缺水的城市需要人与自然相结合的基础设施

密歇根州立大学的可持续发展科学家采取了全面的方法,发现仅凭人类的建设并不能使城市水生态系统服务可持续

大古力大坝溢洪道。由David Brodbeck从西雅图,WA,授权CC by 2.0

在全球范围内规模和需求都在增长的城市中,可持续性受到了水坝和水处理设施的灰色限制。在本周的自然的可持续性,bob体育登录密歇根州立大学科学家的一BOB体育项研究提倡绿色环保,以确保水的供应。

科学家们采用了新颖的方法,仔细研究了全球317个城市是如何获得淡水和其他邻近和遥远的生态系统服务的。事实证明,高调建造的基础设施——人工取水的方式会降低水质,从源头破坏供水。

致可持续发展科学家刘建国“杰克”,这项研究再次证明,需要平衡人类的需求和自然的影响。本文阐明了建设基础设施和绿色基础设施之间的微妙平衡,并为政策制定者提供了解决两者需求的方法。

密歇根州立大学雷切尔·卡森可持续发展主席兼系统集成与可持续发展中心主任刘说:“在一个已经被水不安全和气候变化所标志的时代,为快速发展的城市提供充足的水,需要一种整体耦合的人类和自然系统方法。”“仅仅设计输水的方法是不够的。你还必须了解大自然的反应,以及它能提供什么。”

城市将人类的意志强加于水供应上,不仅有水坝和处理设施,还有

屏幕截图2021-10-08下午3:09.24
淡水生态系统服务功能在城市与源流域之间流动。淡水ES从源流域流向城市。无论是水源流域还是城市,都存在着自然基础设施与人类活动的相互作用。城市与水源流域相连,通过溪流和/或人工水道接收淡水ES。

“不透水表面”是指坚硬的区域,如街道、屋顶和停车场,不允许水渗入地下。当水进入雨水沟和河流时,它就带着污染物。该小组部署了metacoupling框架这是一个新的集成工具,可以让研究人员系统地了解远近的人与bob体育登录自然的相互作用。这一框架将可持续发展科学从单独关注特定地方扩展到跨越邻近和遥远地方的人与自然互动。

这在水的问题上尤其重要,因为城市往往从很远的地方取水,有时在这个过程中会造成困难,这可能会破坏他们所渴望的水源。

自20世纪初以来,向城市供水的近90%的流域水质下降,这直接影响到城市的饮用和娱乐用水。

“我们的研究结果表明,自然基础设施,如受保护的森林和湿地,已经在维持城市淡水流动以及提高现有建筑基础设施的性能方面发挥了重要作用,”他说Min Gon Chung他是“维持全球城市淡水生态系统服务的自然基础设施”论文的第一作者。

Chung最近在密歇根州立大学获得博士学位,是加州大学默塞德分校的博士后研究员,他补充说:“随着大坝和引水渠等基础设施的建设,城市不仅越来越依赖周围的流域,而且越来越依赖遥远的流域,建筑基础设施和自然基础设施之间的关系变得更加复杂。”bob体育登录

除了用于饮用和娱乐的淡水外,自然基础设施还提供许多与淡水相关的其他生态系统服务,如调节沉积物、缓解洪水和水力发电。

合著者说:“这篇论文将为人类社会网络开发的分析技术应用于这些生态系统的‘社会网络’。肯尼斯·弗兰克密歇根州立大学社会计量学基金教授。“就像人类可以由许多朋友以不同的方式支持一样,一个城市也可以由许多流域的淡水生态系统服务来支持。这项技术使我们能够估计生态系统服务是由于流域的特征,如森林覆盖,城市的特征,如城市人口,还是两者的特征,如从流域到城市的距离。”

这项工作可以帮助指导政策制定者在水的供应链中有效地整合森林和流域的绿色,并通过公园和绿色屋顶为城市带来更多的绿色。

除了刘,钟和弗兰克,他们是CSIS的成员,这篇论文是由托马斯·迪茨另一位CSIS成员、社会学及环境科学与政策教授;土木与环境工程副教授亚杜·波克雷尔(Yadu Pokhrel)。这项工作得到了国家科学基金会、密歇根农业生物研究和可持续密歇根捐赠项目的支持。bob体育登录

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