مقدمة: تزايد الحاجة إلى نماذج بيئية في السياسة الحضرية

وتواجه المناطق الحضرية في جميع أنحاء العالم تقارباً في التحديات الحادة في مجال الاستدامة، إذ إن النمو السكاني السريع، والبنى التحتية الناشئة، وتكثيف الآثار المناخية على نوعية الهواء، والإمدادات المائية، ونظم الطاقة، والصحة العامة، ويتوقع من واضعي السياسات أن يصوغوا أنظمة واستثمارات لا تتصدى للأزمات المباشرة فحسب، بل أيضاً أن يحفزوا المدن على التكيف في الأجل الطويل، غير أن النماذج المعقدة التي تتفاعل فيها النظم الحضرية - الاقتصادية والاجتماعية - الإيكولوجية - في طرق غير خطية -

ما هي النماذج البيئية؟

والنماذج البيئية في صميمها هي أطر حاسوبية تمثل المكونات الرئيسية للنظم الطبيعية والبشرية - مثل الغلاف الجوي، وأجهزة المياه، والغطاء الأرضي، واستخدام الطاقة، والنقل، والديناميات السكانية - وتحفيز تفاعلاتها مع مرور الوقت، وترتكز هذه النماذج على أساس مبادئ العلوم المادية والكيميائية والبيولوجية والاجتماعية، وتعتمد على مجموعات بيانات كبيرة )ملاحظات تاريخية، وصور ساتلية، وتوقعات بشأن تغيرات الطقس، وبيانات التعداد(

وتؤدي النماذج عدة مهام حاسمة في عملية السياسة العامة، وهي تتيح إجراء تقييم سابق - مما يجعل من المحتمل أن تترتب على سياسة مقترحة قبل التنفيذ نتائج ملموسة من جانب السياسيين تحليل التجارة ]، ويساعد واضعي السياسات على فهم المجالات التي يمكن أن تنجم عنها مكاسب في مجال (مثل نماذج الاستهلاك المرئي)().

أنواع النماذج البيئية المستخدمة في التخطيط الحضري

وتعتمد سياسة الاستدامة الحضرية على أسرة من النماذج المتخصصة، كل منها مصمم خصيصاً لمجال بيئي معين، وفي حين أن العديد من النماذج الحديثة متكاملة أو مترابطة، فإن فهم الفئات المختلفة يساعد على توضيح مساهماتها المحددة.

نماذج المناخ (التدفقات الإقليمية والمحلية)

(ج) نماذج المناخ العالمية تقدم إسقاطات في قرارات مكانية ملتوية (100-300 كيلومتر)، غير كافية للتخطيط على نطاق المدن.() ويعتمد مقررو السياسات الحضريون على نماذج مناخية مخفضة النطاق تترجم السيناريوهات العالمية إلى مقاييس إقليمية ومحلية، وهذه النماذج تغيرات في درجات الحرارة، وأنماط التهطال، وارتفاع مستوى سطح البحر، وحدث نموذجي متداخل بين النجوم().

نماذج نوعية الهواء

(ب) إن نماذج نوعية الهواء التي تستخدمها الوكالة المعنية بالنقل والتحول الكيميائي وترسيب الملوثات مثل PM2.5 وNOx وOz وVOCs.

نماذج موارد المياه

وتواجه نظم المياه الحضرية ضغوطاً من النمو السكاني، والأنابيب الناشئة، والتغيرات المناخية في التهطال والجفاف، وتحفز نماذج الموارد المائية الدورة الهيدرولوجية في مستجمعات المياه، بما في ذلك المياه السطحية، وإعادة تغذية المياه الجوفية، وتخزين خزان المياه، ونوعية المياه، وتسمح أدوات مثل أداة تقييم المياه السطحية والمياه، ونماذج إدارة المياه في المناطق الحضرية باعتماد نماذج لتقييم الاحتياجات من المياه

نماذج استخدام الأراضي وتغطيتها

:: نماذج استخدام الأراضي تحفيز التوسع الحضري، والكثافة، والتغيرات في الفضاء الأخضر، وهي تشمل عوامل مثل نمو السكان، وأنظمة الحدة، وشبكات النقل، والحوافز الاقتصادية، ونماذج التلقائية الخلوية (مثلاً، SLEUTH) والنماذج القائمة على عوامل الإنتاج، وتساعد هذه النماذج على الإجابة عن أسئلة مثل: ما هو النمط المكاني المحتمل للتنمية في ظل التموين الحالي؟ وما هو مدى تأثير خط النقل العابر الجديد على البيئة؟

نماذج التقييم المتكاملة

وقد يؤدي النوع الأكثر شمولاً، وهو نماذج التقييم المتكامل، واثنين من ممثلي نظام الطاقة، والاقتصاد، واستخدام الأراضي، والمناخ إلى استكشاف مسارات السياسة العامة على الصعيدين الوطني والعالمي، وفي حين أن تصميمه أصلاً من أجل تحليل التخفيف من آثار تغير المناخ (مثل نموذج الإسقاط الاقتصادي وتحليل السياسات)، فإن إجراءات التخفيف الملائمة للبيئة التي تركز على المناطق الحضرية قد يبرزها الربط بين الطلب على الطاقة، وأساليب النقل، وإدارة النفايات في ضوء نماذج القدرة على تحمل المناخ والجوية المحلية)().

دعم القرارات المتعلقة بالسياسات: من البيانات إلى العمل

وتدعم النماذج البيئية قرارات السياسة العامة في كل مرحلة من مراحل دورة السياسات - بدءا بتحديد المشاكل ووضع جدول الأعمال من خلال التنفيذ والرصد والتنقيح، وفيما يلي عدة طرق رئيسية تسترشد بها إدارة الاستدامة الحضرية.

تحليل السيناريوهات وبصرها

ونادرا ما يعمل صانعو السياسات على أساس معلومات كاملة عن المستقبل، فالنموذج يتيح لهم مقارنة سيناريو للأعمال التجارية حسب المعتاد ] (استمرار الاتجاهات الحالية) مع سيناريوهات سياسات بديلة - مثل اعتماد معايير أكثر صرامة لاقتصاد الوقود، وتوسيع نطاق النقل العام، أو زراعة مليون شجرة، وتكشف الاختلافات بين نتائج السيناريوهات عن الفوائد المحتملة (أو النتائج غير المتوقعة) لكل سياسة من السياسات.

الامتثال التنظيمي والوضع المعياري

وهناك العديد من اللوائح البيئية القائمة على الأداء، التي تقتضي من المدن أن تثبت أن إجراءاتها ستحقق معياراً معيّناً، وتستخدم نماذج لبيان ] إحراز مزيد من التقدم المعقول نحو الامتثال لمعايير جودة الهواء بموجب قانون الهواء النقي، أو لإثبات أن الحصول على ترخيص بتصريف مياه الصرف الصحي لن يعرقل جودة المياه بموجب قانون المياه النظيفة في الولايات المتحدة.

تحليل التكلفة والفوائد والآثار

ومن الضروري أن تكون النماذج البيئية ضرورية لإجراء تحليل اقتصادي رسمي للأنظمة المقترحة، ومن خلال نموذج الآثار المادية لسياسة ما ثم ترجمة هذه الآثار إلى شروط نقدية (مثلاً، تجنب التكاليف الصحية، وتقليل الضرر الذي يلحق بالهياكل الأساسية، وزيادة الإنتاجية)، يمكن للمحللين أن يحسبوا نسب تكلفة المنافع، فعلى سبيل المثال، قد يبين نموذج أن الاستثمار في سقف خضراء يخفض من سرعة عرض مياه العواصف بما يكفي لتجنب حدوث أضرار في الفيضانات على مدى 20 عاماً)(أ).

دعم القرارات في الوقت الحقيقي والإدارة التأديبية

ويتيح التقدم في السرعة الحاسوبية واستيعاب البيانات إمكانية تطبيقات نموذجية في الوقت القريب من الواقع، كما أن مدن مثل لوس أنجلوس وبرشلونة تعمل في التوائم الرقمية الحضرية التي تبث بيانات الاستشعار من مرصدات نوعية الهواء، وكاميرات المرور، ومحطات الطقس، وتستكمل التوقعات النموذجية كل ساعة، وقد يوصي النموذج، أثناء موجة حرارية، بنشر محطات التبريد المتنقلة أو فتح المباني العامة كملاجئ.

Case Study 1: Urban Air Qualityتحس in Los Angeles

The South Coast Air Basin, covering Los Angeles and surrounding counties, has historically faced some of the worst smog in the United States. In 2017, the South Coast Air Quality Management District (SCAQMD) adopted the 2016 Quality Management Plan (AQMP), which relied heavily on photochemical grid models to demonstrate feasibility of achieving federal ozone standards

دراسة حالة: استدامة المياه في كيب تاون

وقد شهدت كيب تاون، جنوب أفريقيا، جفافاً شديداً في الفترة من عام 2015 إلى عام 2018، مما دفع المدينة إلى حافة " لا شيء " - اليوم الذي ستنتهي فيه إمدادات المياه البلدية إلى حد كبير، وقد استخدمت إدارة المياه والصرف الصحي في المدينة مزيجاً من النماذج الهيدرولوجية ونماذج شبكات المياه المتكاملة لتقييم الطلب على المياه وخيارات جانب العرض.

التحديات والاتجاهات المستقبلية

وفي حين أثبتت النماذج البيئية قيمتها، فإنها ليست بلا قيود، فتناول هذه العيوب هو مجال نشط للبحث والتطوير.

نوعية البيانات، توافرها، والجدارة

وتعتمد النماذج على بيانات المدخلات العالية الجودة: قوائم جرد الانبعاثات، وملاحظات الطقس، وخرائط استخدام الأراضي، والإحصاءات الديمغرافية، وخصائص الهياكل الأساسية، إذ تفتقر مدن كثيرة، ولا سيما في البلدان المنخفضة الدخل والمتوسطة الدخل، إلى بيانات متسقة أو مفتوحة، وحتى في الحالات التي توجد فيها بيانات، فإن الأخطاء في القرار المكاني والزمني يمكن أن تُحدث أوجه عدم يقين كبيرة، فعلى سبيل المثال، قد تجمع بيانات الانبعاثات العالمية مصادر التلوث في إطار قاعدة بيانات مرجعية واحدة تفوت عن تصميمات نوعية ساتلية.

عدم اليقين وإبلاغ الثقة

(ب) كل ناتج نموذجي يأتي مع ما يرتبط به من عدم يقين من تقديرات البارامترات والافتراضات الهيكلية والسيناريو المقبل غير قابل للتنبؤ.() وكثيراً ما يرغب صانعو السياسات في " أفضل تقدير " ولكن العلم الصادق يتطلب التنبؤات المتقطعة أو النطاقات الاحتمالية() ويتمثل التحدي في الإبلاغ عن عدم اليقين دون تقويض الثقة.()

التكامل النموذجي والطلبات الحاسوبية

وتتطلب النظم الحضرية المعقدة ربط النماذج عبر التخصصات - مثل الجمع بين نموذج للنقل ونموذج جيد للهواء ونموذج اقتصادي، وهذا التكامل مكثف حواسيب ويتطلب وصلات بينية موحدة، وظهور توأم ثنائيات () - تقدم افتراضي في الوقت الحقيقي للمدن - وبواسطة توفير نموذج موحد للتكيف.

الإنصاف والعدالة في وضع النماذج

ومن الناحية التاريخية، تركز النماذج البيئية على النتائج الإجمالية (مجموع أطنان التلوث، متوسط درجة الحرارة)، ولكن الاهتمام الأخير قد تحول إلى من يستفيد من هذه السياسات ويتحمل أعباءها، ويمكن الآن أن تحلل نماذج الجودة الجوية التعرض على مستوى التعداد، وتكشف عن أن المجتمعات المحلية المنخفضة الدخل والمجتمعات المحلية ذات اللون غالبا ما تواجه مستويات مرتفعة من التلوث بشكل غير متناسب. وبالمثل، يمكن أن تؤدي نماذج استخدام الأراضي إلى معرفة ما إذا كان الحفاظ على الفضاء مفتوحا يحدث في الأحياء الفقيرة.

الاستنتاج: نحو استدامة حضرية قائمة على الأدلة

والنماذج البيئية أكثر بكثير من التدريبات الأكاديمية؛ فهي أدوات تشغيلية تشكل الهواء الذي نتنفسه، والمياه التي نشربها، وقدرة مجتمعاتنا المحلية على الصمود، وبما أن المدن تجتاز مرحلة تحقيق أهداف الاستدامة - الانبعاثات الصافية الصفرية، وعدم وجود نفايات، وأمن المياه - والطلب على نماذج قوية وشفافة وقابلة للاستخدام، فإن أكثر السياسات الحضرية فعالية في العقد القادم هي السياسات التي تدمج النماذج العلمية مع الإدارة الشاملة، والرصد، وقدرات التعلم في مجال الهياكل الأساسية.