Bildnachweis: NASA
Während Städte lebenswichtigen Lebensraum für das Gedeihen von Menschen bieten, scheinen US-Städte auf den fruchtbarsten Böden gebaut worden zu sein, was laut einer Studie von NASA-Forschern und anderen den Beitrag dieser Länder zum Nahrungsnetz der Erde und zur menschlichen Landwirtschaft verringert.
Obwohl Städte nur 3 Prozent der kontinentalen US-Landfläche ausmachen, können die dort angebauten Nahrungsmittel und Fasern mit der aktuellen Produktion auf allen US-Agrarflächen, die 29 Prozent des Landes bedecken, konkurrieren. Marc Imhoff, NASA-Forscher und Hauptautor eines aktuellen Artikels, und Co-Autor Lahouari Bounoua von der NASA und der University of Maryland, College Park, fügten hinzu, dass sich die Menschen im Laufe der Geschichte in Gebieten mit den besten Ländern für den Anbau von Nahrungsmitteln niedergelassen haben.
„Die Urbanisierung folgt der Landwirtschaft – es ist ein natürlicher und wichtiger menschlicher Prozess“, sagte Imhoff. Im Laufe der Geschichte brachte hochproduktives Agrarland Nahrung, Reichtum und Handel in ein Gebiet, was alle Siedlungen förderte.
„Urbanisierung ist keine schlechte Sache. Es ist eine sehr nützliche Möglichkeit für Gesellschaften, zusammenzukommen und Ressourcen zu teilen“, sagte Bounoua. 'Aber besser wäre es, wenn es in Verbindung mit anderen Umweltfaktoren geplant würde.' Studien wie diese, die in der aktuellen Ausgabe von Remote Sensing of Environment erscheinen, können in Zukunft zu intelligenteren Strategien für das Stadtwachstum führen.
Die Forscher nutzten zwei Satelliten, die eine Kombination aus Erdbeobachtungsdaten zur Tages- und Nachtzeit und einem biophysikalischen Computermodell lieferten, um Schätzungen der jährlichen Nettoprimärproduktivität (NPP) abzuleiten. NPP misst das Pflanzenwachstum, indem es die Geschwindigkeit beschreibt, mit der Pflanzen Kohlenstoff aus der Atmosphäre verwenden, um durch Photosynthese neues organisches Material aufzubauen. KKW befeuern das komplexe Nahrungsnetz der Erde und quantifiziert die Mengen an Kohlendioxid, einem Treibhausgas, das Pflanzen der Atmosphäre entziehen.
Nachtlichtdaten des Defense Meteorological Satellite Program und eine Vegetationsklassifizierungskarte, die am Goddard Institute of Space Studies der NASA in New York erstellt wurde, wurden verwendet, um städtische, periphere und nichtstädtische Gebiete in den Vereinigten Staaten darzustellen. Auf diese Weise berechneten die Forscher die Ausdehnung und Lage von US-Stadt- und Ackerland.
Darüber hinaus wurden Beobachtungen des Advanced Very High Resolution Radiometer-Instruments an Bord der polarumlaufenden Satelliten der National Oceanic and Atmospheric Administration verwendet, um den Normalized Difference Vegetation Index zu berechnen. Dieser Index ist ein Maß für die Pflanzengesundheit, basierend auf dem Prinzip, dass Pflanzen Sonnenstrahlung im roten Teil des Sonnenlichtspektrums absorbieren, das während des Pflanzenwachstums für die Photosynthese verwendet wird. Diese Daten wurden dann in ein Computermodell der Stanford University eingegeben, um NPP abzuleiten.
Das Computermodell erstellte eine potenzielle vorstädtische amerikanische Landschaft, die verwendet wurde, um die Reduzierung von KKW aufgrund der aktuellen Stadt-Land-Transformation zu vergleichen und abzuschätzen.
In den kontinentalen Vereinigten Staaten machen moderne Städte im Vergleich zur vorstädtischen Landschaft einen jährlichen Rückgang der Kernkraftwerke um 1,6 Prozent aus. Dieser Verlust gleicht den NPP-Gewinn von 1,8 Prozent jährlich aus der Zunahme von Ackerland aus. Das Ergebnis ist bemerkenswert, wenn man bedenkt, dass Städte im Verhältnis zu den landwirtschaftlich genutzten Flächen klein sind.
Eine Verringerung dieser Größenordnung hat weitgehend unbekannte Konsequenzen für die biologische Vielfalt, bedeutet jedoch weniger verfügbare Energie für die Arten, aus denen das komplexe Nahrungsnetz der Erde besteht. Der Verlust von hochfruchtbarem Land für die Landwirtschaft setzt auch andere Mittel unter Druck, um den Nahrungs- und Faserbedarf einer wachsenden Bevölkerung zu decken. Auf lokaler Ebene kann die Urbanisierung die NPP erhöhen, jedoch nur dort, wo die natürlichen Ressourcen begrenzt sind. Sie bringt Wasser in Trockengebiete, und „urbane Wärmeinseln“ verlängern die Vegetationsperiode am Stadtrand in kalten Regionen. Diese Vorteile gleichen jedoch nicht die insgesamt negativen Auswirkungen der Urbanisierung auf KKW aus.
NASA-Wissenschaftler entwickelten die Stadtlichterkarte, und der U.S. Geological Survey verwendete eine Technik, um die Daten des Normalized Difference Vegetation Index zu erstellen. Zu den Forschungspartnern zählen das Earth System Science Interdisziplinäre Zentrum der University of Maryland, der World Wildlife Fund und das Center for Conservation Biology der Stanford University.
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
