Afbeelding tegoed: NASA
Hoewel steden een vitale leefomgeving zijn voor mensen om te gedijen, lijkt het erop dat Amerikaanse steden zijn gebouwd op de meest vruchtbare bodems, waardoor de bijdragen van deze landen aan het voedselweb en de menselijke landbouw van de aarde verminderen, volgens een onderzoek van NASA-onderzoekers en anderen.
Hoewel steden slechts 3 procent van het continentale landoppervlak van de Verenigde Staten uitmaken, is het voedsel en de vezels die daar kunnen worden verbouwd in tegenspraak met de huidige productie op alle Amerikaanse landbouwgronden, die 29 procent van het land beslaan. Marc Imhoff, NASA-onderzoeker en hoofdauteur van een actueel artikel, en co-auteur Lahouari Bounoua, van NASA en University of Maryland, College Park, voegde eraan toe dat mensen zich door de geschiedenis heen hebben gevestigd in gebieden met de beste landen voor het verbouwen van voedsel.
"Verstedelijking volgt landbouw - het is een natuurlijk en belangrijk menselijk proces", zei Imhoff. Door de geschiedenis heen bracht hoogproductieve landbouwgrond voedsel, rijkdom en handel naar een gebied, wat allemaal nederzettingen bevorderde.
'Verstedelijking is geen slechte zaak. Het is een erg handige manier voor samenlevingen om samen te komen en bronnen te delen, '' zei Bounoua. 'Maar het zou beter zijn als het gepland was in combinatie met andere omgevingsfactoren.' Studies zoals deze, die in het huidige nummer van Remote Sensing of Environment verschijnen, kunnen in de toekomst leiden tot slimmere strategieën voor stedelijke groei.
De onderzoekers gebruikten twee satellieten die een combinatie bieden van aardobservatiegegevens overdag en 's nachts en een biofysisch computermodel om schattingen af te leiden van de jaarlijkse Net Primary Productivity (NPP). NPP meet de plantengroei door de snelheid te beschrijven waarmee planten koolstof uit de atmosfeer gebruiken om door middel van fotosynthese nieuw organisch materiaal op te bouwen. NPP voedt het complexe voedselweb van de aarde en kwantificeert hoeveelheden koolstofdioxide, een broeikasgas, dat planten uit de atmosfeer verwijderen.
Gegevens over nachtverlichting van het Defense Meteorological Satellite Program en een vegetatieklassificatiekaart gemaakt door NASA's Goddard Institute of Space Studies, New York, werden gebruikt om stedelijke, perifere en niet-stedelijke gebieden in de Verenigde Staten weer te geven. Op deze manier berekenden de onderzoekers de omvang en locaties van Amerikaanse stedelijke en landbouwgrond.
Daarnaast werden waarnemingen van het Advanced Very High Resolution Radiometer-instrument, aan boord van de polaire satellieten van de National Oceanic and Atmospheric Administration, gebruikt om de genormaliseerde differentiële vegetatie-index te berekenen. Deze index is een maat voor de gezondheid van planten, gebaseerd op het principe dat planten zonnestraling absorberen in het rode deel van het spectrum van zonlicht dat wordt gebruikt voor fotosynthese tijdens plantengroei. Deze gegevens werden vervolgens ingevoerd in een computermodel van de Stanford University om NPP af te leiden.
Het computermodel creëerde een potentieel pre-stedelijk Amerikaans landschap, dat werd gebruikt om de reductie van NPP als gevolg van de huidige transformatie van stedelijk land te vergelijken en te schatten.
Voor de continentale Verenigde Staten zijn moderne steden, vergeleken met het voorstedelijke landschap, verantwoordelijk voor een jaarlijkse daling van 1,6% van de NPP. Dit verlies compenseert de winst in NPP van 1,8 procent per jaar door toegenomen landbouwgrond. Het resultaat is opvallend, gezien het kleine gebied dat steden beslaan ten opzichte van landbouwgebieden.
Een vermindering van deze omvang heeft grotendeels onbekende gevolgen voor de biologische diversiteit, maar het vertaalt zich in minder beschikbare energie voor de soorten die deel uitmaken van het complexe voedselweb van de aarde. Het verlies van zeer vruchtbare landbouwgrond zet ook andere middelen onder druk om in de voedsel- en vezelbehoeften van een toenemende bevolking te voorzien. Op lokale schaal kan verstedelijking NPP doen toenemen, maar alleen als de natuurlijke hulpbronnen beperkt zijn. Het brengt water naar droge gebieden en "stedelijke hitte-eilanden" verlengen het groeiseizoen rond de stadsrand in koude gebieden. Deze voordelen compenseren echter niet de algehele negatieve impact van verstedelijking op NPP.
NASA-wetenschappers ontwikkelden de stadslichtkaart en de U.S.Geological Survey gebruikte een techniek om de genormaliseerde Difference Vegetation Index-gegevens te creëren. Onderzoekspartners zijn onder meer het Interdisciplinair Centrum voor Aardwetenschappen van de Universiteit van Maryland, het Wereld Natuur Fonds en het Centrum voor Conservatiebiologie aan de Stanford Universiteit.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
