Изображение предоставлено NASA
В то время как города обеспечивают жизненно важную среду обитания для процветания людей, кажется, что американские города были построены на самых плодородных почвах, уменьшая вклад этих земель в пищевую сеть Земли и сельское хозяйство человека, согласно исследованию исследователей НАСА и других.
Хотя на города приходится всего 3 процента территории континентальной части США, продукты питания и волокна, которые можно там выращивать, конкурируют с текущим производством на всех сельскохозяйственных землях США, которые покрывают 29 процентов территории страны. Марк Имхофф, исследователь НАСА и ведущий автор текущей статьи, и соавтор Лахуари Боуноу из НАСА и Университета Мэриленда, Колледж-Парк, добавили, что на протяжении всей истории люди жили в районах с лучшими землями для выращивания продуктов питания.
«Урбанизация следует за сельским хозяйством - это естественный и важный человеческий процесс», - сказал Имхофф. На протяжении всей истории высокопродуктивные сельскохозяйственные земли приносили продовольствие, богатство и торговлю в районы, которые способствовали созданию поселений.
«Урбанизация - это не плохо. Для общества это очень полезный способ собраться вместе и делиться ресурсами », - сказал Боунуа. «Но было бы лучше, если бы это было запланировано в сочетании с другими факторами окружающей среды». Подобные исследования, которые появляются в текущем выпуске «Дистанционное зондирование окружающей среды», могут привести к более умным стратегиям городского роста в будущем.
Исследователи использовали два спутника, предлагающие комбинацию дневных и ночных данных наблюдения Земли и биофизическую компьютерную модель для получения оценок годовой чистой первичной продуктивности (NPP). АЭС измеряет рост растений, описывая скорость, с которой растения используют углерод из атмосферы для создания нового органического вещества посредством фотосинтеза. АЭС питает сложную пищевую сеть Земли и количественно определяет количество углекислого газа, парникового газа, который растения удаляют из атмосферы.
Данные ночных огней из программы метеорологических спутников обороны и карта классификации растительности, созданная в Институте космических исследований им. Годдарда при Нью-Йорке, использовались для изображения городских, периферийных и негородских районов на всей территории Соединенных Штатов. Таким образом, исследователи вычислили протяженность и местоположение городских и сельскохозяйственных земель США.
Кроме того, данные наблюдений с помощью усовершенствованного радиометрического прибора очень высокого разрешения на борту спутников, находящихся на полярной орбите Национального управления океанических и атмосферных исследований, использовались для расчета индекса нормированной разности растительности. Этот индекс является мерой здоровья растений, основанной на том принципе, что растения поглощают солнечную радиацию в красной части спектра солнечного света, используемого для фотосинтеза во время роста растений. Затем эти данные были введены в компьютерную модель Стэнфордского университета для получения АЭС.
Компьютерная модель создала потенциальный до-урбанистический американский ландшафт, который был использован для сравнения и оценки сокращения АЭС в результате текущей трансформации городов и земель.
Для континентальной части Соединенных Штатов, по сравнению с пригородным ландшафтом, на современные города приходится 1,6% ежегодного снижения АЭС. Эта потеря компенсирует увеличение АЭС на 1,8 процента в год за счет увеличения сельскохозяйственных угодий. Результат поразительный, учитывая небольшую площадь, которую покрывают города, относительно сельскохозяйственных районов.
Сокращение этой величины имеет совершенно неизвестные последствия для биологического разнообразия, но оно приводит к менее доступной энергии для видов, составляющих сложную пищевую сеть Земли. Потеря высокоплодородных земель для сельского хозяйства также оказывает давление на другие средства для удовлетворения потребностей растущего населения в продовольствии и клетчатке. В местном масштабе урбанизация может увеличить АЭС, но только там, где природные ресурсы ограничены. Он доставляет воду в засушливые районы, а «городские острова тепла» продлевают вегетационный период вокруг городских окраин в холодных регионах. Эти преимущества, однако, не компенсируют общее негативное влияние урбанизации на АЭС.
Ученые НАСА разработали карту городских огней, а Геологическая служба США использовала методику для создания данных Индекса растительности с нормализованной разницей. Партнерами по исследованиям являются Междисциплинарный научный центр наук о системе Земли Университета Мэриленда, Всемирный фонд дикой природы и Центр биологии охраны природы Стэнфордского университета.
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
