miniatura|350x350px| Central Park reprezintă un fragment de ecosistem într-un mediu urban mai extins. Ecologia urbană reprezintă un studiu științific al interacțiunii dintre organismele vii și mediul lor înconjurător, într-un mediu urban. Acesta se referă la zonele acoperite de clădiri rezidențiale și comerciale de înaltă densitate, suprafețe pavate și alți factori urbani, care, împreună, formează un peisaj unic, diferit de mediile studiate anterior, în domeniul ecologiei ,având ca scop realizarea unui echilibru între cultura umană și mediul înconjurător.
Comparativ cu ecologia în ansamblu, ecologia urbană este un domeniu de studiu recent. Metodele și studiile acesteia sunt asemănătoare și reprezintă o subcategorie a ecologiei, acordându-i-se o importanță tot mai mare, deoarece peste 50% din populația lumii trăiește astăzi în zonele urbane. În același timp se estimează că, în următorii patruzeci de ani, două treimi din populația lumii va trăi în centre urbane aflate în expansiune. Procesele ecologice din mediul urban sunt comparate cu cele existente în afara acestui context. Cu toate acestea, tipurile de habitate urbane și speciile care le populează sunt insuficient studiate. Adesea, explicațiile pentru fenomenele examinate în mediul urban, precum și estimarea schimbărilor cauzate de urbanizare, reprezintă baza cercetării științifice.
Istorie miniatura| Crearea unei importante grădini de apă curgătoare în centrul orașului Metz, la începutul anilor '70 , reprezentând materializarea unei lucrări ce aparține biologului francez, Jean-Marie Pelt “ în ecologia urbană. În trecut, ecologia acorda o atenție deosebită mediilor naturale „curate”, dar în anii ’70, mulți ecologiști au început să își îndrepte atenția spre interacțiunile ecologice care au loc și sunt provocate de mediile urbane. Cartea biologului francez, Jean-Marie Pelt, din anul 1977 The Re-Naturalized Human, publicația din 1994 a lui Brian Davis ,,Urbanization and the diversity of insects'', și articolul din anul 1979 aparținând profesorului Sukopp și alții. " The soil, flora and vegetation of Berlin's wastelands " sunt unele dintre primele publicații care confirmă importanța ecologiei urbane ca o formă aparte și distinctă de ecologie, în același mod în care se poate considera ecologia peisajului diferită de ecologia populației . În cartea publicată în anul 1986, Landscape Ecology, Forman și Godron observă mai întâi siturile urbane și peisajele din alte medii, divizându-le pe cele din urmă în cinci tipuri mari, repartizate în funcție de intensitatea influenței umane, de la medii naturale curate la centre urbane .
Ecologia urbană este recunoscută ca un concept divers și complex, aplicată în mod diferit în America de Nord și Europa. Aceasta studiază biota zonelor urbane, din punct de vedere al conceptului european, în timp ce conceptul nord-american a examinat în mod tradițional științele sociale care aparțin peisajului urban , precum fluxurile și procesele ecosistemului.
Metode Întrucât ecologia urbană este un subdomeniu al ecologiei, multe dintre tehnici sunt asemănătoare. Tehnicile de studiu ecologic au fost elaborate de-a lungul secolelor, dar multe dintre acestea, cele care aparțin ecologiei urbane, au fost actualizate recent. Metodele utilizate pentru studierea acestei ecologii implică tehnici chimice și biochimice, înregistrarea datelor meteorologice, cartografierea termică a teledetecției și site-urile de cercetare ecologică pe termen lung.
Tehnici chimice și biochimice Tehnicile chimice pot fi utilizate pentru a determina concentrațiile de poluanți și efectele acestora. Testele pot fi la fel de simple ca scufundarea unei benzi special fabricate pentru test, ca în cazul testării pH-ului, sau mai complexe, ca în cazul examinării variației spațiale și temporale a contaminării cu metale grele din cauza scurgerii industriale. În cadrul respectivului studiu particular, s-a prelevat ficatul păsărilor din multe zone ale Mării Nordului pentru a fi analizat și pentru a se extrage mercurul din interiorul acestuia. În plus, mercurul găsit în pene a fost extras atât din păsările vii, cât și din exemplarele muzeului, în vederea analizării concentrațiilor de mercur, pe parcursul mai multor decenii. Prin aceste două măsurători diferite, cercetătorii au avut posibilitatea de a prezenta o imagine complexă a răspândirii mercurului din cauza scurgerii industriale, atât spațiale cât și temporale.
Alte tehnici chimice includ teste pentru nitrați, fosfați, sulfați, etc., care sunt asociate în mod obișnuit cu poluanții urbani, cum ar fi îngrășămintele și subprodusele industriale. Aceste fluxuri biochimice sunt studiate în atmosferă (de exemplu, gaze cu efect de seră ), ecosistemele acvatice și vegetația solului . Efecte extinse admise ale acestor fluxuri biochimice pot fi observate în diferite niveluri, atât ale ecosistemelor rurale urbane cât și cele care aparțin mediului rural aflat în apropiere.
Date privind temperatura și cartografierea căldurii Datele referitoare la temperatură pot fi utilizate pentru diferite tipuri de studii. Un aspect important al datelor statistice meteorologice este reprezentat prin capacitatea de a corela temperatura cu diverși factori care pot afecta sau care apar în mediu. De multe ori, datele meteorologice sunt măsurate pe termen lung de către Cercetarea Oceanică și Atmosferică (COA) și puse la dispoziția comunității științifice prin intermediul Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice (ANOA). Datele pot fi suprapuse cu hărți de teren, caracteristici urbane și alte zone spațiale pentru a crea hărți de căldură. Acestea pot fi utilizate pentru analizarea tendințelor și distribuția în timp și spațiu.
Teledetecție miniatura| Teledetecția permite colectarea datelor folosind sateliți. Această hartă prezintă coroana arborilor din zona urbană din Boston. Teledetecția este tehniologia prin care sunt strânse date din zone îndepărtate prin utilizarea imaginilor din satelit, radar și fotografii aeriene. În ecologia urbană, teledetecția este folosită pentru a obține informații despre teren, tiparele meteorologice, lumină și vegetație. Un scop al utilizării teledetecției pentru ecologia urbană este detectarea productivității unei zone prin măsurarea lungimilor de undă fotosintetice ale luminii emise. Imaginile prin satelit pot fi de asemenea utilizate pentru a detecta diferențele de temperatură și diversitatea peisajului cu scopul de a identifica efectele urbanizării.
LTER și seturi de date pe termen lung Site-uri de cercetare ecologică pe termen lung (LTER) sunt amplasamente de cercetare finanțate de guvern care au colectat date fiabile pe o perioadă lungă, pentru identificarea tendințelor climatice sau ecologice pe timp îndelungat. Aceste site-uri oferă date temporale și spațiale pe termen lung, cum ar fi temperatura medie, precipitațiile și alte procese ecologice. Scopul principal al LTER-urilor pentru ecologiștii urbani este acela de a colecta cantități importante de date pe o anumită perioadă. Aceste seturi de date pe termen lung pot fi apoi studiate pentru aflarea tendințelor referitoare la efectele mediului urban asupra diverselor procese ecologice, precum diversitatea și numărul speciilor de-a lungul timpului. Un alt exemplu este examinarea tendințelor meteorologice care sunt însoțite de dezvoltarea centrelor urbane.
Efectele urbanizării asupra mediului Oamenii reprezintă motorul ecologiei urbane și influențează mediul prin diferite moduri, cum ar fi modificarea suprafețelor terestre și a căilor navigabile, introducerea speciilor străine și modificarea ciclurilor biogeochemice. Unele dintre aceste efecte sunt fără îndoială mult mai vizibile, cum ar fi inversarea râului Chicago, lucru necesar pentru evitarea creșterii nivelului de poluare și comerțului pe râu. Alte efecte, cum ar fi schimbarea climatului global din cauza urbanizării, pot fi simțite treptat.
Modificarea terestră și fluvială dreapta|miniatura| Defrișarea în pădurea Amazon. „Modelul fishbone'' ( schelet de pește) reprezintă rezultatul drumurilor din pădure create de muncitorii forestieri.. Oamenii pun accent pe teren nu numai pentru a construi centre urbane, ci și pentru a construi zone suburbane pentru locuințe. De asemenea, pământul este alocat agriculturii, pentru a susține creșterea populației în orașe. Extinderea orașelor și a zonelor suburbane necesită, în consecință, o defrișare pentru a răspunde cerințelor de utilizare a terenului și a resurselor necesare urbanizării. Defrișările din Statele Unite și Brazilia reprezintă exemple esențiale în acest sens.
Alături de modificarea terenurilor pentru satisfacerea nevoilor umane, resursele naturale de apă, cum ar fi râurile și pâraiele sunt, de asemenea, modificate în zonele urbane. Aceste modificări pot veni sub formă de baraje, canale artificiale și chiar inversarea râurilor. Inversarea direcției fluxului de apă în cazul râului Chicago, este un exemplu important de modificare a mediului urban. Zonele urbane din mediul deșertului natural procură, în mod constant, apă din zone îndepărtate pentru a menține populația umană și probabil efectele vor fi simțite de clima deșertului local . De asemenea, modificarea sistemelor acvatice din aceste zone determină scăderea diversității fluxurilor și creșterea poluării.
Comerțul, transportul și răspândirea speciilor invadatoare dreapta|miniatura| O navă care navighează prin Firth of Clyde în Scoția, transportând specii invazive. stanga|miniatura| Viță de vie invadatoare kudzu crescând pe copacii din Atlanta, Georgia, SUA Atât transportul local, cât și comerțul pe distanțe lungi sunt necesare pentru a satisface cererea de resurse importante în menținerea zonelor urbane. Emisiile de dioxid de carbon din transportul mărfurilor contribuie, de asemenea, la acumularea gazelor cu efect de seră și a depozitelor de nutrienți în solul și aerul mediilor urbane. În plus, transportul maritim facilitează răspândirea neintenționată a organismelor vii și le introduce în medii pe care nu le-ar locui în mod natural, determinând apariția în aceste zone a unor populații de organisme reprezentate de speciile aduse sau extraterestre, acest lucru fiind cauzat de activitățile umane intenționate sau din greșeală. Cresterea transportului între centrele urbane favorizează mișcarea accidentală a speciilor de animale și plante. Speciile extraterestre nu au adesea prădători naturali și constituie o amenințare majoră pentru dinamica populațiilor ecologice existente în noul mediu în care sunt introduse. Astfel de specii invadatoare sunt numeroase și includ vrăbii de casă, fazani cu gât inelar, foame europeni, șobolani căprui, crap asiatic, taurini americani, siloz de cenușă de smarald, viță de vie kudzu și midii zebra printre altele, mai ales animale domestice. În Australia s-a constatat că eliminarea Lantana ( L. camara , o specie extraterestră) din spațiile verzi urbane poate avea în mod surprinzător un impact negativ asupra diversității păsărilor la nivel local, deoarece oferă refugiu pentru specii precum zâna superioară (Malurus cyaneus) și silvereye (Zosterops lateralis), în absența plantelor asemănătoare locale. Deși, pare să existe un prag de densitate în care prea multă Lantana (deci omogenitatea acoperirii vegetației) poate duce la scăderea bogăției sau abundenței speciilor de păsări.
Efectele umane asupra căilor biogeochimice Urbanizarea are ca rezultat o utilizare crescută de substanțe chimice de către industrie, construcții, agricultură și servicii care furnizează energie. Astfel de solicitări au un impact important asupra ciclurilor biogeochimice, rezultând fenomene precum ploaia acidă, eutrofizarea și încălzirea globală . Mai mult decât atât, ciclurile biogeochimice naturale în mediul urban pot fi împiedicate datorită suprafețelor impermeabile care opresc nutrienții să revină la sol, apă și atmosferă. dreapta|miniatura| Reprezentarea grafică a ciclului carbonului .