Źródło zdjęcia: NASA
Podczas gdy miasta zapewniają niezbędne warunki życia dla ludzi, wydaje się, że miasta USA zostały zbudowane na najbardziej żyznych glebach, co zmniejsza wkład tych ziem w sieć pokarmową Ziemi i rolnictwo ludzkie, zgodnie z badaniami przeprowadzonymi przez badaczy NASA i innych.
Chociaż miasta stanowią zaledwie 3 procent lądu w kontynentalnej części Stanów Zjednoczonych, żywność i błonnik, które można tam uprawiać, rywalizują z obecną produkcją na wszystkich gruntach rolnych w USA, które obejmują 29 procent kraju. Marc Imhoff, badacz i główny autor NASA w bieżącym artykule, a także współautor Lahouari Bounoua z NASA i University of Maryland, College Park, dodał, że w całej historii ludzie osiedlali się na obszarach z najlepszymi ziemiami do uprawy żywności.
„Urbanizacja podąża za rolnictwem - jest to naturalny i ważny proces ludzki”, powiedział Imhoff. W całej historii bardzo produktywne grunty rolne przynosiły żywność, bogactwo i handel na obszary, z których wszystkie sprzyjały osadom.
„Urbanizacja nie jest złą rzeczą. Jest to bardzo przydatny sposób dla społeczeństw na zebranie się i dzielenie zasobów ”- powiedział Bounoua. „Ale byłoby lepiej, gdyby zostało zaplanowane w połączeniu z innymi czynnikami środowiskowymi.” Badania tego rodzaju, które pojawiają się w bieżącym numerze Remote Sensing of Environment, mogą w przyszłości prowadzić do inteligentniejszych strategii rozwoju obszarów miejskich.
Naukowcy wykorzystali dwa satelity oferujące połączenie dziennych i nocnych danych z obserwacji Ziemi oraz biofizyczny model komputerowy w celu uzyskania oszacowań rocznej pierwotnej produktywności netto (NPP). NPP mierzy wzrost roślin, opisując tempo, w jakim rośliny wykorzystują węgiel z atmosfery do budowy nowej materii organicznej poprzez fotosyntezę. NPP napędza złożoną sieć pokarmową Ziemi i określa ilościowo dwutlenek węgla, gaz cieplarniany, który rośliny usuwają z atmosfery.
Dane z nocnych świateł z Obronnego Meteorologicznego Programu Satelitarnego oraz mapa klasyfikacji roślinności stworzona w NASA w Goddard Institute of Space Studies w Nowym Jorku zostały wykorzystane do zobrazowania obszarów miejskich, peryferyjnych i pozamiejskich w całych Stanach Zjednoczonych. W ten sposób naukowcy obliczyli zasięg i lokalizację amerykańskich gruntów miejskich i rolnych.
Ponadto do obliczenia wskaźnika wegetacji o różnicy znormalizowanej wykorzystano obserwacje z przyrządu Advanced Very High Resolution Radiometer na pokładzie polarnych satelitów orbitujących National Oceanic and Atmospheric Administration. Wskaźnik ten jest miarą zdrowia roślin, opartą na zasadzie, że rośliny pochłaniają promieniowanie słoneczne w czerwonej części spektrum światła słonecznego wykorzystywanego do fotosyntezy podczas wzrostu rośliny. Dane te zostały następnie wprowadzone do modelu komputerowego Uniwersytetu Stanforda w celu uzyskania elektrowni jądrowej.
Model komputerowy stworzył potencjalny przedmiejski krajobraz Ameryki, który został wykorzystany do porównania i oszacowania redukcji elektrowni jądrowej z powodu obecnej transformacji terenów miejskich.
W przypadku kontynentalnych Stanów Zjednoczonych, w porównaniu z krajobrazem przedmiejskim, nowoczesne miasta generują 1,6% rocznego spadku elektrowni jądrowej. Strata ta równoważy wzrost NPP o 1,8 procent rocznie z powodu zwiększonej powierzchni ziemi uprawnej. Rezultat jest uderzający, biorąc pod uwagę niewielki obszar, który pokrywają miasta, w stosunku do obszarów rolniczych.
Zmniejszenie tej wielkości ma bardzo nieznane konsekwencje dla różnorodności biologicznej, ale przekłada się na mniej dostępną energię dla gatunków, które tworzą złożoną sieć pokarmową Ziemi. Utrata bardzo żyznych terenów pod uprawę wywiera również presję na inne środki zaspokajania potrzeb żywnościowych i włóknistych rosnącej populacji. W skali lokalnej urbanizacja może zwiększyć elektrownię jądrową, ale tylko tam, gdzie zasoby naturalne są ograniczone. Dostarcza wodę do suchych obszarów, a „miejskie wyspy ciepła” przedłużają sezon wegetacyjny wokół miejskich obrzeży w zimnych regionach. Korzyści te nie równoważą jednak ogólnego negatywnego wpływu urbanizacji na elektrownię jądrową.
Naukowcy z NASA opracowali mapę świateł miasta, a US Geological Survey zastosowało technikę do utworzenia danych o znormalizowanym wskaźniku różnicy wegetacji. Partnerami badawczymi są Interdyscyplinarne Centrum Nauki o Ziemi na Uniwersytecie Maryland, World Wildlife Fund oraz Centre for Conservation Biology na Uniwersytecie Stanforda.
Oryginalne źródło: NASA News Release
