1950, minder dan een derde van de wereldbevolking woonde in steden. Tegenwoordig doet meer dan de helft dat. Tegen 2050, stedelijke gebieden zullen de thuisbasis zijn van ongeveer tweederde van de menselijke bevolking op aarde.

"Deze schaal en het tempo van verstedelijking is nog nooit gezien in de menselijke geschiedenis, " stelt een nieuw rapport, Duurzame stedelijke systemen:een lange termijn onderzoeksagenda voor convergentie formuleren.

Het document is geschreven door leden van de National Science Foundation (NSF) Advisory Committee for Environmental Research and Education's (AC-ERE) Sustainable Urban Systems Subcommittee, voorgezeten door bioproducten en biosysteemingenieur Anu Ramaswami van de Universiteit van Minnesota. Het dient als leidraad voor de richting die het onderzoek naar steden vandaag en in de toekomst zou kunnen uitgaan.

We leven op een stedelijke planeet, volgens het AC-ERE-rapport, een waar steden, hoewel het slechts 3 tot 4 procent van het landoppervlak van de aarde beslaat, beïnvloeden het welzijn van mens en milieu op schalen van lokaal tot mondiaal.

Het doel van duurzame stedelijke systemen

Hoe bereiken we het doel van duurzame stedelijke systemen? "Het AC-ERE-rapport is een uitstekende basis voor nieuwe wetenschappelijke samenwerkingen over hoe steden functioneren, hoe ze groeien, en hoe ze de komende decennia duurzaam kunnen worden beheerd, " zegt aarde- en milieuwetenschapper Tony Janetos van de Boston University, en voorzitter van de AC-ERE.

Om de volgende generatie onderzoek naar duurzame stedelijke systemen te ontwikkelen, stelt het rapport, "Er is een veel bredere en langere onderzoeksagenda nodig."

voegt Leah Nichols toe, voorzitter van de NSF-werkgroep voor milieuonderzoek en -onderwijs, "Huidige en vroegere NSF-investeringen hebben een sterke basis gelegd voor de onderzoeksagenda die in het rapport wordt geschetst. Programma's zoals Innovations at the Nexus of Food, Energie- en watersystemen; Slimme en verbonden gemeenschappen; en wetenschap, Engineering en Education for Sustainability hebben interdisciplinaire projecten ondersteund met verstrekkende resultaten."

Nu is het moment

Veranderende stedelijke gebieden "bieden een historische kans om het welzijn van mens en milieu te verbeteren, lokaal en wereldwijd, " staat in het AC-ERE-rapport.

"Onderzoekers, industrieleiders en beleidsmakers erkennen een tijdgevoelige kans om een ​​nieuwe convergentiewetenschap van duurzame stedelijke systemen te ontwikkelen die multischaal, transdisciplinair, en bevordert partnerschappen tussen wetenschap, beleid en gemeenschap om wegen naar een duurzamere stedelijke toekomst te identificeren."

Steden:tweesnijdend zwaard

Weinig uitdagingen zijn dwingender dan hoe steden duurzaam te maken, zeggen AC-ERE-leden.

In de VS, stedelijke gebieden herbergen ongeveer 80 procent van de menselijke bevolking van het land en genereren 85 procent van het bruto binnenlands product, waardoor ze cruciaal zijn voor de lokale en nationale welvaart, veiligheid en welzijn, het rapport stelt.

Terwijl steden en hun voorsteden de motoren van innovatie zijn, ze hebben ook te maken met problemen als veroudering en ontoereikende infrastructuur; risico's voor de gezondheid van de mens door vervuiling, slechte voeding en zittende levensstijl; kwetsbaarheid voor rampen en extreme gebeurtenissen, zoals orkanen Harvey, Irma, en de recente bosbranden van Maria en Californië; en ongelijkheid in economische kansen.

'Grensoverschrijdende stromen' vanuit steden

Het beeld compliceren, wat er in een stad gebeurt, blijft niet in een stad.

Grensoverschrijdende stromen van mensen, natuurlijke bronnen, en goederen en diensten, evenals afval en vervuiling, verplaatsen van plaats naar plaats via handelsnetwerken, infrastructuur en informatie. De effecten reiken tot ver buiten de stadsgrenzen, meldt het AC-ERE-rapport.

Het energieverbruik in steden draagt ​​bij aan meer dan 70 procent van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen. De watervoorziening van slechts 50 procent van 's werelds grootste stedelijke gebieden is gebaseerd op stroomgebieden die een groot deel van het aardoppervlak beslaan:41 procent.

Regionale luchtvervuiling door steden is een factor in meer dan 6,5 miljoen vroegtijdige sterfgevallen per jaar wereldwijd. Waterstress en weersextremen, zoals warmte, koude en overstromingen, mensenlevens en economieën beïnvloeden in steden van Bangkok tot New York, Phoenix naar Chicago. En de regio's om hen heen.

Geen stad is een eiland.

Het bevorderen van de volgende generatie duurzame stedelijke systeemwetenschap

Wetenschappers hebben nieuwe gegevens nodig, methoden en theorieën die de interacties tussen mensen beoordelen, technologie, infrastructuur en natuurlijke systemen om te begrijpen hoe steden functioneren en veranderen, volgens het AC-ERE-rapport.

De wetenschap van stedelijke systemen van de volgende generatie vereist dat onderzoekers stedelijke gebieden bestuderen op manieren die huizen, bedrijven en gemeenschappen op effecten op regionale en mondiale schaal, de auteurs van het rapport geloven.

Wetenschappers moeten zoeken naar overeenkomsten in grootstedelijke gebieden waardoor steden van elkaar kunnen leren, vermeldt het document. En onderzoekers moeten samenwerken met leden van de gemeenschap, stadsmanagers, lokale overheidsfunctionarissen, en vertegenwoordigers van de industrie om kennis te produceren die praktisch en nuttig is.

Specifieke vragen die het rapport aanhaalt:Hoe zullen innovatie en nieuwe technologieën, zoals zelfrijdende elektrische voertuigen, steden transformeren? Hoe maken we steden veiliger, rampbestendig en gezond?

Onze collectieve toekomst hangt af van het vinden van antwoorden. Wij moeten weten, zeggen de leden van de AC-ERE, hoe om te gaan met het leven op een planeet die steeds meer verstedelijkt. Of we er nu klaar voor zijn of niet, de uitdaging is hier.