامية الأطراف في جنوب غرب نيجيريا، لفك رموز هذه الأنماط المعقدة. إيبادان هي مدينة في مرحلة انتقالية، مع توقع وصول عدد سكانها إلى ما يقرب من خمسة ملايين نسمة بحلول عام 2030. ومع انتقال المزيد من الناس للعيش فيها، تتغير الأرض، وتستجيب النباتات لذلك. وللحصول على صورة واضحة لما حدث خلال العقد الماضي، لم يعتمد الباحث على نوع واحد من البيانات؛ بل دمج بين أداتين قويتين من الفضاء: كاميرات بصرية ترى الضوء مثل العين البشرية، ومستشعرات رادار يمكنها الرؤية من خلال السحب والظلام لقياس البنية الفيزيائية للأرض. ومن خلال دمج ملاحظات عشر سنوات من 2015 إلى 2025، أنشأ خريطة مفصلة لكيفية تغير الغطاء الأخضر في المدينة، متجاوزًا مجرد اللقطات البسيطة لفهم الاتجاهات طويلة الأمد للنمو والتراجع.

بنى الباحث نموذجًا حاسوبيًا متطورًا للتنبؤ بهذه التغييرات، حيث غداه كمية هائلة من المعلومات حول سطح المدينة. لقد نظروا في متوسط ألوان الأرض، ومدى تباين تلك الألوان بمرور الوقت، والمعدلات المحددة لزيادة أو نقصان الغطاء النباتي. كما تضمنوا بيانات عن مستويات الرطوبة وعلامات الاضطراب، مثل المناطق التي تعرضت للحرق أو الإزالة. كان الهدف هو معرفة ما إذا كانت هذه العوامل يمكن أن تفسر سبب ازدهار بعض أجزاء المدينة باللون الأخضر بينما تتحول أجزاء أخرى إلى اللون البني. وقد حقق النموذج دقة ملحوظة، حيث نجح في تفسير أكثر من 84 بالمائة من التباينات في اتجاهات الغطاء النباتي عبر المدينة. هذا المستوى العالي من النجاح يعني أن الباحث يمكنه الوثوق بالنموذج للكشف عن الدوافع الحقيقية وراء التغييرات التي يشهدونها.

وعندما فحص الباحث النتائج، ظهر نمط واضح ومفاجئ. كان العامل الأكثر قوة الذي دفع تغيير الغطاء النباتي ليس البنية الفيزيائية للمباني أو إشارات الرادار من الأرض، بل الرطوبة المتاحة للنباتات. وتحديدًا، أظهر النموذج أن المناطق التي تتناقص فيها الرطوبة هي نفس الأماكن التي يميل فيها الغطاء النباتي إلى اللون البني. وعلى العكس من ذلك، كان ثاني أهم عامل هو التعافي من الاضطرابات؛ فعندما تعرضت منطقة ما للإزالة أو التلف، أظهرت البيانات أنه إذا بدأت الأرض في التعافي، فإن الغطاء النباتي سيبدأ في الاخضرار مرة أخرى. ومن المثير للاهتمام أن بيانات الرادار، التي تقيس الملمس الفيزيائي للأرض، لم تساهم تقريبًا في التنبؤ. في هذا المشهد الحضري المحدد، كانت البيانات البصرية المتعلقة بالمياه وصحة النباتات هي التي تروي القصة كاملة، بينما ظلت إشارات الرادار الهيكلية صامتة إلى حد كبير.

كشفت خريطة إيبادان عن انقسام واضح بين وسط المدينة وضواحيها. كان اتجاه الاخضرار أكثر انتشارًا في المناطق شبه الحضرية، وهي المناطق الواقعة على أطراف المدينة حيث لا يزال التوسع مستمرًا. ففي منطقة حكومة "إيدو" المحلية، على سبيل المثال، أظهر ما يقرب من 78 بالمائة من الأرض علامات على الاخضرار. كما شهدت مناطق طرفية أخرى مثل "لاجيلو" و"أكينيكل" نموًا كبيرًا في الغطاء النباتي. وفي المقابل، حكت النواة القديدة والمبنية بكثافة في المدينة قصة مختلفة؛ ففي هذه المناطق، استهلك التوسع الحضري بالفعل الكثير من المساحات المفتوحة، وكان الغطاء النباتي يعاني. ففي منطقة "إيبادان جنوب غرب" على سبيل المثال، كان التلون بالبني هو الاتجاه السائد، حيث أثر على أكثر من 37 بالمائة من الأرض. وتميز وسط المدينة بمزيج من الاستقرار والتراجع، مع وجود نمو جديد ضئيل جدًا مقارنة بالأطراف.

يشير هذا النمط إلى أن المدينة لا تتغير بطريقة خطية بسيطة، بل هي عبارة عن رقعة من الحقائق المختلفة. ففي المركز، أدت ضغوط البناء ونقص المساحة إلى فقدان الغطاء الأخضر، بينما تشهد الأطراف نموًا نباتيًا، ربما في شكل حدائق جديدة أو مزارع أو زراعات أشجار صغيرة. وقد لاحظ الباحث أن هذا "الاخضرار" في الضواحي لا يعني دائمًا عودة الغابة؛ بل يمكن أن يكون مجرد نمو للعشب أو الشجيرات الصغيرة حيث كانت هناك تربة جرداء سابقًا. ومع ذلك، فإن الاتجاه واضح: قلب المدينة يفقد غطاءه الأخضر، بينما تكتسب الضواحي هذا الغطاء. هذا الاختلاف المكاني يسلط الضوء على تحدٍ حاسم لمستقبل المدينة؛ فالأماكن التي تحتاج إلى المساعدة أكثر من غيرها هي المراكز الحضرية المكتظة بالسكان، حيث يكون فقدان الغطاء النباتي أكثر حدة.

تخلص الدراسة إلى أنه لحماية مستقبل إيبادان، يجب على مخططي المدن النظر إلى ما وراء الأطراف وتركيز جهودهم على المركز. وتشير النتائج إلى أن مجرد زراعة الأشجار ليس كافيًا؛ إذ يجب أن تكون الاستراتيجية مستهدفة. ويوصي الباحث بإعطاء الأولوية للمناطق الحضرية المكتظة والمحرومة من حيث المساحات الخضراء لمبادرات إنشاء مساحات خضراء جديدة وزراعة الأشجار. ويشير إلى إطار عمل محدد يُعرف بمبدأ "3-30-300"، والذي يهدف إلى ضمان قدرة كل مقيم على رؤية ثلاث أشجار على الأقل من منزله، وأن يحتوي كل حي على ما لا يقل عن 30 بالمائة من غطاء الأشجار، وأن يتمكن كل مواطن من الوصول إلى حديقة عامة بمساحة لا تقل عن 300 متر مربع على مسافة قصيرة سيرًا على الأقدام. ومن خلال تطبيق هذه المبادئ في المناطق التي يشتد فيها التلون بالبني، يمكن للمدينة أن تبدأ في عكس اتجاه فقدان الغطاء النباتي. توفر البيانات خارطة طريق واضحة: رطوبة الأرض وتاريخ الاضطرابات هما المفتاح لفهم المستقبل الأخضر للمدينة، والوقت للتحرك هو الآن، قبل أن ينتشر الخرسان بشكل أكبر.