Evaluating Urban Green and Gray Space Interaction: A Spatiotemporal Land-Use Monitoring and Land Degradation Susceptibility Modeling over Balurghat City, India

Abstract

Most Indian cities restrict access to green spaces due to the fast growth of urban gray spaces. The dynamic convergences of these two spaces could enhance city-level land degradation. This issue is rarely studied in Indian cities, however. This study seeks to examine the interactive nature of urban green (V) and gray (U) spaces and to model land degradation susceptibility (LDS) in Balurghat City, India. Decade-wise remote sensing data are analyzed to understand city statutory level transformation, alteration of different land-use types, and city grid-level U–V interaction scenarios. Identified LDS parameters such as soil organic carbon content (SOCC), land productivity dynamics (LPD), vegetation dynamics (Vdynamics), and urban developed land dynamics (Udynamics) are modeled using the analytical hierarchy process method. The structural equation model evaluates the current model fitting. Results show a steady increase in U concentration conversion per grid (by reducing V) from 2000 to 2020, suggesting the dynamic situation of U and V in the city. The model-fitting statistics show that the SOCC strongly influences LDS, followed by Vdynamics, Udynamics, and LPD. The significance of this study remains in its methodological framework, identified city-level LDS drivers, and approaches to evaluate urban V and U in a spatiotemporal frame.

由于城市灰色空间的快速增长, 大多数印度城市都限制了绿地的使用。这两种空间的动态交互, 可能会加剧城市土地退化。然而, 印度城市很少研究这个问题。本研究旨在探讨印度Balurghat市的城市绿地空间和灰色空间的相互作用, 对土地退化易发性进行建模。本文分析了10年遥感数据, 从而理解城市法定级别的转变、土地利用类型的变化以及城市网格尺度绿地空间和灰色空间的相互作用。确定了土地退化易发性的参数, 包括土壤有机碳含量、土地生产力变化、植被变化和城市开发土地变化。使用层次分析法对这些参数进行建模, 并采用结构方程模型对模型拟合度进行了评估。结果显示, 从2000年到2020年, 由于绿地空间的减少, 网格内灰色空间的聚集程度稳步增加, 表明了城市绿地和灰色空间的变化情况。模型拟合统计表明, 土壤有机碳含量对土地退化易发性的影响很大, 其次是植被变化、城市开发土地变化和土地生产力变化。本研究的意义在于其方法论框架、城市尺度土地退化易发性的驱动因素、以及在时空框架内对城市绿地和灰色空间的评估方法。

La mayoría de las ciudades indias tienen acceso restringido a los espacios verdes debido a la rápida expansión de los espacios grises urbanos. Las convergencias dinámicas de estos dos espacios podrían ampliar la degradación del espacio urbano. Sin embargo, esta cuestión rara vez es estudiada en las ciudades indias. El presente estudio pretende examinar la naturaleza interactiva de los espacios verdes (V) y grises (U) y modelar la susceptibilidad de degradación del suelo (LDS) en Ciudad Bulurghat, India. Se analizan los datos de percepción remota correspondientes a varias décadas, para entender la transformación del nivel estatutario de la ciudad, la alteración de diferentes tipos de uso del suelo y los escenarios de interacción U-V a nivel de cuadrícula urbana. Se modelan los parámetros LDS identificados, tales como el contenido de carbón orgánico en el suelo (SOCC), la dinámica de productividad de la tierra (LPD), la dinámica vegetacional (V-dinámica) y la dinámica de desarrollo del suelo urbano (U-dinámica), mediante el método de proceso de la jerarquía analítica. Con el modelo de la ecuación estructural se evalúa el ajuste actual del modelo. Los resultados nos muestran un incremento constante de la conversión de concentración de U por cuadrícula (mediante la reducción de V) entre 2000 y 2020, lo cual sugiere la situación dinámica de U y V en la ciudad. Las estadísticas de ajuste del modelo muestran que SOCC influye fuertemente sobre LDS, seguido por V-dinámica, U-dinámica y LPD. El valor de este estudio descansa en su marco metodológico, en la identificación de los impulsores de LDS y en los enfoques para hacer la evaluación de V y U urbanas en un marco espaciotemporal.

Key Words:

• AHP
• land degradation
• SEM
• urban dynamics
• urban green and gray space

关键词:

• 层次分析法
• 土地退化
• 结构方程模型
• 城市变化
• 城市绿地和灰色空间

Palabras clave:

• AHP
• degradación del suelo
• dinámica urbana
• espacios urbanos verdes y grises
• SEM

Disclosure Statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Acknowledgment

The authors acknowledge the School of Earth Science, Department of Geography, Central University of Karnataka.

Additional information

Notes on contributors

Nilanjan Bal

NILANJAN BAL is a PhD Research Scholar in the Department of Geography, Central University of Karnataka, Karnataka 535811, India. E-mail: [email protected]/[email protected]. His research interests broadly focus on the contemporary issues in urban and periurban built environments, explaining and exploring place-making through urban imaginaries.

Ali Raza Moosvi

ALI RAZA MOOSVI is a Professor in the Department of Geography, Central University of Karnataka, Karnataka 585367, India. E-mail: [email protected]. His research interests include sustainable rural development and regional planning.

Sanjit Sarkar

SANJIT SARKAR is an Assistant Professor in the Department of Geography, Central University of Karnataka, Karnataka 585367, India. E-mail: [email protected]. His research interests include urbanization and its associated problems, inclusive urban development, and neighborhood-level demographic correlates.

Archana Kujur

ARCHANA KUJUR is an Associate Professor in the Department of Fertility and Social Demography, International Institute for Population Sciences, Mumbai 400088, India. E-mail: [email protected]. Her research interests include socioeconomic inequalities.