Новые картографические методы, разработанные исследователями из Национальной лаборатории Ок-Риджа Министерства энергетики, могут помочь городским планировщикам свести к минимуму воздействие на окружающую среду потребностей городов в воде и энергии на экологию окружающих рек.
В анализе, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, группа под руководством ORNL использовала геопространственное моделирование с высоким разрешением для количественной оценки воздействия земельных, энергетических и водных инфраструктур на реки и ручьи страны.
Использование данных о речном стоке из U. S. Geological Survey исследователи нанесли на карту изменения в естественной гидрологии, чтобы оценить, как развитие инфраструктуры и конкуренция за водные ресурсы влияют на окружающую среду в национальном масштабе. Их сказал ведущий автор Райан Макманамей, водный эколог из отдела наук об окружающей среде ORNL и Института городской динамики. В исследовании рассчитано воздействие на 1 223 вида рыб, мидий и раков. По крайней мере, 260 из них уже вымерли, а многие из оставшихся классифицируются как находящиеся под угрозой исчезновения.
Кроме того, исследователи провели тематические исследования в пяти городах США, Атланте; Ноксвилл, Теннесси; Феникс и Тусон, Аризона; и Лас-Вегас путем создания региональных моделей для характеристики географических переменных и изоляции влияния городов на землю, энергию и воду от окружающего ландшафта.
"Города оказывают перекрывающееся воздействие на окружающую среду, и мы хотим понять, сколько энергии потребляет один город или какой вклад в общую картину вносят его земельный покров и производство электроэнергии", - сказал Макманамей.
В пяти городах преобразование городских земель негативно повлияло на большую общую длину ручья, чем любой другой рассматриваемый фактор, включая производство электроэнергии. Строительство дорог, зданий и других непроницаемых поверхностей изменяет естественный водный цикл, вытесняет воду для сообществ, расположенных ниже по течению, и может угрожать потерей богатых и разнообразных водных видов.
«Преобразование городских земель и производство электроэнергии являются важными проблемами для городов, поскольку их воздействие будет расти по мере того, как города продолжают развивать свою инфраструктуру», - сказал соавтор ORNL и директор Института городской динамики Будхендра Бхадури.
Анализ показал, что воздействие на экосистему не было прямо пропорционально численности населения, что указывает на то, что более крупные города не обязательно оказывают большее влияние на водную жизнь. Авторы подчеркивают важность сотрудничества между городами для разработки местной политики и лучшего управления их влиянием на региональные экосистемы, поскольку многие земельные, энергетические и водные инфраструктуры контролируются местными органами власти и коммунальными службами.
«И источник, и решение глобальных экологических проблем могут находиться в руках городов. К сожалению, изменения, которые мы обсуждаем, очень преобразующие и недешевые», - сказал Макманамей. «Наша цель здесь - дать городам возможность, так сказать, взглянуть на общую картину и создать показатели, которые помогут им перейти к более экологически безопасной политике по мере их дальнейшего развития».