Från en ledig tomt i ett fördärvat kvarter springer prydligt kammade växtrader in av grannarna. De vårdar noggrant den här lilla biten mark och bland de trista byggnaderna växer en grön fläck. Att odla marken kan ha börjat som ett sätt att förena en stadsdel; att ge plats stolthet, eller så kan det vara ett projekt av en lokal gymnasieskola att lära ut landvård.
Fenomenet urbana jordbruk har vuxit genom åren av många skäl, var och en specifik för den tomt eller tak som den täcker. Även om de flesta av fördelarna med dessa ansträngningar verkar vara begränsade och mycket lokala, när de tas tillsammans uppstår en betydande miljöpåverkan från dem.
Nu har ett team av forskare under ledning av Arizona State University och Google bedömt värdet av urbant jordbruk och kvantifierat dess fördelar i global skala. De rapporterar sina resultat i "A Global Geospatial Ecosystems Services Estimate of Urban Agriculture, " i det aktuella numret av Jordens framtid .
"För första gången, vi har ett datadrivet tillvägagångssätt som kvantifierar ekosystemets fördelar från urbant jordbruk, "sa Matei Georgescu, en ASU-docent i geografiska vetenskaper och stadsplanering och motsvarande författare till uppsatsen. "Våra uppskattningar av ekosystemtjänster visar potential för miljontals ton livsmedelsproduktion, tusentals ton kvävebindning, miljarder kilowattimmar av energibesparingar och miljarder kubikmeter undviken stormavrinning från jordbruket i stadsområden."
Forskarna analyserade den globala befolkningen, urban, meteorologiska, terräng, och Food and Agricultural Organization (FAO) datauppsättningar i Google Earth Engine för att komma till deras globala uppskattningar. De aggregerade dem sedan efter land.
Övergripande, forskarna uppskattade det årliga värdet av fyra ekosystemtjänster från befintlig vegetation i stadsområden till cirka 33 miljarder dollar. I detta scenario, de räknade med en årlig livsmedelsproduktion på 100 till 180 miljoner ton, energibesparingar på 14 till 15 miljarder kilowattimmar (isoleringsegenskaper från jord på tak), kvävebindning mellan 100, 000 till 170, 000 ton och undvek stormavrinning på 45 till 57 miljarder kubikmeter årligen.
Med ett intensivt urbant jordbruk, forskarna uppskattar att det totala årliga värdet av urbant jordbruk kan vara så mycket som $80 till $160 miljarder. Viktigt, urbant jordbruk kan hjälpa en värld som kan möta framtida utmaningar inom industriellt jordbruk till följd av klimatförändringarna.
"Vi har vetat att det finns fördelar med att ha dessa små tomter i våra städer, men vi fann att fördelarna sträcker sig långt utöver att ha färsk mat i händerna på dem som kommer att konsumera den, " förklarade huvudförfattaren Nicholas Clinton från Google, Inc.
"Genom att integrera över element som består av mat-energi-vatten-sambandet, vårt arbete kännetecknar ekosystemtjänsternas heterogena karaktär. Det är en jämförelse global bedömning, "tillade Georgescu, som också är senior vetenskapsman vid Julie Ann Wrigley Global Institute of Sustainability vid ASU.
Förutom Georgescu och Clinton, medförfattare till tidningen är Albie Miles från University of Hawaii; Peng Gong från Tsinghua University, Peking; ASU doktorander Michelle Stuhlmacher, Nazli Uludere och Melissa Wagner; och Chris Herwig från Google.
Stadsjordbrukets fulla effekt
"Den mest uppenbara fördelen med urbana jordbruk är att det förbättrar tillgången till hälsosam mat, " sa medförfattaren Michelle Stuhlmacher. "Förutom att överväga avkastning, vår analys utvärderar de potentiella ekosystemtjänsterna - såsom urban kvävefixering, pollinering, biologisk bekämpning av skadedjur, kontroll av skadligt dagvattenavrinning och energibesparing - som är ett resultat av urbant jordbruk."
Arbetet, forskarna säger, ger mer än en redovisning av effekten av urbant jordbruk i ett scenario. Det kan användas som ett verktyg för framtida bedömningar av det föränderliga urbana jordbrukslandskapet för att bättre förstå avvägningar mellan stadsdesignstrategier.
"Värdet av detta tillvägagångssätt för det globala samhället - forskning, statliga organisationer, politiska grupper - är att det ger lokala intressenter en kvantitativ ram som de själva kan använda. Till exempel, de kan bedöma lokala implikationer av olika scenarier för utbyggnad av stadsjordbruk baserat på nuvarande eller beräknad urban omfattning, nuvarande eller projekterad byggnadshöjd och fasader, olika avkastning, etc., som alla är specifika för den aktuella platsen, " förklarade Clinton.
"De globala uppskattningarna som vi tillhandahåller är användbara eftersom de ger ett riktmärke för andra forskare men de samhälleliga fördelarna sträcker sig långt utöver det på grund av implementeringen av Googles Earth Engine -plattform, ", tillade Georgescu. "Vem som helst på planeten som vill veta om och hur mycket urbant jordbruk kan försörja sin lokalitet kan nu göra det med hjälp av öppna data och kod som medföljer tidningen."
Ser man på framtiden för urbant jordbruk, Clinton sa att länder som har mest incitament att uppmuntra det delar två primära egenskaper - tillräckligt stor stadsyta, och en nationell blandning av grödor som lämpar sig för stadsodling.
"Relativt tempererat, utvecklade länder eller utvecklingsländer med rätt blandning av grödor förväntas ha de största incitamenten för urbant jordbruk, "sa han." Dessa skulle inkludera Kina, Japan, Tyskland och USA."
Att se hela bilden
"Analys av sambandet mat-energi-vatten ger ibland intrycket att fördelarna är koncentrerade till ett ställe och kostnaderna på ett annat, sa Tom Torgersen, programdirektör för National Science Foundations (NSF) Water, Hållbarhets- och klimatprogram, som stödde forskningen. "Men det är inte alltid fallet. Stadsjordbruk, till exempel, är en underutvecklad industri som kan producera mat, binda urbant kväve, generera energibesparingar, hjälpa till att dämpa stadsklimatet och minska dagvattenavrinning, samt ge mer näringsrik mat."
