Innowacyjne, matematyczne modele i podejścia dla poprawy jakości zielonej przestrzeni i ekosystemów w miastach
W nadchodzących dziesięcioleciach rozbudowa miast, wzrost ich populacji, rosnący wskaźnik zagęszczenia ludności oraz zmiany demograficzne i klimatyczne wpłyną na produkcję i zużycie miejskich usług ekosystemowych, czyli pośrednich i bezpośrednich korzyści, jakie ludzkość czerpie ze środowiska naturalnego. Przykładami takich usług ekosystemowych może być zapewnianie pożywienia i siedlisk dla dzikiej fauny, zapylanie roślin uprawnych, poprawa jakości wody, formowanie gleby i regulacja temperatury, zapobieganie erozji i powodziom, a także szeroko rozumiane korzyści kulturowe, wartość estetyczna i możliwości rekreacji. Dynamika wzajemnych oddziaływań między ludźmi, systemami wodnymi i ekosystemami „Decyzje dotyczące rozwoju, podejmowane bez uwzględnienia takich korzyści stwarzają ryzyko nieumyślnego uszkodzenia tych systemów i odebranie dostępu do źródeł wartościowych usług”, mówi prof. Pierluigi Claps, koordynator finansowanego przez UE projektu ECO.G.U.S.. Spośród różnych usług ekosystemowych projekt obrał za cel miejskie obszary zielone (ang. green urban spaces, GUS). „Według nas różnego rodzaju obszary zielone, jak drzewa zasadzone przy drogach, parki i ogrody, a także obiekty hydrofitowe, zielone mury i dachy, są podstawowymi elementami w miejskim obiegu wody, energii i składników odżywczych oraz kluczowymi zasobami umożliwiającymi stworzenie zrównoważonych, elastycznych i zdolnych do adaptacji systemów miejskich”. Prace rozpoczęto od analizy różnych rodzajów GUS pod kątem mocnych i słabych stron oraz możliwości i zagrożeń. Pod uwagę wzięto również elementy składowe miejskiego obiegu wody, w tym czynniki biofizyczne, strukturalne i społeczne. Bardziej trwałe i elastyczne miasta dzięki perspektywie multidyscyplinarnej Zespół projektu ECO.G.U.S. opracował narzędzia naukowe, umożliwiające ilościową ocenę poziomu trwałości GUS i oferowanych przez nie korzyści w postaci usług ekosystemowych. Narzędzia te pozwolą stworzyć wytyczne i zestawić najlepsze praktyki zarządzania, aby zwiększyć liczbę obszarów GUS, poprawić ich jakość i usprawnić administracyjne procedury środowiskowe. Miejskie obszary zielone uważane są za najważniejsze źródło usług ekosystemowych, których właściwa ocena ilościowa wymaga określenia ilości energii, wody i dwutlenku węgla oraz zawartości składników odżywczych w glebie. Aby skwantyfikować usługi ekosystemowe oferowane przez obszary GUS, partnerzy projektu przyjęli dynamiczny, stochastyczny model ekohydrologiczny w odniesieniu do obszaru miejskiego w skali jednego drzewa. Model ten można wykorzystać w celu oszacowania potencjału usług ekosystemowych, takich jak efekt obniżania temperatury zapewniany przez korony drzew, sekwestracja dwutlenku węgla w glebie lub gospodarka wody opadowej. W odniesieniu do zagadnienia gospodarki wodnej w mieście, wpisanego w szerszy kontekst gospodarowania obszarami GUS, badacze wykorzystali teorię układów dynamicznych. W rezultacie otrzymali formalny, stylizowany model matematyczny, zdolny do wychwytywania złożonych interakcji między obecnością zielonej infrastruktury, świadczeniem przez nią usług ekosystemowych, a populacją, która czerpie z nich korzyści. Projekt ECO.G.U.S jako jeden z pierwszych zastosował w odniesieniu do obszaru miejskiego stochastyczne podejście ekohydrologiczne i optymalną, stochastyczną kontrolę, których zadaniem jest reagowanie na gwałtowne i nieprzewidziane skutki zmian klimatu. Naukowcy określili także nowe wytyczne w odniesieniu do gospodarowania miejskimi obszarami zielonymi i stworzyli pierwszą, ogólnounijną grupę badawczą w dziedzinie ekohydrologii. Prof. Roberto Revelli, współpracujący z prof. Clapsem stypendysta programu „Maria Skłodowska-Curie”, dodaje, że projekt ECO.G.U.S. jest „silnie zakorzeniony w europejskich celach politycznych i Milenijnej ocenie ekosystemów przygotowanej przez ONZ”. Ta druga publikacja ocenia konsekwencje zmian ekosystemów dla dobrobytu ludzi. „Infrastruktura środowiskowa musi stać się bardziej elastyczna, a osoby i podmioty odpowiedzialne za gospodarowanie tego rodzaju obiektami mierzą się z poważnymi wyzwaniami, które powodowane są zachodzącymi nieustająco globalnymi zmianami środowiskowymi, gospodarczymi i społecznymi”, dodaje na koniec. „Dlatego potrzebujemy narzędzi, które pozwolą nam zrozumieć przyszłe konsekwencje, jakie mogą wyniknąć ze współcześnie dokonywanych wyborów”. Badania w ramach projektu ECO.G.U.S. przeprowadzono dzięki wsparciu z programu „Maria Skłodowska-Curie”.
Słowa kluczowe
ECO.G.U.S., miejskie, miejskie tereny zielone, usługi ekosystemowe, miasta, ekohydrologiczne, ekosystemy, gospodarka wodna
