Bildkredit: NASA
Medan städer tillhandahåller livsviktiga livsmiljöer för att människor ska trivas, verkar det som om amerikanska städer har byggts på de mest bördiga jordarna, vilket minskar bidraget från dessa länder till jordens matweb och mänskligt jordbruk, enligt en studie av NASA-forskare och andra.
Även om städer står för bara 3 procent av det kontinentala amerikanska landområdet, mat och fiber som kan odlas där konkurrerar den nuvarande produktionen på alla amerikanska jordbruksmarker, som täcker 29 procent av landet. Marc Imhoff, NASA-forskare och huvudförfattare av ett aktuellt papper, och medförfattare Lahouari Bounoua, från NASA och University of Maryland, College Park, tillade att människor genom historien har bosatt sig i områden med de bästa länderna för att odla mat.
"Urbanisering följer jordbruket - det är en naturlig och viktig mänsklig process", säger Imhoff. Genom historien, mycket produktiv jordbruksmark förde mat, rikedom och handel till ett område, som alla främjade bosättningar.
”Urbanisering är inte en dålig sak. Det är ett mycket användbart sätt för samhällen att träffas och dela resurser, ”sa Bounoua. "Men det skulle vara bättre om det planerades i samband med andra miljöfaktorer." Studier som denna, som förekommer i det aktuella numret av fjärravkänning av miljö, kan leda till smartare strategier för stadstillväxt i framtiden.
Forskarna använde två satelliter som erbjöd en kombination av jordobservationsdata för dag och natt och en biofysisk datormodell för att härleda uppskattningar av årlig Net Primary Productivity (NPP). NPP mäter växttillväxt genom att beskriva hastigheten som växter använder kol från atmosfären för att bygga nytt organiskt material genom fotosyntes. NPP bränslar jordens komplexa livsmedelsväv och kvantifierar mängder koldioxid, en växthusgas, som växter tar bort från atmosfären.
Nattljusdata från Defense Meteorological Satellite Program och en vegetationsklassificeringskarta som skapades vid NASA: s Goddard Institute of Space Studies, New York, användes för att skildra stads-, perifera och icke-stadsområden över hela USA. På detta sätt beräknade forskarna omfattningen och platserna för amerikansk stads- och jordbruksmark.
Dessutom användes observationer från Advanced Very High Resolution Radiometer-instrumentet, ombord på National Oceanic and Atmospheric Administrations polära kretsloppssatelliter, för att beräkna Normalised Difference Vegetation Index. Detta index är ett mått på växthälsa, baserat på principen att växter absorberar solstrålning i den röda delen av spektrumet av solljus som används för fotosyntes under växttillväxt. Dessa data infördes sedan i en Stanford University-datormodell för att härleda NPP.
Datormodellen skapade ett potentiellt amerikansk landskap i förväg, som användes för att jämföra och uppskatta minskningen av NPP på grund av den aktuella stadsomvandlingen.
I det kontinentala Förenta staterna, jämfört med landskapet före staden, står moderna städer för en minskning av NPP med 1,6 procent per år. Denna förlust kompenserar vinsten i NPP om 1,8 procent årligen från ökade jordbruksmarker. Resultatet är slående, med tanke på det lilla området som städerna täcker, relativt jordbruksområden.
En minskning av denna storlek har oerhört okända konsekvenser för den biologiska mångfalden, men det innebär mindre tillgänglig energi för de arter som utgör jordens komplexa livsmedel. Förlusten av mycket fruktbara mark för jordbruk sätter också press på andra sätt att tillgodose mat och fiberbehov hos en växande befolkning. I lokal skala kan urbanisering öka NPP, men bara när naturresurserna är begränsade. Det leder vatten till torra områden, och "urbana värmeöar" förlänger växtsäsongen runt stadens kant i kalla regioner. Dessa fördelar kompenserar emellertid inte den totala negativa effekten av urbanisering på NPP.
NASA-forskare utvecklade kartan över stadsljus och U.S. Geological Survey använde en teknik för att skapa data om normaliserad skillnads vegetation. Forskningspartners inkluderar University of Marylands Earth System Science Interdisciplinary Center, World Wildlife Fund och Center for Conservation Biology vid Stanford University.
Originalkälla: NASA News Release
