Assessment of Road-Induced Landscape Fragmentation and Implications for Landscape Planning: the case of İzmir Province

Roads are considered as a major environmental problem and one of the main causes of biodiversity loss and landscape fragmentation. Recent evidence suggests that whilst roads generally lead to increasing landscape fragmentation; they also affect the structure and functioning of landscapes through the pollution caused by the vehicles and the acceleration of settlements around road networks. This paper explores the relationship between the presence of roads and landscape fragmentation in the central districts of Izmir province, using landscape metrics at class and landscape level. CORINE land cover (CLC2012) dataset together with Urban Atlas 2012 (UA2012) were used for the delineation of land cover map with and without roads. The analyses were performed in FRAGSTATS 4.2 and ArcGIS 10.5.1. Results illustrated an increasingly fragmented urban landscape with respect to increasing road existence. However, it is important to bear in mind the possible limitations of some landscape metrics when evaluating fragmentation caused by roads. On the other hand, the results of this study emphasise that the number of patches (NP), area-weighted mean patch area (AREA_AM), edge density (ED) and effective mesh size (MESH) seem to be much more robust landscape metric when measuring landscape fragmentation. The paper concludes with important implications and recommendations with a view to informing landscape planning practices for creating opportunities around roads and road networks to support biodiversity and enhance the lives of people. For example, as a practical manner, the creation of roadside vegetation and vegetated verges can reduce the fragmentation effect of road networks and enhance landscape connectivity rather than its fragmentation effect. The care and regular maintenance of these areas will also play an important role in improving landscape quality and promoting biodiversity.

Yollardan Kaynaklanan Peyzaj Parçalanmasının Belirlenmesi ve Peyzaj Planlama Açısından Değerlendirmeler: İzmir İli Örneği

Yollar, büyük bir çevre sorunu ve biyolojik çeşitlilik kaybı ile peyzaj parçalanmasının ana nedenlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Yapılan araştırmalar, yolların genellikle artan peyzaj parçalanmasına yol açtığını; ayrıca araçların neden olduğu kirlilik ve yol ağları etrafındaki yerleşimlerin hızla artması yoluyla peyzajların yapısı ve işleyişini de etkilediklerini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, İzmir ili merkez ilçelerinde yolların varlığı ile peyzaj parçalanması arasındaki ilişkiyi sınıf ve peyzaj düzeyinde peyzaj metriklerini kullanarak incelemektedir. Çalışmada, CORINE arazi örtüsü haritası (CLC2012) ve Urban Atlas2012 (Kent Atlası2012) (UA2012) ile birlikte kullanılarak, çalışma alanına ilişkin detaylı yol verisinin içerildiği ve içerilmediği arazi örtüsü haritaları kullanılmıştır. Analizler FRAGSTATS 4.2 ve ArcGIS 10.5.1 yazılımlarında gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar artan yol varlığının kent peyzajında artan parçalanmaya sebep olduğunu göstermektedir. Ancak, yolların neden olduğu parçalanmanın değerlendirilmesinde bazı peyzaj metriklerinin etkinliklerinin olası kısıtlılıklarını göz önünde bulundurmak gerekmektedir. Diğer yandan, bu çalışmanın sonuçları, peyzaj parçalanmasını değerlendirirken yama sayısı (NP), alan ağırlıklı ortalama yama alanı (AREA_AM), kenar yoğunluğu (ED) ve etkin ağ boyutunun (MESH)  peyzaj parçalanmasına ilişkin daha sağlıklı değerler sunduğunu vurgulamaktadır. Çalışma, biyolojik çeşitliliğin desteklenmesi ve insanların yaşam kalitesinin iyileştirilmesi bakımından yollar ve yol ağları çevresinde fırsatlar yaratmak için peyzaj planlama uygulamalarına ışık tutabilecek bazı önemli önerilerle sonlandırılmıştır. Örneğin, pratik anlamda, yol ağları çevresinde yol kenarı bitki örtüsü ve bitkilendirilmiş banketler, yol ağlarının parçalanma etkisini azaltabilir ve peyzaj bağlantılılığını arttırılabilir. Ayrıca, bu alanların korunması ve düzenli bakımı peyzaj kalitesinin arttırılmasında ve biyolojik çeşitliliğin desteklenmesinde de önemli rol oynayacaktır.

___

  • Atalay, I. 1994. Vegetation geography of Turkey. Ege University Press, Izmir, Turkey.
  • Auestad, I., Rydgren, K. and Austad, I., 2011, August. Road verges: potential refuges for declining grassland species despite remnant vegetation dynamics. In Annales botanici fennici (Vol. 48, No. 4, pp. 289-304). Finnish Zoological and Botanical Publishing Board.
  • Banister, D., 2000. Sustainable urban development and transport-a Eurovision for 2020. Transport Reviews, 20(1), pp.113-130.
  • Bennett, V.J., 2017. Effects of road density and pattern on the conservation of species and biodiversity. Current Landscape Ecology Reports, 2(1), pp.1-11.
  • Cai, X., Wu, Z. and Cheng, J., 2013. Using kernel density estimation to assess the spatial pattern of road density and its impact on landscape fragmentation. International Journal of Geographical Information Science, 27(2), pp.222-230.
  • Copernicus Land Monitoring Services, 2018a. CORINE Land Cover 2012. Retrieved January 10, 2018, from https://land.copernicus.eu/pan-european/corine-land-cover/clc-2012
  • Copernicus Land Monitoring Services, 2018b. Urban Atlas 2012. Retrieved January 10, 2018, from https://land.copernicus.eu/local/urban-atlas/urban-atlas-2012
  • Coyner, B.S., 2015, February. An Assessment of Habitat Fragmentation by Roads in Cimarron County, Oklahoma. In Proceedings of the Oklahoma Academy of Science (Vol. 88, pp. 21-26).
  • Forman, R.T., Sperling, D., Bissonette, J.A., Clevenger, A.P., Cutshall, C.D., Dale, V.H., Fahrig, L., France, R.L., Heanue, K., Goldman, C.R. and Jones, J., 2003. Road ecology: science and solutions. Island press.
  • Frair, J.L., Merrill, E.H., Beyer, H.L. and Morales, J.M., 2008. Thresholds in landscape connectivity and mortality risks in response to growing road networks. Journal of applied ecology, 45(5), pp.1504-1513.
  • Fukahori, K. and Kubota, Y., 2003. The role of design elements on the cost-effectiveness of streetscape improvement. Landscape and Urban Planning, 63(2), pp.75-91.
  • Giles-Corti, B., Broomhall, M.H., Knuiman, M., Collins, C., Douglas, K., Ng, K., Lange, A. and Donovan, R.J., 2005. Increasing walking: how important is distance to, attractiveness, and size of public open space?. American journal of preventive medicine, 28(2), pp.169-176.
  • Goodwin, B.J., 2003. Is landscape connectivity a dependent or independent variable?. Landscape ecology, 18(7), pp.687-699.
  • Grilo, C., Sousa, J., Ascensão, F., Matos, H., Leitão, I., Pinheiro, P., Costa, M., Bernardo, J., Reto, D., Lourenço, R. and Santos-Reis, M., 2012. Individual spatial responses towards roads: implications for mortality risk. PLoS One, 7(9), p.e43811.
  • Hambrey Consulting. (2013) The management of roadside verges for biodiversity. Scottish Natural Heritage Commissioned Report No. 551. Retrieved June 15, 2019, from: http://www.snh.org.uk/pdfs/publications/commissioned_reports/551.pdf
  • Hanski, I., 2011. Habitat loss, the dynamics of biodiversity, and a perspective on conservation. Ambio, 40(3), pp.248-255.
  • Hawbaker, T.J., Radeloff, V.C., Clayton, M.K., Hammer, R.B. and Gonzalez-Abraham, C.E., 2006. Road development, housing growth, and landscape fragmentation in northern Wisconsin: 1937–1999. Ecological Applications, 16(3), pp.1222-1237.
  • Izmir MGM, 2019. Meteoroloji 2. Bölge Müdürlüğü İzmir, Bölgemize Bağlı İllerin İklimi Durumu. Retrieved January 25, 2018, from http://izmir.mgm.gov.tr/FILES/iklim/izmir_iklim.pdf
  • Jackson, N.D. and Fahrig, L., 2011. Relative effects of road mortality and decreased connectivity on population genetic diversity. Biological Conservation, 144(12), pp.3143-3148.
  • Jakobsson, S., Bernes, C., Bullock, J.M., Verheyen, K. and Lindborg, R., 2018. How does roadside vegetation management affect the diversity of vascular plants and invertebrates? A systematic review. Environmental Evidence, 7(1), p.17.
  • Kettunen, M., Terry, A., Tucker, G. and Jones, A., 2007. Guidance on the maintenance of landscape connectivity features of major importance for wild flora and fauna. Guidance on the implementation of Article, 3.
  • Laurance, W.F., Goosem, M. and Laurance, S.G., 2009. Impacts of roads and linear clearings on tropical forests. Trends in ecology & evolution, 24(12), pp.659-669.
  • Lawton, J.H., Brotherton, P.N.M., Brown, V.K., Elphick, C., Fitter, A.H.,Forshaw, J., Haddow, R.W., Hilborne, S., Leafe, R.N., Mace, G. M., Southgate, M.P., Sutherland, W.J., Tew, T.E., Varley, J. & Wynne, G.R., 2010. Making Space for Nature: a review of England‟s wildlife sites and ecological network. Report to Defra.
  • Leitão, A.B., Miller, J., Ahern, J. and McGarigal, K., 2012. Measuring landscapes: A planner's handbook. Island press.
  • Li, H. and Wu, J., 2004. Use and misuse of landscape indices. Landscape ecology, 19(4), pp.389-399.
  • McGarigal, K., Cushman, S.A. and Ene, E., 2012. FRAGSTATS v4: Spatial pattern analysis program for categorical and continuous maps. University of Massachusetts, Amherst, MA, USA. goo. gl/aAEbMk.
  • McGarigal, K., 2014. FRAGSTATS help. Documentation for FRAGSTATS, 4.
  • Moseley, D., Marzano, M., Chetcuti, J. & Watts, K., 2013. Green networks for people: Application of a functional approach to support the planning and management of greenspace. Landscape and Urban Planning. 116 (2013). p. 1-12.
  • O'Sullivan, O.S., Holt, A.R., Warren, P.H. and Evans, K.L., 2017. Optimising UK urban road verge contributions to biodiversity and ecosystem services with cost-effective management. Journal of environmental management, 191, pp.162-171.
  • Plaut, P.O. and Shmueli, D.F., 2000. Sustainable Transport-A Comparative Analysis of Israel, the Netherlands and the United Kingdom Pnina O. Plaut & Deborah F. Shmueli. Editorial board, 6(1), pp.40-58.
  • Ribeiro, M.C., de Lara Muylaert, R., Dodonov, P., Ciocheti, G., Magioli, M., Martello, F., Rocha, A., Borges, B.D., Carvalho, C., Kanda, C.Z. and Rodriguez-Castro, K.G., 2016. 4. Dealing with fragmentation and road effects in highly degraded and heterogeneous landscapes. In Biodiversity in Agricultural Landscapes of Southeastern Brazil (pp. 43-64). Sciendo Migration.
  • Riitters, K., Wickham, J. and Coulston, J., 2004. Use of road maps in national assessments of forest fragmentation in the United States. Ecology and Society, 9(2).
  • Sweeney, S., Engindeniz, E. and Gündüz, S., 2007. Ecological concepts necessary to the conservation of biodiversity in urban environments. A| Z ITU Journal of the Faculty of Architecture, 4(1), pp.56-72.
  • TUIK, 2018. Konularına Göre İstatistikler, Adrese Dayalı Nüfus Kayıt Sistemi. Retrieved January 25, 2018, from http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1059
  • Uuemaa, E., Antrop, M., Roosaare, J., Marja, R. and Mander, Ü., 2009. Landscape metrics and indices: an overview of their use in landscape research. Living reviews in landscape research, 3(1), pp.1-28.
  • Watts, K., Handley, P., Scholefield, P. and Norton, L., 2008. Habitat Connectivity–Developing an indicator for UK and country level reporting. Phase 1 Pilot Study contract report to Defra. Forest Research & Centre for Ecology & Hydrology.
  • With, K.A., 2002. Landscape Connectivity and Metapopulation Dynamics. 08-227, In Learning landscape ecology: A practical guide to concepts and techniques. (Eds) S.E. Gergel and M.G. Turner. Springer- Verlag. New York.
  • Yang, X., Wang, L., Wu, T. and Qiu, Q., 2018. Ecological risk assessment based on road network development analysis of Xiamen city, China. International Journal of Sustainable Development & World Ecology, 25(5), pp.458-467.
  • Zhang, L., Dong, T., Xu, W. and Ouyang, Z., 2015. Assessment of habitat fragmentation caused by traffic networks and identifying key affected areas to facilitate rare wildlife conservation in China. Wildlife Research, 42(3), pp.266-279.
Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Antimicrobial Potential of Usnea longissima Ach. Lichen Against Human Pathogens

Sinem AYDIN, Bahar BİLGİN SÖKMEN, Kadir KINALIOĞLU

Galanthus ikariae Baker Bitkisinin Toprak Üstü Kısımlarının Uçucu Yağının Kimyasal Bileşimi ve Biyolojik Aktiviteleri

Osman ÜÇÜNCÜ, Şeyda Merve KARATAŞ, Cemalettin BALTACI, Ayşe MUSLU, Demet BÜYÜKÇEKİÇ, Hasan EJDERHA, Elif Ezgi ÖZDEMİR

Analysis of Inland Aquaculture Sector in Çankırı Province, Problems and Solution Suggestions

Arda ÖZEN

Fotokapan Görüntülerinde Yerel Öznitelikler ile Nesne Tespiti

Gülşah TÜMÜKLÜ ÖZYER, Emrah ŞİMŞEK, Barış ÖZYER

Yeraltı Kablosuz Algılayıcı Ağlar için Bulanık Mantık Tabanlı Toplayıcı İstasyon Karar Yaklaşımı

Muhammed Enes BAYRAKDAR

Akgöl ve Gebekirse Göllerinde (Selçuk, İzmir, Türkiye) Bazı Fiziko-Kimyasal Parametrelerin Mevsimsel Değişimi

Orkide MİNARECİ, Özge SUNGUR

Bazı Dianthus (Caryophyllaceae) Taksonlarının Türkiye’deki Varlığı Üzerine Bir Araştırma

Murat KOÇ, Ergin HAMZAOĞLU

PbO-Grafen Elektrot Yüzeyinde Askorbik Asit ile Dopaminin Eşzamanlı Elektrokimyasal Tespiti

Hülya ÖZTÜRK DOĞA, Bingül KURT URHAN, Tuba ÖZNÜLÜER ÖZER

Trabzon ve Rize kıyılarındaki T-mahmuzların plaj olarak kullanılabilirliği üzerine alan çalışması

Turan YÜKSEK, Veli SÜME, Ayberk KAYA

Doğu Anadolu Projesi Bölge Kalkınma İdaresinde Yer Alan Organize Sanayi Bölgelerinin Etkinlik Değerlendirmesi

Mehtap DURSUN