Tehran’s Ecosystem Resilience Against Air Pollution

Document Type : Research Paper

Authors

1 Associate Professor, Economics, Allameh Tabataba’i University

2 MA, Economics, Allameh Tabataba’i University

3 Ph.D, Economics, Allameh Tabataba’I University

Abstract

In this research, we develop a method for measuring resilience for Tehran’s ecosystem against air pollution. Resilience has been proxied by the largest Lyapunov exponent (LLE), so that the positive LLE, which indicates a chaotic system, implies a weak resilience. The data used in this study is the daily average of the Air Quality Index (AQI) in 1826 day for the period 1390-1394 (2000-2014). The results show a positive LLE in the AQI, implying a chaotic system.  Therefore, resilience of Tehran’s ecosystem against air pollution can be considered weak, making it vulnerable in confronting with shocks. Hence, attention to resilience in economic decision-making and urban management is very important.

Keywords


ابریشمی، حمید، علی معینی، و مهدی احراری (1381)، «آزمون ناخطی معیّن برای قیمت‌های آتی نفت»، فصل‌نامۀ پژوهش‌های اقتصادی ایران، دانشکدۀ اقتصاد علامه‌ طباطبایی، ش 10.
اسلامی، امیر، بیژن قهرمان، علی ضیایی، و پیمان اسلامی (1395)، «تأثیر کاهش نوفه در تحلیل پویایی غیرخطی سری زمانی دمای حداکثر روزانه در ایستگاه کرمان»، مجلۀ علمی ـ پژوهشی تحقیقات منابع آب ایران، دورۀ 12، ش 1.
بخشی خانیکی، غلامرضا (بی‌تا)، آلودگی محیط‌زیست، دانشگاه پیام‌نور.
پریور، پرستو، شهرزاد فریادی، احمدرضا یاوری، اسماعیل صالحی، و پگاه هراتی (1392)، «بسط راه‌بردهای پایداری اکولوژیک برای افزایش تاب‌آوری محیط زیست شهری (نمونة موردی: مناطق 1 و 3 شهرداری تهران)» محیط‌شناسی، س 39، ش 1.
پریور، پرستو، شهرزاد فریادی، اسماعیل صالحی، احمدرضا یاوری، و احد ستوده (1391)، «بسط چهارچوب ارزیابی راه‌بردی محیط‌زیستی طرح‌های توسعۀ شهری براساس تفکر تاب‌آوری»، نامۀ معماری و شهرسازی، ش 11.
جعفریان، وحید، علی‌اکبر دماوندی، و محمدرضا یزدانی (1393)، «مفهوم تاب‌آوری و ارتباط آن با مدیریت پایدار سرزمین»، دومین همایش ملی بیابان با رویکرد مدیریت مناطق خشک و کویری، دانشکدة کویرشناسی دانشگاه سمنان با همکاری مرکز بین‌المللی بیابان دانشگاه تهران.
رستمی، محمدرضا، فرزانه باقی نیری، و جواد قاسمی (1390)، «بررسی رفتار قیمت سهام شرکت‌های پذیرفته‌شده در بورس اوراق بهادار تهران با استفاده از تئوری آشوب»، فصل‌نامۀ علمی ـ پژوهشی مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، ش 7.
روشن، غلامرضا، فرامرز خوش‌اخلاق، سعید نگهبان، و جعفر میرتوکلی (1388)، «تأثیر آلودگی هوا بر نوسانات اقلیمی شهر تهران»، علوم محیطی، س 7، ش 1.
شرکت کنترل کیفیت هوای تهران (1390)، گزارش کیفیت هوای شهر تهران.
شرکت کنترل کیفیت هوای تهران (1391)، گزارش کیفیت هوای شهر تهران.
شرکت کنترل کیفیت هوای تهران (1392)، گزارش کیفیت هوای شهر تهران.
شرکت کنترل کیفیت هوای تهران (1393)، گزارش کیفیت هوای شهر تهران.
شرکت کنترل کیفیت هوای تهران (1394)، گزارش کیفیت هوای شهر تهران.
طباطبایی، شیما (1392)، «بررسی مدیریت شهری ــ زیست‌محیطی تهران در طی 3 دورۀ تاریخی قاجار، پهلوی، و انقلاب اسلامی»، نشریۀ سپهر، دورۀ 22، ش 88.
قاهری، عباس، محمدعلی قربانی، هادی دل‌افروز، و لیلا ملکانی (1391)، «ارزیابی جریان رودخانه با استفاده از نظریۀ آشوب»، مجلۀ پژوهش آب ایران، ش 10.
قره‌باغ، ثمین، حسین رضایی، و بایرامعلی محمدنژاد (1393)، «مقایسۀ فضای حالت بازسازی‌شده و آشوب‌ناکی جریان رودخانۀ نازلوچای در مقیاس‌های زمانی مختلف»، نشریۀ پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، ج 22، ش 5.
مشیری، سعید و حبیب مروت (1384)، «بررسی وجود فرایند آشوبی در شاخص بازدهی کل قیمت سهام بازار بورس تهران»، پژوهش‌های اقتصادی ایران، دورۀ 7، ش 25.
مشیری، سعید و فائزه  فروتن (1383)، «آزمون آشوب و پیش‌بینی قیمت آتی نفت خام»، فصل‌نامۀ پژوهش‌های اقتصادی ایران، ج 4، ش 21.
مشیری، سعید (١٣٨١)، «مروری بر نظریه‌های آشوب و کاربردهای آن در اقتصاد»، فصل‌نامۀ پژوهش‌های اقتصادی ایران، س 12، ش 4.
معینی، علی، حمید ابریشمی، و مهدی احراری (1385)، «به‌کارگیری نمای لیاپانوف برای مدل‌سازی سری زمانی قیمت آتی نفت برپایۀ توابع پویا»، فصل‌نامۀ تحقیقات اقتصادی دانشکدۀ اقتصاد تهران، ش 76.
معینی، علی، حمید ابریشمی، و مهدی احراری (1385)، «به‌کارگیری نمای لیاپانوف برای مدل‌سازی سری زمانی قیمت نفت خام برپایۀ توابع پویا»، مجلۀ تحقیقات اقتصادی، ش 76.
ملابهرامی، احمد، حسن خداویسی، و رضا حسینی (1392)، «پیش‌بینی تورم برپایۀ معادلات دیفرانسیل تصادفی با مدل‌های رقیب»، فصل‌نامۀ پژوهش‌های اقتصادی، ش 1.
 Bengtsson, J., P. Angelstam, T. Elmqvist, U. Emanuelsson, C. Folke, M. Ihse, F. Moberg, and M. Nystrom (2003), “Reserves, Resilience, and Dynamic Landscapes”, Ambio, vol. 32, no. 6.
Bo Yu, Chengmin Huang, Zuhan Liu, Haipeng Wang, and Lili Wang (2011), “A Chaotic Analysis on Air Pollution Index Change Over Past 10 Years in Lanzhou, Northwest China”, Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, vol. 25.
Carpenter S., B. Walker, J. M. Anderies, and N. Abel (2001), “From Metaphor to Measurement: Resilience of What to What?”, Ecosystems, vol. 4.
Chappelka, H. and S. Pan (2007), “Influence of Ozone Pollution and Climate Variability on Net Primary Productivity and Carbon Storage in China's Grassland Ecosystems from 1961 to 2000”, Environmental Pollution, no. 149.
Cover, T. M. and J. A. Thomas (1991), Elements of Information Theory, John Wiley & Sons, Inc, New York.
Desjardins, E., G. Barker, and Z. Lindo (2015), “The Quarterly Review of Biology”, Promoting Resilience, vol. 90, no. 2.
Espinosa, Christian E. and Juan Gorigoitía (2012), Stability of Sovereign Risk in the Eurozone Through the Lyapunov Exponent, Universidad Diego Portales, Working Paper.
Fraser, A. M. and H. L. Swinney (1986), “Independent Coordinates for Strange Attractors from Mutual Information”, Physical Review A, vol. 33.
Graedel, T. E. and P. J. Crutzen (1993), Atmospheric Change: An Earth System Perspective, New York: Freeman Company Press.
Greenham, T., E. Cox, and J. Ryan (2013), Mapping Economic Resilience, Friends Provident Foundation Tower House Fishergate.
Holling, C. S. (1992), “Cross-Scale Morphology Geometry and Dynamics of Ecosystems”, Ecological Monographs, vol. 62.
Holling, C. S. (1996), “Engineering Resilience Versus Ecological Resilience”, in: Engineering Within Ecological Constraints, P. Schulze (ed.), Washington (DC.): National Academy Press.
Kantz, Holger and Thomas Schreiber (2004), Nonlinear Time Series Analysis, Cambridge University Press.
Kaplan, J. and J. Yorke (1979), “Chaotic Behavior of Multidimensional Difference Equations”, Functional Differential Equations and Approximation of Fixed Points, Springer, Heidelberg New York.
Lee, Chung-Kung and Shu-Chen Lin (2008), “Chaos in Air Pollutant Concentration (APC) Time Series”, Aerosol and Air Quality Research, vol. 8, no. 4.
Liao, K. H. (2012), “A Theory on Urban Resilience to Floods–A Basis for Alternative Planning Practices”, Ecology and Society, vol. 17.
Moshiri, S. and F. Foroutan (2004), “Testing for Deterministic Chaos in Futures Crude Oil Price; Does Neural Network Lead to Better Forecast?”, Canadian Economics Association.
Parlitz, Ulrich (2016), “Estimating Lyapunov Exponents from Time Series”, Chaos Detection And Predictability, Springer Berlin Heidelberg.
Perrings, C. (1994), “Ecological Resilience in the Sustainability of Economic Development’’, in: International Symposium on Models of Sustainable Development, Paris, vol. II.
Perrings, C. (2006), “Resilience and Sustainable Development”, Environment and Development Economics, vol. 11.
Perrings, C. (1998), “Resilience in the Dynamics of Economy–Environment Systems”, Environmental and Resource Economics, vol. 11.Pimm, S. L. (1984), “The Complexity and Stability of Ecosystems”, Nature, vol. 307.
Rainer Hegger, Holger Kantz, and Thomas Schreiber (1999), “Practical Implementation of Nonlinear Time Series Methods: The TISEAN Package”, Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, vol. 9, no. 2.
Reggiani, Aura, Thomas D. Graaff, and Peter Nijkamp (2002), “Resilience: An Evolutionary Approach to Spatial Economic Systems”, Networks and Spatial Economics, no. 2.
Rosenstein, M. T., J. J. Collins, and C. J. De Luca (1993), “A Practical Method for Calculating Largest Lyapunov Exponents from Small Data Sets”, Physica D: Nonlinear Phenomena, vol. 65.
Salini, A. Giovanni and Patricio Pérez (2015), “A Study of the Dynamic Behaviour of Fine Particulate Matter in Santiago, Chile”, Aerosol and Air Quality Research, vol. 15, no. 1.
Takens, F. (1981), “Detecting Strange Attractors in Turbulence”, in: Dynamical Systems and Turbulence, Lecture Notes in Mathematics, D. A. Rand and L. S. Young (eds.), vol. 898.
Vandrovych, V. (2006), “Nonlinearities in Exchange-Rate Dynamics: Chaos?”, <https://ssrn.com/abstract>.
Walker, B., C. S. Holling, S. R. Carpenter, and A. Kinzig (2004), “Resilience, Adaptability, and Transformability in Social-Ecological Systems”, Ecology and Society, vol. 9, no. 2.
Webb, C. T. and S. A. Levin (2005), “Cross-System Perspectives on The Ecology and Evolution of Resilience”, in: Robust Design: A Repertoire of Biological, Ecological, and Engineering Case Studies, E. Jen (ed.), SFI Lecture Note Series, Oxford University Press.
Wolf, A., J. B. Swift, and H. L. Swinny (1985), “Determining Lyapunov Exponents from a Time Serises”, Physica D: Nonlinear Phenomena, vol. 16.