科学能跟上世界“特大城市”地区的增长吗?

目前，世界上一半以上的人口生活在城市地区，创造了约80%的世界经济、70%的全球能源使用和与能源有关的温室气体排放。这取决于你问谁，这一趋势是为创新提供了宝贵的机会，还是对实现全球可持续性的严重威胁。

这种城市化趋势的一个关键特征是出现了所谓的“特大城市”地区，或扩展的大都市地区，这些地区对资源和服务的需求产生了更广泛的环境和社会经济影响。

全球范围内大规模城市化的后果可能超过工业革命的后果。

在一个特殊的功能的美国国家科学院院刊，耶鲁大学教授凯伦·c·濑户，该领域的一些主要思想家研究了全球城市化趋势日益增长的影响，包括它们对资源使用、潜在的环境权衡和人类福祉的影响。

“全球范围内发生的大规模城市化的后果可能超过工业革命，”濑户说。他是耶鲁大学林业与环境研究学院(Yale School of Forestry & Environmental Studies)地理学与城市化科学教授弗雷德里克·c·希克森(Frederick C. Hixon)，该杂志三篇文章的编辑和合著者。

“鉴于这些趋势的严重性，我们需要对跨尺度互动、引爆点、阈值和极限等方面的新科学知识，以便我们能够以更可持续的方式指导城市发展。”

在六篇文章中，研究人员确定了三个基本主题:

1.城市可持续性本质上是多维的，在许多尺度上发生．因此，在一个空间尺度上或沿着一个维度(例如公共卫生或生物多样性)提出的解决方案可能不会在其他维度或尺度上产生积极的结果。

例如，当地认真管理城市发展的努力可以保护农业用地和减少能源需求。但这并不一定会阻止更大范围的土地覆盖变化对生物多样性的不利影响;一些预期的结果是以牺牲其他目标为代价的。

研究人员说，这凸显了科学家理解经常相互竞争的环境和社会经济目标之间的权衡的紧迫性。“然而，”Seto说，“这为研究人员提供了一个机会，可以确定哪些领域可以实现跨多个复杂维度的改进。”不一定要优化这些情况，但要改善他们。”

2.城市化的影响可能只有在科学家把它们整体考虑的情况下才能观察到．

Seto说，虽然城市研究历来只关注单个城市，一次一个，但研究人员现在认识到，他们只能通过增加观察的数量来了解到这么多。城市化趋势正在许多城市同时发生，因此越来越迫切地需要了解这些趋势的更广泛影响。

濑户说:“当我们考虑可持续发展时，归根结底，我们谈论的是地球的可持续发展。”“不存在当地的可持续发展，因为如果你只考虑当地的环境，你将在其他地方产生意想不到的后果。”

没有地方可持续性这回事，因为如果你只考虑当地的环境，你将在其他地方产生意想不到的后果。

在一篇新论文中("动物种群表型变化的全球城市特征例如，华盛顿大学Marina Alberti领导的一个研究小组报告说，城市化的主要影响之一是它在推动物种进化方面的作用。这种影响可以影响生态系统功能，如粮食生产和碳封存，对人类具有深远的影响。

另一篇论文(“未来城市土地扩张及其对全球农田的影响)，由墨卡托全球公地和气候变化研究所的克里斯托弗·布伦·德阿穆尔(Seto与人合著)领导，展示了世界上一些生产力最高的农田将如何发生城市扩张，特别是在亚洲和非洲的“特大城市”地区。

3.现在迫切需要一种同时考虑生态的定量措施和社会过程．

在本期的一篇文章中("长期不平等时代的城市可持续性，哈佛大学的Robert J. Sampson研究了当代城市(包括波士顿、芝加哥和洛杉矶)普遍存在的多维不平等对城市可持续性的影响。正如他所指出的，许多关于城市可持续性的研究更多地关注环境层面，而非社会层面。

在另一篇论文中("城市可持续发展的异质性与规模)，由圣达菲研究所的Christa Brelsford领导的一个研究小组构建了一个新的衡量指标，该指标可以在多个维度上跟踪可持续发展，这有助于确定发展的优先次序。

全球城市化趋势正在改变这个星球及其与人类的关系，迫切需要加速向“可持续性”过渡。濑户和她的同事在书中写道:“城市化提供了一个独特的机会，使这种转变与社会、经济和人类发展相结合。介绍性的论文．“挑战在于科学能否实现这一目标。”