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.(odnośnik otworzy się w nowym oknie). 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”.
