Ekosistem servisleri sürdürülebilirliğinde ödünleşme&sinerjinin mekânsal planlamaya entegrasyonu
Integration of trade-offs&synergies into spatial planning for ecosystem services sustainability
Yazar: ZEYNEP TÜRKAY
Danışman: PROF. DR. AZİME TEZER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı / Şehir ve Bölge Planlama Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Şehircilik ve Bölge Planlama = Urban and Regional Planning

Özet:
İnsan hayatının sürdürülebilirliği, "İnsanların doğadan sağladıkları soyut ya da somut fayda ve ürünlerin tümü" olarak tanımlanan ekosistem servisleri (ES'ler) ile doğrudan ilişkilidir. Gıda, tatlı su ve enerji gibi insan hayatı için elzem olan ES'lere yönelik ihtiyacın giderilmesi için yapılan müdahalelerin etkisiyle arazi örtüsü değişmekte ve doğal alanlar tahrip olmaktadır. ES'lerin sürdürülebilirliği, sağlıklı bir şekilde işleyen ekosistemlere bağlıdır ve bu sebeple, yapılan müdahaleler sonucu çevresel koşulların ve ekosistemlerin bozulması, ES'lerin sürdürülebilirliğini tehlike altına sokmaktadır. 
Binyıl Ekosistem Değerlendirmesi (Millennium Ecosystem Assessment - MEA) ES'lere yönelik yaygın olarak kabul görmüş bir küresel değerlendirme raporu olup, ES'ler konusunda temel bir çerçeve sunmakta ve bu çerçeveye göre ES'ler, iklim düzenleme, su döngüsü, erozyon kontrolü gibi düzenleyici; gıda, tatlı su, kereste gibi kaynak sağlayıcı; rekreasyon&eko-turizm, kültürel değerler, estetik değerler gibi kültürel nitelikte olacak şekilde farklı sınıflarda değerlendirilmektedir.  Farklı sınıflarda kategorize edilseler de, birbiri ile karşılıklı ve farklı nitelikte etkileşimler gösteren ES'lerin tümünün birlikte bir bütün oluşturduğu da değerlendirilmektedir. Bu nedenle bir ES'ye yapılan müdahalenin, onunla ilişkiselliği olan diğer ES'leri de etkileyebileceğine dikkat çekilmektedir. 
Bir ES'ye yapılan müdahale ile o ES'den alınan faydanın artması sonucunda diğer bir ES'nin sağladığı hizmetin azalması durumunda bu ES'ler ödünleşmektedirler. Farklı bir etkileşim olarak diğer ES, bu müdahaleden artış yönünde etkileniyorsa bu ilişkisellik ES'lerin sinerjisi olarak tanımlanmaktadır. ES'lerin birbirleri ile ilişkiselliğinde müdahala edilen ES'nin; ne nicelikte, hangi yönde (artış ya da azalış), ölçek ve zamanda değişeceğinin öngörülmesi ve müdahale edilen ES'nin yanı sıra bu ES ile ilişkiselliği olan diğer ES'lerdeki değişimin değerlendirilmesi gerekliliği bulunmaktadır. ES'lerde sürdürülebilirliğin sağlanması amacıyla ES'ler ile ilgili olarak sunulan çerçeve kapsamında ödünleşme ve sinerji ilişkisellikleri, ES'lerin mekânsal planlamada kullanılmasına yönelik potansiyel taşımaktadır. 
Bu kapsamda, ES'lerin ödünleşme&sinerjisinin mekânsal planlamaya entegrasyonunun araştırıldığı bu araştırmada, çalışma alanı olarak İstanbul İli seçilmiştir. İstanbul'da yaşanan nüfus artışı ile arazi kullanımı/arazi örtüsü değişiminin sonucu olarak İstanbul'un ES'lerine yönelik baskı artmakta ve ES'lerin sürdürülebilirliği etkilenmektedir. Dolayısıyla bu araştırmada İstanbul için geliştirilen dört farklı senaryo üzerinden olası arazi kullanım kararlarının mevcut duruma kıyasla seçilmiş olan üç ES'yi niceliksel ve mekânsal olarak nasıl değiştireceğine yönelik değerlendirmeler yapılarak ES'ler arasındaki ödünleşme&sinerjilerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın temel sorunsalının ES'lerin mekânsal planlamaya entegrasyonuna yönelik çerçevenin genişletilmesi olması sebebiyle öncelikle Türkiye'de ES'lerin mevcut yasa, yönetmelik ve planlardaki kapsamına yönelik araştırma yapılmıştır. Ardından ES'lerin hem genel çerçevesi, hem de ödünleşme&sinerji ilişkisellikleri ile mekânsal planlama süreci ilişkilendirilerek ES'lerin mekânsal planlamada nasıl kullanılabileceğine dair öneriler geliştirilmeye çalışılmıştır. Bunun yanı sıra bu öneriler İstanbul'daki mevcut planlama araçları kapsamında özelleştirilip detaylandırılarak ES'lerin mekânsal planlamaya entegrasyonuna yönelik somut önerilere dönüştürülmüştür.

Abstract:
The sustainability of human life is directly related to ecosystem services (ESs), defined as "All the intangible and tangible benefits and products that humans derive from ecosystems". Interventions to meet the need for ESs, such as food, fresh water, and energy, which are essential for human life, change the land use/land cover and degrade natural areas. The sustainability of ESs depends on healthy functioning ecosystems, and therefore, degradation of environmental conditions and ecosystems as a result of interventions jeopardizes the sustainability of ESs. 
The Millennium Ecosystem Assessment (MEA) provides a widely accepted framework for ESs, and according to this framework, ESs are categorized as regulating ESs, such as climate regulation, water regulation, erosion control; providing ESs, such as crops, fresh water, fiber, timber; and cultural ESs, such as recreation&eco-tourism, cultural values, aesthetic values. Even if they are categorized into different classes (regulating, providing, and cultural), it is seen that all of the ESs that function in mutual relationships can be different in quality of relationships from each other, and they constitute a whole system together. Therefore, intervention in one ecosystem service may also affect other ESs that are related to it. 
ESs are traded-off when the intervention in an ES to increase the benefit received from that ES results in a decrease in another ES. In addition, if the other ES is affected by the intervention in the direction of increase, this relationship is defined as the synergy of ESs. In terms of the sustainability of ESs, due to the interrelated nature of ESs, it is necessary to evaluate the change in another ES that is related to this ES as well as the ES that is targeted and predicted to change in what quantity, in which direction (increase or decrease), scale and time. To ensure the sustainability of ESs, trade-offs, and synergies of ESs have the potential to be utilized in the spatial planning process. In this context, Istanbul is selected as the case study area for this research to elaborate on integrating trade-offs and synergies of ESs into spatial planning. As a result of population and population density increase and land use/land cover change in Istanbul, the pressure on the ESs of Istanbul is increasing, and ESs are deteriorating. 
The study consists of six main sections. In the first section, the purpose, rationale, and scope of the research are defined. Research questions and the hypothesis are explained in this section. The central hypothesis of the study is "Understanding the trade-offs&synergies of ESs and incorporating the trade-offs&synergies into the spatial decision-making process through scenario analysis can contribute to the sustainability of ESs". The second section consists of the literature review related to the background of the ESs concept, the framework of ESs, the relationship between the ESs concept and spatial planning, the relationship of ESs, and scenario analysis. The third section is related to the integrated methodology combining scenario analysis with ESs trade-off&/synergy assessment proposed within the study. The fourth section contains the evaluation of existing policies, regulations, and spatial plans in the context of ESs, as well as whether and to what extent they include the ESs concept. The fifth section is related to applying the proposed methodology to the case study area, Istanbul. In this section, first, the selected three ESs, namely climate regulation, crops, and recreation&eco-tourism, are explained with the reasons behind the selection. After that, the storyline of the scenarios developed for the study is explained. Then, the results of the selected ES modeling are given. Lastly, in the fifth section, the evaluation of the trade-offs and synergies of the selected ESs is made. The last section of the study, the sixth section, is related to integrating ESs and their trade-offs&synergies into spatial planning. 
Due to its unique location, Istanbul is a metropolis rich in natural areas and harboring a wide variety of ecosystems such as forests, heathlands, coastal, wetland, and water ecosystems. These areas also include areas designated as Important Plant Areas. In addition to these qualities, Istanbul's natural areas stand out in terms of their biodiversity.  As the city with the largest population and population density in Turkey, Istanbul also stands out as a city where there is pressure of factors that will cause transformation in natural areas. This change was observed in Istanbul's land use/land cover between 1990 and 2018, transforming from natural, semi-natural, and agricultural areas to built-up areas. Istanbul was chosen as the study area due to the existence of areas that require sensitivity in spatial decision-making and the fact that the factors that will lead to changes in land use/land cover continue to increase their effectiveness. Within the scope of the research, four scenarios - Climate Change Adaptation, Business as Usual, Maximum Conservation, and Maximum Development - were developed to reflect the potential consequences of different land use decisions on ESs. The three selected ESs, climate regulation, crops, and recreation&eco-tourism are modeled for these four scenarios and the current situation. The quantitative changes in ESs are calculated by evaluating the difference between the scenarios and the current situation for each scenario. As a result, the direction (increase, decrease, or no change) in which the three selected ESs change are assessed, and trade-offs&synergies are defined according to this assessment of changes. It can be seen that the Maximum Development Scenario results in synergies in all ES couples in the direction of decrease, meaning that both of the ESs decline for this scenario. On the other hand, the Maximum Conservation Sceario results in synergies in all ES couples, but the synergies are in the direction of increase. For this scenario, all the ESs are enhanced simultaneously. The Climate Change Adaptation Scenario results in trade-offs for climate regulation-crops and crops-recreation&eco-tourism couples, and synergy in climate regulation-recreation&eco-tourism couples (in the direction of increase). For the Business-as-Usual Scenario, synergy is observed for the climate regulation-crops  (in the direction of decrease) and synergy for the climate regulation-recreation&eco-tourism and crops-recreation&eco-tourism couples. The results show that different land use decisions result in trade-offs&synergies among ESs. 
Since the main problem of the study is to expand the framework for the integration of ESs into spatial planning, research is conducted to assess the scope of ESs in existing laws, regulations, and spatial plans in Turkey. As a result, it is seen that the integration of ESs in Turkey is supported within the scope of various strategies. However, there is no legal obligation regarding this integration. After that, the general framework of ESs is linked to the spatial planning process by identifying the modes of ESs use and the link of that mode of use to the relevant step of the spatial planning process. This way, it is aimed to make clear suggestions on which context the ESs approach can contribute to spatial planning. Besides, the clarification related to integrating ESs trade-offs&synergies into the spatial planning process is made. In addition, these suggestions are detailed and elaborated in the context of existing planning tools in Istanbul and transformed into concrete recommendations. Finally, the challenges, risks, and potentials are identified in the integration of ESs into spatial planning. 
In this research, the main aim is to enhance the existing framework of the integration of ESs into spatial planning with ESs trade-offs&synergies. An integrated methodology comprising scenario analysis and ESs modeling is proposed and applied to the selected case study area, Istanbul. ESs and their trade-offs&synergies are relevant to spatial planning as they offer spatial quantitative information related to the land and the environment that makes it possible to achieve the sustainability of ESs by utilizing the ESs knowledge in the spatial planning process.