Urban sprawl in arid environments: contrasting master plans and land use changes in Al Ain City, United Arab Emirates

Abstract

La política i la planificació del usos del sòl concerneix la presa de decisions col·lectives mitjançant la qual una societat decideix on, dins del seu territori, s'han de dur a terme diferents activitats socioeconòmiques i estableix les disposicions que controlin la naturalesa d'aquestes accions per motius ambientals, culturals o històrics. Aquests controls determinen característiques com ara les àrees de parcel·la, el seu consum de terres, la seva intensitat, la seva densitat o les normes tècniques de les infraestructures. Per tant, els usos de la terra determinen les diverses activitats socioeconòmiques que es produeixen en una àrea específica, els patrons de comportament humà que produeixen i el seu impacte sobre el medi ambient. Des dels anys noranta, amb l’inici del Land‐Use and Land‐Cover (LULC) change project del International Geosphere‐Biosphere Program (IGBP) i del International Human Dimensions Program (IHDP), importants avenços en el camp de la modelització de l’LULC s’ha produït. Supervisar els canvis de LULC és fonamental per desenvolupar estratègies efectives per a la gestió espacial i la protecció del medi ambient, ja que els canvis induïts pels humans han afectat el rendiment dels serveis ecosistèmics i han contribuït a alterar els cicles bioquímics que controlen el funcionament del sistema terrestre. En la política i planificació dels usos del sòl diversos tipus d’actors humans, les seves relacions i l’estructura social i institucional influeixen en els processos LULC. A causa de la seva situació geoestratègica, situada entre les nacions occidentals desenvolupades i les creixents economies asiàtiques, i els centres mundials de producció de petroli, les ciutats de la Península Aràbiga han guanyat ràpidament importància en l’economia global. En conseqüència, els espais urbans d’aquestes ciutats han ampliat la seva presència més enllà dels centres històrics. Atès el ràpid desenvolupament de les ciutats àrabs en les últimes dècades, el terme "ciutat instantània" s'ha proposat per descriure la forma en què semblen haver aparegut de sobte, fora del no‐res. En aquesta tesi doctoral, l’àrea d’estudi correspon a la ciutat d'Al Ain, situada als Emirats Àrabs Units (EAU). Es tracta d’una interessant ciutat de grandària mitjana per analitzar pel seu desenvolupament urbà molt ràpid i per una ubicació estratègica a la frontera entre els Emirats Àrabs Units i Oman. Es caracteritza per un vast i àrid desert, dominat per sorra i grava, amb llits de rius secs intermitents, una regió muntanyosa escarpada (Jabel Hafeet) i una zona de sòls i oasis fèrtils, amb grans reserves d'aigua subterrània. La tesi s'estructura en vuit capítols amb l'objectiu principal d'avaluar les trajectòries LULC d'Al Ain, entre 1984 i 2014, i comparar‐les amb la gestió de dos plans generals d’ordenació urbana. Per mapar i quantificar els canvis en els LULC, es va aplicar una combinació particular de tècniques de teledetecció i SIG. Posteriorment, per verificar la hipòtesi inicial sobre l'especificitat de l'expansió urbana d'Al Ain i per avaluar les conseqüències dels canvis d’LULC des d'un punt de vista paisatgístic, es van calcular les mètriques de paisatge dels patrons urbans (agregats, lineals, transversals o nodals). El següent pas va consistir en aplicar una anàlisi estadística a partir de les dades censals, a escala de districte, per millorar la comprensió dels processos LULC, principalment els relacionats amb la població, el sexe i el seu origen. Després, es van establir els principals motors de canvi d’ LULC a partir del coneixement expert i de les conseqüències socioambientals de les dinàmiques. Finalment, es va avaluar el futur creixement del Pla Al Ain 2030. Aquesta tesi doctoral, doncs, representa un pas més enllà del coneixement de les trajectòries i formes urbanes, essent una contribució empírica amb una combinació innovadora d’eines: una combinació particular de tècniques RS i SIG; una comparació del creixement urbà real amb les directrius proporcionades pels plans d’ordenació; una avaluació detallada dels patrons del paisatge; una anàlisi estadística mitjançant dades censals a escala de districte; i, finalment, una aproximació a través del coneixement expert aplicat per determinar les principals forces i conseqüències socioambientals.

Land‐use policy and planning concerns collective decision‐making by which a society decides where, within its territory, different socioeconomic activities should take place, and establishes provisions that control the nature of such actions due to environmental, cultural or historical reasons. These controls determine features such as plot areas, their land consumption, their intensity, their density or technical standards of infrastructures. Therefore, land‐uses determine the diverse socioeconomic activities that occur in a specific area, the patterns of human behavior they produce, and their impact on the environment. Since the 1990s, with the initiation of the Land‐Use and Land‐Cover (LULC) change project of the International Geosphere‐Biosphere Program (IGBP) and the International Human Dimensions Program (IHDP), considerable advances in the field of modeling of LULC change have occurred. Monitoring LULC changes is critical to develop effective strategies for spatial management and environmental protection because human‐induced changes have affected the performance of ecosystem services and contributed to alter the biochemical cycles that control the functioning of the Earth system. In land‐use policy and planning diverse types of human actors, their relationships and the social and institutional structure influence LULC processes. Due to their geostrategic situation, located between the developed Western nations and the rising Asian economies, and world centres of oil production, cities in the Arabian Peninsula have rapidly gained significance in the global economy. In consequence, urban spaces in these cities have extended their presence far beyond the historic centres. Given the rapid development of Arab cities in recent decades, the term ‘instant city’ has been proposed to describe the way they seem to have suddenly appeared out of nowhere. In this PhD thesis the study area comprised Al Ain city, located in the United Arab Emirates (UAE). It is an interesting medium‐sized town to analyse due to its very rapid urban development, and a strategic location on the border between UAE and Oman. It is characterized by a vast, arid desert, dominated by sand and gravel, with intermittent dry riverbeds, a rugged mountainous region (Jabel Hafeet) and an area of fertile soils and oases, with large reserves of groundwater. The thesis is structured in eight chapters with the main objective of assessing LULC trajectories of Al Ain, from 1984 to 2014, and of comparing them with the management of two master plans. To map and quantify LULC changes, a particular combination of remote sensing and GIS techniques was applied. After that, to verify the initial hypothesis about the specificity of Al Ain urban sprawl and to evaluate the consequences of LULC changes from a landscape point of view, landscape metrics of urban patterns (aggregated, linear, leapfrogging or nodal pattern) were calculated. The next step consisted in applying a statistical analysis using census data, at district scale, to improve the understanding of LULC processes, mainly those related to population, sex and origin. Later, the main driving forces of LULC changes were established based on expert knowledge and the socioenvironmental consequences of such dynamics. Finally, future growth was evaluated from the Plan Al Ain 2030. This PhD thesis represents one step beyond the knowledge about urban trajectories and forms, being an empirical contribution with an innovative used combined of tools: a particular combination of RS and GIS techniques; a comparison of real urban growth with the guidelines provided by master plans; a detailed assessment of landscape patterns; a statistical analysis using census data at district scale; and, finally, an expert knowledge approach applied to determine main driving forces and socioenvironmental consequences.