Nya internationella avtal förbinder alla FN:s medlemsländer att lösa mänsklighetens största utmaningar under de närmaste decennierna, från att eliminera extrem fattigdom och ohälsosamma levnadsvillkor till att ta itu med klimatförändringar och stoppa miljöförstöring.

Men hur vi ska uppnå dessa extraordinära mål på så kort tid är fortfarande en stor utmaning.

Enligt en ny tidning som publicerades denna vecka i PNAS , att skapa en kvantitativ och systematisk förståelse för hur städer genererar välstånd och bättre levnadsvillkor för sina invånare skulle vara ett stort steg framåt.

"De processer för mänsklig utveckling och ekonomisk tillväxt som städer och urbanisering vanligtvis släpper lös är det enda sättet vi känner för att generera en sådan monumental förändring så snabbt, säger Luís Bettencourt, en professor vid Santa Fe Institute och en av de ledande författarna till studien. "Men vi vet också att utvecklingsprocesser i städer kan skapa många fruktansvärda oavsiktliga konsekvenser, inklusive försvagande ekonomisk ojämlikhet och miljöförstöring."

För att få en kvantitativ ögonblicksbild av utvecklingsprocesser i snabbt urbaniserande nationer på olika skalor – från stadsdelar till nationer – analyserade forskare från Santa Fe Institute och Arizona State University data på grannskapsnivå i flera länder i Afrika och Latinamerika.

Författarna föreslår ett enkelt index som kan mäta framsteg konsekvent. I studien, de visar hur detta index fångar utvecklingsprioriteringar uttryckta i undersökningar av invånarna i 677 slumområden i 10 nationer och kan också mätas med hjälp av tillgängliga data från folkräkningar i länder som Brasilien och Sydafrika. Detta tillvägagångssätt avslöjar hur kvantiteter som hushållsinkomst, tillgång till grundläggande tjänster, och permanenta bostäder förändras systematiskt från stad till stad och stadsdel till stadsdel.

"När man mäter hållbar utveckling systematiskt, du upptäcker att människor vanligtvis har högre inkomster och mer tillgång till tjänster i större städer, " säger Bettencourt. "Du ser att stora städer skapar förbättrade levnadsvillkor inom sina nationer som sedan sprider sig till andra platser. Men du hittar också systematiska stora ojämlikheter, när man tittar på det grannskap för grannskap."

När forskarna jämförde indexpoäng över stadsdelar, de hittade en konsekvent bild av rumsligt segregerade rika och fattiga stadsdelar, vilket framstår som mest uttalat i städer som precis börjat klättra på utvecklingsstegen.

"Vissa orättvisor är till en viss grad, oundviklig, " säger Christa Brelsford, tidningens första författare. Vid tidpunkten för forskningen, hon höll ett postdoktoralt stipendium genom Arizona State University och Santa Fe Institute. Hon är nu Liane Russell-stipendiat vid Oak Ridge National Laboratory. "Det kommer alltid att finnas människor och platser med tillgång till "bara lite mer", men vi fann att graden av ojämlikhet mellan tillgång till bostäder och tjänster varierar mycket mellan olika städer."

Brelsford tillägger att "genom att direkt mäta heterogenitet i infrastrukturtillgång, vi kan tillhandahålla en allmän modell för hur man stödjer mer rättvist, rättvis, och hållbar utveckling som är förenlig med FN:s mål för hållbar utveckling."

För att hjälpa till att lösa de största utmaningarna med hållbarhet i städerna under våra liv, tidningen efterlyser systematiska analyser i fler städer över hela världen, kompletteras med nya uppgifter och ytterligare mål.

Författarna tror att sådana konsekventa och systematiska analyser nu är möjliga och utgör ett kritiskt första steg mot att uppnå hållbarhetsmål som ställts upp av enskilda städer, samt FN:s mål för hållbar utveckling och New Urban Agenda.

Läs tidningen, "Heterogeniteten och omfattningen av hållbar utveckling i städer, " i veckans specialinslag av PNAS ägnas åt Hållbarhet i en urbaniserande planet .