Тематические исследования интегративной городской экологии

Структура растительности против социально-экономического индекса в Балтиморе, штат Мэриленд (США)

В работе Grove and Burch (1997) подчеркиваются некоторые особенности того, как комплексный подход к изучению городских экосистем может привести к пониманию, невозможному с помощью одного дисциплинарного подхода. Grove and Burch (1997) исследовали взаимную связь между социальными дифференциациями (землепользование и жилищная стратификация) и структурой растительности. Их исследование сосредоточено на том, как пространственные модели развития городов и динамика землепользования влияют на циклы и потоки критических ресурсов (например, энергии, материалов, питательных веществ, генетической и негенетической информации, население, труд и капитал). Особое внимание было уделено тому, как дифференцированный доступ и контроль над критическими ресурсами влияет на структуру и функцию городских экосистем. Общий исследовательским районом был водораздел Гвиннс Фоллс в Балтиморе, штат Мэриленд (США), естественным образом определяемый как городское и сельское. Площадь водосбора, сочетая экосистемный / водосборный подход Бормана и Ликенса (1979) с теории социальной экологии и перспективы общинного лесоводства (например, Cernea, 1991). Степень урбанизация была определена с точки зрения землепользования и плотности населения. Исследование отличалось от обычного исследования экологической справедливости в том смысле, что они сосредоточены на воздействии рассеянного набора факторов (например, частные рынки, правительственные учреждения и местные жители) на протяжении целого водораздела, скорее, чем ограниченным набором факторов и условий окружающей среды, обычно связанных с источником загрязнения (например, Bullard, 1990).

Гроув и Берч разработали вегетативные и социально-экономические показатели для города Балтимор, чтобы исследовать связи между социокультурными и биофизическими паттернами и процессами в явное основание. Характеристика пятен в пределах водосбора была достигнута с использованием ограниченного числа репрезентативных показателей. Социокультурные показатели были получены из Бюро США. Перепись (на уровне блочной группы) и включенная социально-экономическая (на основе% профессиональных / управленческих работники, заработок домохозяйства и % с высшим образованием домохозяйства, % жилья, занимаемого владельцами), и этнические показатели (% небелого и иностранного происхождения), которые были использованы для получения «индекса социальной зоны». Растительность в этой области была описана одновременно основанный на том, была ли поверхность земли непроницаемой или нет (т.е. имел ли растительный покров) и наличие навеса. Одним из главных выводов Гроува и Берча было то, что после учета изменения в плотности населения, существует положительная связь между вероятностью сообщества содержать участки с деревьями и травой, и его уровнем доходов и образования. Это исследование использовало непрерывное определение «городского», основанное на плотности населения, социально-культурных переменных, таких как доход домохозяйства и уровень образования, а также наличие антропогенного ландшафта (например, наличие дорожного покрытия). Без этого многогранного определения Гроув и Берч был бы не в состоянии раскрыть связь между структурой окружения людей и их социально-экономическим статусом.

Городской водный баланс для части Ванкувера, Британская Колумбия (Канада)

Гидрология городских экосистем существенно отличается от многих других экосистем тем, что водопроводная вода, организованное водоотведение и изменения в инфильтрации из-за покрытия непроницаемых поверхностей и добавление воды из-за орошения. Гриммонд и Оке (1986) исследованы взаимосвязи между различными элементами гидрологического цикла и городскими условиями. Суточные, месячные и годовые компоненты водного баланса для водосбора в Ванкувере, Британская Колумбия (Канада), были сопоставлены с теми из сельской местности, чтобы выяснить последствия городского развития. Местом исследования был водосбор Окриджа, жилой район в Ванкувере. Наблюдения в водосбор включал суточные суммы воды, используемой домашними хозяйствами, количество осадков, еженедельно измерения влажности почвы, а также оценки емкости хранения воды в почве. Общий водный баланс (то есть, входные данные в сравнении с выходными данными в сравнении с изменениями в хранилище) был рассчитан для всего года, а также изменения в этих условиях на сезонной основе. Система состояла из двух основных компонентов: внутренняя система (подача водопроводной воды в дома и отвод сточных вод через канализацию) и внешняя система («модифицированная людьми» гидрологическая система, которая включала модификации поверхности покрытие, такое как удаление естественной растительности, мощение почвы, искусственные дренажные сети, сад ирригация, бассейны, уборка улиц, пруды, водохранилища и изменения осадков и суммарное испарение, вызванное воздействием городских изменений на климат).

Результаты показали важность понимания роли человеческого поведения и восприятия в общем водном балансе водосбора. В холодное полугодие общее потребление воды человеком был постоянным, и изменения в водном балансе могут быть отнесены к основным гидрологическим параметрам. Однако в течение летних месяцев структура водопользования была гораздо более изменчивой и связанные с преобладающими погодными условиями, ролью орошения во дворах и механизмом обратной связи между этими двумя факторами. Эта изменчивость обусловлена, прежде всего, тем, что жители ощущают необходимость дополнять осадки в периоды повышенных температур и / или солнечной радиации. Там была сильная статистическая связь между водопотреблением человеком и погодой - от 66 до 72% воды использование в этот период объяснялось только температурой воздуха; добавление количества дней поскольку осадки, влажность почвы и чистая радиация улучшили это до 85%. Авторы пришли к выводу, что вовлеченные процессы были чем-то большим, чем физическая причинно-следственная система; скорее система участие человека в принятии решений и действиях (поливать или не поливать двор), косвенно связанных с погодные условия через восприятие и оценку потребности в воде. Интерпретация результатов Выявлена ​​роль ирригации (особенно во дворе), преобладающих погодных условий (особенно эвапотранспирация) и сложная система обратной связи между поведением человека и биофизическим управления. Таким образом, это городское исследование связало человеческое население и поведение с использованием ресурсов.

Заключительные замечания

Большинство рассмотренных нами экологических документов были просто традиционными экологическими исследованиями растений или животных, проводившимися в городских условиях, когда люди считались факторами беспокойства. Тем не менее, городская экология косвенно признает роль, которую люди играют в развитии уникальных экосистем (Parlange, 1998), потому что урбанизация является как экологическим, так и социальным явлением. Следовательно, интеграция социальных и естественных наук в изучение городских экосистем имеет решающее значение. Экология - действительно междисциплинарная область (Walbridge, 1997). Одна трудность в этой интеграции заключается в том, что термин «городской» по-разному используется учеными-социологами. Социологи используют термин для обозначения районов с высокой плотностью населения, в то время как экологи используют термин более в широком смысле для обозначения областей, находящихся под воздействием человека.

По мере расширения исследований городских экосистем необходимость однозначного количественного определения городских становится более очевидным. Однако такое определение создает проблему. Хотя разработка прогнозного (априорного) способа определения городской среды может быть более желательной, чем текущий описательный (апостериорный) режим, вероятно, неосуществим по двум причинам. Прежде всего Этими причинами является тот факт, что описание городов зависит от вопроса исследования. Определенная городская переменная может существовать в неподходящем масштабе для некоторых вопросов. Например, переменная показателя: средняя высота здания, может существовать в слишком грубой шкале, чтобы быть полезной при ответе на вопрос типа «как динамика популяции почвенных нематод отличается в районах с асфальтированными дорогами по сравнению с грунтовыми дорогами?», хотя это может быть вполне уместно для такого вопроса, как «сделать монарх бабочки избегают областей с высокими зданиями во время миграции?». Во-вторых, граница между городская среда и окружающий ландшафт часто не ясны, а скорее градиент от все более и более нарушенная природная или сельскохозяйственная система к все более плотному ядру от пригородов до городов.

 Признавая эти трудности, мы рекомендуем, по крайней мере, рабочее определение «окружающая среда», которые будут включены в каждое исследование, включая подробную информацию о демографии, физическая география, социально-экономические и культурные факторы, которые могут потенциально объяснить существующие городские структура и прогнозирование траекторий городского роста. Описание городской среды должно быть максимально количественным, чтобы облегчить сопоставление исследований и областей, как понадобиться для повторения исследования в другом месте или в другое время. Мы предложили междисциплинарный подход, при котором экологи в значительной степени заимствуют из социальных наук, чтобы построить определение условий их исследования. Аналогичным образом, социологи выиграют от такого же последовательность в определении их систем обучения.

Несмотря на очевидную необходимость ориентирования экологических исследований на тех, в которых доминирует человек систем и особенно городских экосистем (McDonnell and Pickett, 1990), существует относительно немного исследовательская деятельность в этой области. Таким образом, существует беспрецедентная возможность для исследований в городских экосистем, особенно с учетом того, что урбанизация растет как по масштабам, так и по масштабам (Боткин и Беверидж, 1997). Однако без более количественного определения понятия «городской» прогресс в городской экологии будет медленно.

Благодарности Критики от Нэнси Гримм, Эми Нельсон и двух анонимных рецензентов улучшили рукопись. Этот документ является результатом проекта долгосрочных экологических исследований Национального Аризонского Фонда в Центральной Аризоне (Феникс) (DEB-9714833).