I Brasilien, forskare undrar över socioekonomiska och miljömässiga indikatorer som inte stämmer. De är bekymrade över vad de kallar São Paulo Macrometropolitan Area, en megaregion som omfattar fem storstadsområden i delstaten São Paulo med totalt 180 kommuner, varav några tillhandahåller ekosystemtjänster medan andra får dem. Problemet är att den förra, som förser de andra med vatten, mat och kraftproduktion, lider av stora ojämlikheter när det gäller bristfällig mänsklig utveckling och bristande social integration.

"Stadscentra har alltid varit drivkrafter för ekonomisk utveckling, men ingen stad eller stad kan upprätthålla liv utan ekosystemtjänster som säkerställer tillgången på insatser så grundläggande som vatten, kraft och mat. För att detta ska vara fallet i hela den urbana strukturen i det makrometropolitiska området, det borde finnas ömsesidighet mellan städerna där, men istället visar vår analys stora asymmetrier som tenderar att försämra eller försumma detta utbyte, sa Leandro Giatti, en professor vid University of São Paulos School of Public Health (FSP-USP).

Giatti är en av flera forskare som är involverade i ett tematiskt projekt om miljöstyrning i São Paulo Macrometropolitan Area, och sista författare till en studie publicerad i Journal of Cleaner Production om fenomen som kritiserats av författarna som exempel på miljöorättvisor i relationerna mellan städer i området.

Forskarna delade in de 180 städerna i fyra grupper, varav tre betraktades som mottagare och en fjärde klassades som tillhandahållare. Mottagarna fanns i delstatens huvudstad nära kusten eller i det inre, och en av dessa grupper kallades "utvecklade mottagare". Leverantörerna var enligt definitionen ovan. "Utvärdering av utveckling och förvaltning av vatten, makt och mat är alltid baserad på ekonomi, men det är ett pussel eftersom siffrorna inte går ihop. I området, det finns 34 miljoner människor som behöver vatten, kraft och mat för att överleva. Även branschen behöver dessa faktorer. Det är viktigt att inkludera sådana komplexiteter i planer på att utveckla området, sa Giatti.

Macrometropolitan Area i São Paulo har cirka 34 miljoner invånare. Det omfattar området Paraíba Valley, och São Paulo, Campinas, Sorocaba, och Santos storstadsområden. Delstaten São Paulo har urbaniserats stadigt sedan 1950-talet, ofta på ett oorganiserat sätt. Efterfrågan på blågrön infrastruktur har ökat dramatiskt, som har hot mot tillhandahållandet av ekosystemtjänster som vattenförsörjning, klimatreglering, och jordbildning för grönbältes livsmedelsproduktion. Blå infrastruktur hänvisar till floder, dammar, våtmarker, översvämningsslätter, och vattenreningsanläggningar, grön infrastruktur till träd, skogar, parker, och fält. Båda termerna kommer från stads- och markplanering.

"Många städer i São Paulo Macrometropolitan Area är beroende av allt mer avlägsna vattenkällor, klimatreglering, och jordbildning för grönbältes livsmedelsproduktion. Detta leder till orättvisor, " Sa Giatti. "Lösningen är korrekt planering för leverantörer av livstöd. Detta kan ta formen av kommunala planer eller storskaliga ingenjörsprojekt för att leverera vatten, kraft och mat."

Vinnare och förlorare

São Caetano do Sul och Natividade da Serra är bland flera exempel som lyfts fram av författarna till studien för att illustrera skillnaden mellan leverantörer och mottagare av ekosystemtjänster. Den förra är mycket urbaniserad, med väldigt lite blågrön infrastruktur, men en av de främsta städerna i Brasilien när det gäller dess mänskliga utvecklingsindex (HDI). Natividade är en leverantör av ekosystemtjänster med en liten befolkning och en mycket dålig HDI.

Enligt författarna, Att bedöma de kombinerade fördelarna med blågrön infrastruktur i stadsrum är viktigt som en anpassningsstrategi för att förbättra naturresursförvaltningen och stödet för ekosystemprocesser och -funktioner.

"Studien ger en omfattande förståelse av komplexa urbana system genom att beakta miljörättvisa och synergieffekter mellan vatten-energi-mat. Dess huvudsakliga syfte är att tilltala offentliga beslutsfattare. Betalning för ekosystemtjänster ses ofta som en lösning eller magisk formel, men avvägningar och bieffekter av beslut på detta område bör alltid beaktas. Det tillvägagångssätt som vi använde för att analysera de 180 kommunerna i São Paulo Macrometropolitan Area gav oss denna mer heltäckande bild, " sa Lira Luz Benites-Lazaro, en forskare vid FSP-USP och en medförfattare till studien.

Forskarna använde maskininlärningsteknik för att korrelera 19 socioekonomiska och miljömässiga indikatorer för de 180 kommunerna. "De många städer som kräver mer vatten för att generera elektricitet och för att producera mat har klart bättre livskvalitet. De med sämst levnadsvillkor var också de som hade störst mängd växttäcke i proportionellt sett, sade Mateus Henrique do Amaral, första författare till studien.

Vatten-energi-mat koppling

Studien bidrar också till en bättre förståelse av komplexa urbana system baserade på miljörättvisa och synergier mellan vatten-energi-mat. Enligt FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO), jordbruket är världens största konsument av sötvattenresurser, och livsmedelsproduktionen och leveranskedjan står för över en fjärdedel av den globala energiförbrukningen.

Mata världens befolkning, som beräknas nå 9 miljarder år 2050, kommer att kräva en 60% ökning av livsmedelsproduktionen, vilket kommer att leda till ökad vatten- och energiförbrukning.

Forskarna har också genomfört studier av förhållandet mellan sockerrör och etanol med samma tillvägagångssätt. "Analysen tar oss till en diskussionsnivå om hållbarhet som är mycket förenlig med hållbarhetsmålen [SDG] när det gäller de övergripande frågor som är involverade. Det räcker inte att ha en bra vattenförvaltningspolicy om du försummar den nödvändiga energin och matkompensationer, sa Giatti.

Att använda kopplingen vatten-energi-mat som ett ramverk för analys har blivit mycket vanligare över hela världen, särskilt sedan World Economic Forum 2011. "Egentligen är detta tillvägagångssätt mycket äldre än så, 700 år gammal och mer. Inkafolket i Peru planerade städer på basis av detta samband, till exempel, " sa Benites-Lazaro.