Documentació Metròpoli Resilient

La planificació de la infraestructura verda metropolitana per a la millora de la qualitat atmosfèrica i la mitigació i adaptació al canvi climàtic[1]

Autoria: Francesc Baró[2] i Sara Maestre Andrés[3], Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals (ICTA).

Data: 07/09/2021

 

Resum: Aquest article sintetitza els resultats de diverses avaluacions dels serveis ecosistèmics de regulació realitzades a la ciutat i regió metropolitana de Barcelona[4] que permeten determinar el paper de la infraestructura verda metropolitana en relació a la qualitat de l’aire, la mitigació i l’adaptació al canvi climàtic a aquestes dues escales territorials. A través de la quantificació i cartografia dels serveis ecosistèmics de filtració de contaminants atmosfèrics, captura i emmagatzematge de diòxid de carboni, control de l’escorrentia superficial i regulació micro-climàtica proporcionats pels ecosistemes metropolitans (incloent espais naturals, parcs i jardins urbans o l’arbrat viari), l’article avalua la capacitat (i els límits) de la infraestructura verda com a solució basada en natura per abordar reptes tan importants per a la metròpolis barcelonina com són la contaminació atmosfèrica i l’emergència climàtica. Aquesta síntesi conclou que les polítiques d’infraestructura verda poden tenir un paper rellevant per a l’adaptació climàtica, sobretot a nivell suburbà; però només complementari a les polítiques de reducció de les emissions, tan de contaminants atmosfèrics com de gasos d’efecte hivernacle, pel què fa a la millora de la qualitat de l’aire i la mitigació del canvi climàtic.

Introducció

En l’actual context de crisi climàtica i urbanització planetària, cada vegada hi ha més responsables polítics, professionals tècnics i científics que proposen planificar i gestionar les àrees verdes i blaves de les ciutats i les àrees metropolitanes (per exemple, els parcs i jardins urbans, l’arbrat viari, les cobertes verdes, els boscos periurbans, etc.) com una infraestructura urbana efectiva per afrontar el nombre creixent d’amenaces climàtiques. La infraestructura verda es defineix com “una xarxa estratègicament planificada de zones naturals i semi-naturals, així com altres elements ambientals, dissenyada i gestionada per a proporcionar un ampli ventall de serveis ecosistèmics” (CE, 2013). És un concepte, per tant, que emfatitza tant la qualitat com la quantitat dels espais verds i blaus, el seu rol multi-funcional i la importància de les seves interconnexions. Al seu torn, els serveis ecosistèmics es defineixen com “les contribucions directes i indirectes dels ecosistemes al benestar i la salut dels éssers humans” (TEEB, 2011).

A les àrees urbanes, la infraestructura verda proporciona diversos serveis ecosistèmics de regulació que contribueixen a millorar la qualitat ambiental i el benestar i la salut dels seus habitants. Trobem, per exemple, la filtració de l’aire (o eliminació de contaminants atmosfèrics), la disminució del soroll, la regulació de la temperatura urbana o la reducció de l’escorrentia superficial (l’aigua de la pluja o altres fonts que discorre per superfícies impermeables). La provisió d’aquests serveis òbviament depèn de múltiples característiques i propietats estructurals i funcionals dels propis ecosistemes urbans. Així, per exemple, la vegetació urbana contribueix a regular la temperatura urbana i mitigar l’efecte d’illa de calor de les ciutats mitjançant l’evapotranspiració i la provisió d’ombra. Lògicament, però, l'arbrat urbà té un paper més significatiu en aquests dos processos que no altres tipus de vegetació, com ara els arbustos o les plantes herbàcies.

Malgrat els serveis ecosistèmics de regulació són el grup de serveis més freqüentment avaluats en el context urbà i metropolità (Haase et al., 2014; Luederitz et al., 2015), la seva contribució real o potencial en relació a la millora de la qualitat de l’aire i la mitigació i adaptació al canvi climàtic (a diferents escales) és sovint passada per alt, i per tant desconeguda per part de les administracions públiques i altres actors rellevants en l’àmbit del planejament urbanístic i territorial. Aquest article sintetitza els resultats de diverses avaluacions dels serveis ecosistèmics de regulació realitzades en els darrers anys a nivell de la ciutat de Barcelona i de la seva regió metropolitana, que permeten determinar el paper que juga la infraestructura verda urbana (i metropolitana) en relació a la qualitat de l’aire, la mitigació i l’adaptació al canvi climàtic a aquestes dues escales. Més concretament, s’analitza el rol de la infraestructura verda en la captura i emmagatzematge de diòxid de carboni (CO2), en el control de l’escolament superficial, en la regulació de la temperatura (o mitigació de l’estrès tèrmic), i finalment en l’absorció o captació de contaminants atmosfèrics. L’estudi es centra principalment en el contaminant NO2 (diòxid de nitrogen) perquè és el que ocasiona un impacte negatiu més important sobre la salut dels ciutadans de la regió metropolitana de Barcelona per les seves altes concentracions (Pérez et al., 2009).

Principals resultats

L’escala municipal

A escala municipal, ens basem en l'avaluació de serveis ecosistèmics de regulació que recullen les publicacions Baró et al. (2014) i Baró et al. (2019). En ambdós casos s’utilitza l’eina i-Tree Eco (veure www.itreetools.org) per a la definició i quantificació dels indicadors de provisió de cada servei analitzat (veure Taula 1). No obstant, mentre que a Baró et al. (2014) s’avalua el conjunt de la infraestructura verda de la ciutat de Barcelona (mitjançant una mostra aleatòria de 332 parcel·les amb vegetació urbana), a Baró et al. (2019) s’analitzen només els serveis proporcionats per l’arbrat viari i de zona (és a dir, tots aquells situats a la via pública, sense incloure els que es troben en parcs o jardins), que sumen un total de gairebé 200.000 exemplars. A més, el primer estudi quantifica els serveis ecosistèmics de captura i emmagatzematge de CO2 i de filtració de contaminants atmosfèrics (incloent PM10 i NO2), mentre que el segon es centra també en aquest darrer servei (incloent PM2,5 enlloc de PM10) i en els serveis de control d’escorrentia superficial (escorrentia evitada) i regulació de temperatura (a partir de la transpiració de l’arbrat).

Taula 1. Serveis ecosistèmics de regulació analitzats a escala municipal de Barcelona

Els resultats de l’estudi de 2014 mostren que la contribució de la infraestructura verda municipal en relació a la mitigació del canvi climàtic (compensació d’emissions) és molt baixa (unes 19.000 tones de CO2 capturades anualment), ja que suposaria menys de l’1% del total de les emissions anuals de gasos d’efecte hivernacle de la ciutat (en l’any de referència). De manera similar, la seva contribució en relació a la millora de la qualitat de l’aire també seria molt modesta, ja que es va estimar que la infraestructura verda elimina unes 55 tones anuals de NO2 i unes 166 de PM10 que suposen menys d’un 1% i 3% respectivament de les emissions de la ciutat en l’any analitzat per aquests contaminants atmosfèrics (tenint en compte també la contaminació de fons).

L’estudi de 2019 no analitza directament la contribució de l’arbrat urbà de Barcelona en relació a la millora de la qualitat de l’aire, tot i que, per exemple, estima que aproximadament aquest component de la infraestructura verda municipal elimina uns 1460 kg de NO2 anualment (és a dir, aproximadament un 2,66% del total de la infraestructura verda si es pren com a referència l’estudi de 2014). No obstant, sí que permet observar la distribució territorial dels serveis ecosistèmics analitzats en el teixit urbà de Barcelona (veure Figura 1). Aquesta distribució és especialment important en el cas dels serveis ecosistèmics de control d’escorrentia i regulació micro-climàtica, ja que poden jugar un paper rellevant en l’adaptació climàtica dels diferents barris de la ciutat. Segons l’estudi, l’arbrat de la via pública evita l’escorrentia superficial de gairebé 53.000 m3 d’aigua de pluja anualment (l’equivalent a unes 15 piscines olímpiques), i alhora transpira uns 840.400 m3 d’aigua. Aquesta transpiració, juntament amb l’ombra, pot arribar a reduir gairebé dos graus la temperatura del seu entorn immediat, sobretot a l’estiu. Aquest efecte (micro)climàtic és especialment important en districtes compactes i amb poca presència d’espais verds com l’Eixample i, en menor mesura, Sant Martí, que alhora són els districtes amb uns valors de provisió de serveis ecosistèmics de regulació per hectàrea més elevats (veure Figura 1).

Figura 1. Distribució territorial de l’índex de provisió de serveis ecosistèmics de regulació (filtració de l’aire, control d’escorrentia i regulació micro-climàtica) de l’arbrat viari i de zona de Barcelona (agregat a nivell de secció censal). Font: Baró et al. (2019).

L’escala metropolitana

A escala metropolitana ens basem en l'avaluació de serveis ecosistèmics de regulació que recullen les publicacions Baró et al. (2016) i Baró i Gómez-Baggethun (2017). A la Taula 2 es descriuen les diferents eines utilitzades, com el model ESTIMAP (Ecosystem Services Mapping Tool, Zulian et al., 2014), per a la definició i quantificació dels indicadors de provisió i demanda de cada servei analitzat.

Taula 2. Serveis ecosistèmics de regulació analitzats a escala metropolitana i regional de Barcelona

L’estudi de Baró et al. (2016) analitza el servei de filtració de l’aire i mostra, com era d’esperar, que les àrees forestals de la regió metropolitana de Barcelona són les que tenen una major capacitat per eliminar el contaminant NO2 de l’atmosfera. Tanmateix, el paper de la infraestructura verda pel que fa a l’eliminació efectiva de NO2 en algunes d’aquestes àrees (com ara al massís del Montseny) és relativament baix, perquè no són adjacents a les principals ciutats i per això no poden contribuir de manera rellevant a reduir-ne les concentracions (Figura 2a i 2b). En canvi, s'evidencia la importància dels boscos periurbans, com és el cas de la Serra de Collserola, en la provisió d’aquest servei ecosistèmic donada la seva proximitat a zones urbanes on s’origina la contaminació de l’aire. Aquest fet permet que es pugui generar el flux del servei, a diferència d’altres àrees més allunyades de nuclis urbans d’igual o major capacitat.

Figura 2. Distribució territorial a la Regió Metropolitana de Barcelona del a) Flux d’eliminació anual de NO2 i de b) Concentració mitjana anual de NO2. Font: Baró et al. (2016)

El mapa de concentració de NO2 (Figura 2b) també revela que les vies d’alta capacitat (autovies i autopistes) constitueixen importants fonts de contaminació per NO2. El mapa mostra els llocs en què el servei ecosistèmic no és capaç de mantenir la qualitat de l’aire al nivell establert per la Directiva sobre la qualitat de l’aire de la UE, segons la qual el límit anual de concentració mitjana de NO2 és de 40 micrograms per metre cúbic.

Els resultats de l’estudi Baró i Gómez-Baggethun (2017) demostren com la contribució de la infraestructura verda per compensar les emissions de carboni és, per terme mitjà, reduïda (menys del 5% del total d’emissions són absorbides) a tota la regió metropolitana de Barcelona (Figura 3c). Només en cinc dels 164 municipis les emissions de carboni estimades es veuen del tot compensades per la captura i emmagatzematge de carboni efectuat pels ecosistemes locals. Aquests municipis es caracteritzen per una població molt escassa (menys de 500 habitants) i el predomini de cobertes forestals.

Figura 3. Distribució territorial a la Regió Metropolitana de Barcelona de a) captura de carboni, b) emissions de carboni i c) balanç final de carboni (% de les emissions absorbit). Font: Baró i Gómez-Baggethun (2017).

Síntesi i principals conclusions

El potencial de la infraestructura verda urbana i metropolitana de Barcelona per contrarestar les emissions de carboni, la contaminació atmosfèrica i els episodis extrems de calor o precipitació sol ser limitat i/o incert, sobretot a escala municipal. Això vol dir que, en general, la magnitud d’aquests problemes mediambientals i climàtics és encara massa elevada a escala de ciutat en comparació a la contribució que fan o poden fer els serveis ecosistèmics urbans de regulació per atenuar-ne els impactes.

A escala metropolitana, la proporció d’infraestructura verda respecte al sòl edificat o urbanitzat és substancialment superior a la del municipi de Barcelona. No obstant això, l’avaluació dels serveis ecosistèmics a aquestes escales també mostra contribucions generalment modestes en el balanç general del carboni, és a dir, en la relació entre la captura i les emissions de carboni del territori, exceptuant les zones més forestals i poc poblades de la regió. A més, l’alta capacitat de les grans àrees d’infraestructura verda metropolitana (com ara la xarxa d’espais naturals protegits) per a contribuir a la millora de la qualitat de l’aire o la reducció de l’estrès tèrmic (a través de l’evapotranspiració) generalment no es pot materialitzar degut a la distància a la qual es troben dels llocs de major ‘demanda’, com ara les zones urbanes residencials més afectades per la contaminació de l’aire o l’efecte d’illa de calor.

Aquests resultats indicarien que l’escala rellevant per a l’aplicació d'estratègies d’infraestructura verda orientades a la millora de la qualitat de l’aire o l’adaptació al canvi climàtic probablement es limita al nivell de ciutat o fins i tot a escales inferiors. Per altra banda, segurament les estratègies de mitigació del canvi climàtic s’han d’abordar des d’una escala global, és a dir, reduint emissions i conservant o incrementant els grans embornals naturals de carboni a nivell mundial, com els boscos tropicals. La següent Taula 3 sintetitza l’evidència científica relacionada amb el potencial dels quatre serveis ecosistèmics de regulació analitzats en aquest article per a la millora de la qualitat de l’aire i la mitigació i adaptació al canvi climàtic a Barcelona, considerant alhora tres escales territorials: metropolitana/regional, urbana i suburbana. La taula és consistent amb altres estudis similars realitzats prèviament tenint en compte altres casos d’estudi (veure Pataki et al., 2011 i Demuzere et al., 2014).

Taula 3. Rol de la infraestructura verda en relació a la qualitat de l’aire i la mitigació i adaptació al canvi climàtic a Barcelona, considerant l’escala suburbana, urbana (ciutat) i regional (província/regió metropolitana). Font: elaboració pròpia a partir de les fonts citades anteriorment (veure Taules 1 i 2).

Sobre la base d’aquesta síntesi del coneixement disponible (i també de les incerteses encara existents), es poden extreure les següents implicacions o conclusions pel que fa a la planificació i gestió multi-escala de la infraestructura verda a la regió metropolitana de Barcelona i el seu rol potencial per la millora de la qualitat de l’aire i la mitigació/adaptació al canvi climàtic.

Primer, els problemes de contaminació atmosfèrica i els objectius locals de reducció de gasos d’efecte hivernacle s’han d’abordar principalment mitjançant polítiques de reducció de les emissions, com ara mesures per a la limitació del trànsit motoritzat o d’eficiència energètica. En altres paraules, les polítiques urbanes de mitigació del canvi climàtic i millora de la qualitat de l’aire s’haurien de centrar sobretot en les fonts de contaminació (infraestructures edificades i sistemes de transport) més que no pas en els embornals (la vegetació urbana que absorbeix carboni i altres contaminants). Les estratègies d’infraestructura verda urbana poden jugar un paper complementari, però no principal, en la implementació d’aquestes polítiques.

Segon, la infraestructura verda urbana pot contribuir a desenvolupar estratègies d’escala suburbana per millorar la qualitat de l’aire i l’adaptació al canvi climàtic, contribuint alhora a la salut i benestar dels ciutadans. Així, per exemple, els parcs, jardins o eixos verds poden actuar com a ‘espais saludables’ d’aire fresc i net dins les ciutats. El potencial de les cobertes verdes, l’arbrat urbà o d’altres intervencions verdes a petita escala és també especialment rellevant degut a la densitat i compacitat del teixit urbà de Barcelona i altres ciutats metropolitanes. Tal com mostra l’estudi de Baró et al. (2019), l’arbrat urbà juga un paper redistributiu rellevant en relació a la provisió local de serveis ecosistèmics de regulació a Barcelona, especialment degut a la distribució desigual i irregular d’altres components de la infraestructura verda urbana, com ara els parcs o jardins urbans. A més, aquest rol redistributiu de l’arbrat sembla que beneficia especialment col·lectius vulnerables als impactes del canvi climàtic i la contaminació atmosfèrica, com ara la gent gran.

Tercer, per tal d’estimar la contribució o efectivitat de la infraestructura verda en relació a la qualitat ambiental i els reptes climàtics, també cal tenir en compte els seus potencials perjudicis o “desserveis”, sobretot a l’hora de planificar i gestionar la seva implementació en entorns urbans. Existeix evidència científica dels efectes negatius que poden provocar algunes espècies d’arbrat sobre la qualitat de l’aire, ja sigui a través de l’emissió de compostos volàtils orgànics, de pol·len al·lergogen o degut a l’efecte barrera per a la dispersió de contaminants atmosfèrics que en determinades condicions poden provocar a escala de carrer (Eisenman et al., 2019). L’arbrat urbà o els boscos periurbans/metropolitans també poden ser contribuïdors nets d’emissió de gasos d’efecte hivernacle, especialment si es troben sotmesos a factors que limitin el seu creixement i vitalitat o directament a pertorbacions ambientals com ara els incendis forestals. Així mateix, en climes mediterranis com el de Barcelona, l’augment de l’efecte micro-climàtic de reducció de temperatures a través de l’evapotranspiració pot suposar un risc d’escassedat de recursos hídrics, especialment si aquest increment va lligat a una major necessitat d’aigua de reg per part de la vegetació urbana.

Quart, tot i que l’abast de la nostra síntesi es limita a quatre serveis de regulació, la infraestructura verda òbviament també proporciona serveis i beneficis addicionals, com ara el control de l’erosió, la millora de la qualitat de l’aigua o tota una sèrie de beneficis per a la salut i el benestar de les persones relacionats amb els serveis intangibles o culturals de la natura, incloent les oportunitats pel lleure, l’apreciació estètica o l’educació ambiental. A diferència de les infraestructures urbanes tradicionals (per exemple, la infraestructura viària), en general dissenyades amb un sol propòsit, el valor afegit de la infraestructura verda urbana i metropolitana és la seva naturalesa multifuncional.

En resum, la planificació i la gestió de la infraestructura verda de l’àmbit metropolità de Barcelona en el context de la seva contribució a mitigar el canvi climàtic i adaptar-s’hi, juntament amb la millora de la qualitat atmosfèrica, requereixen un plantejament holístic i multi-escalar. Els planificadors i gestors del territori han de tenir en compte tot el ventall de serveis ecosistèmics proporcionats pels diversos components de la infraestructura verda i les sinèrgies o incompatibilitats entre ells, juntament amb les diferents escales territorials en què aquests serveis poden ser significatius o rellevants. Aquest plantejament exigeix una elevada coordinació institucional entre tots els ens públics que s’ocupen de les polítiques urbanes i ambientals a la metròpolis de Barcelona, així com també l’harmonització dels instruments de planificació territorial i sectorial.

Referències

• Baró, F., Chaparro, L., Gómez-Baggethun, E., Langemeyer, J., Nowak, D., Terradas, J. (2014). Contribution of Ecosystem Services to Air Quality and Climate Change Mitigation Policies: The Case of Urban Forests in Barcelona, Spain. Ambio, 43, 466–479.
• Baró, F., Palomo, I., Zulian, G., Vizcaino, P., Haase, D., Gómez-Baggethun, E. (2016). Mapping ecosystem service capacity, flow and demand for landscape and urban planning: a case study in the Barcelona metropolitan region. Land Use Policy 57, 405-417.
• Baró, F., Gómez-Baggethun, E. (2017). Assessing the Potential of Regulating Ecosystem Services as Nature-Based Solutions in Urban Areas, in: Kabisch, N., Korn, H., Stadler, J., Bonn, A. (Eds.), Nature-Based Solutions to Climate Change Adaptation in Urban Areas: Linkages between Science, Policy and Practice. Springer International Publishing, Cham, pp. 139–158. doi:10.1007/978-3-319-56091-5_9
• Baró, F., Calderón-Argelich, A., Langemeyer, J., Connolly, J.J.T. (2019). Under one canopy? Assessing the distributional environmental justice implications of street tree benefits in Barcelona. Environmental Science and Policy 102, 54–64.
• CE (Comissió Europea) (2013). Green Infrastructure (GI) — Enhancing Europe’s natural capital, Brussels: European Commission, COM (2013) 249 final.
• Demuzere, M., Orru, K., Heidrich, O., Olazabal, E., Geneletti, D., Orru, H., Bhave, A.G., Mittal, N., Feliu, E., Faehnle, M. (2014). Mitigating and adapting to climate change: multi-functional and multi-scale assessment of green urban infrastructure. Journal of Environmental Management 146, 107–115.
• Eisenman, T.S., Churkina, G., Jariwala, S.P., Kumar, P., Lovasi, G.S., Pataki, D.E., Weinberger, K.R., Whitlow, T.H. (2019). Urban trees, air quality, and asthma: An interdisciplinary review. Landscape and Urban Planning 187, 47–59.
• Haase, D., Larondelle, N., Andersson, E., Artmann, M., Borgström, S., Breuste, J., Gomez-Baggethun, E., Gren, Å., Hamstead, Z., Hansen, R., Kabisch, N., Kremer, P., Langemeyer, J., Rall, E., McPhearson, T., Pauleit, S., Qureshi, S., Schwarz, N., Voigt, A., Wurster, D., Elmqvist, T. (2014). A Quantitative Review of Urban Ecosystem Service Assessments: Concepts, Models, and Implementation. Ambio 43, 413–433. doi:10.1007/s13280-014-0504-0
• Luederitz, C., Brink, E., Gralla, F., Hermelingmeier, V., Meyer, M., Niven, L., Panzer, L., Partelow, S., Rau, A.L., Sasaki, R., Abson, D.J., Lang, D.J., Wamsler, C., von Wehrden, H. (2015). A review of urban ecosystem services: six key challenges for future research. Ecosystem Services 14, 98–112. doi:10.1016/j.ecoser.2015.05.001
• Pataki, D.E., Carreiro, M.M., Cherrier, J., Grulke, N.E., Jennings, V., Pincetl, S., Pouyat, R.V., Whitlow, T.H., Zipperer, W.C. (2011). Coupling biogeochemical cycles in urban environments: ecosystem services, green solutions, and misconceptions. Frontiers in Ecology and the Environment 9, 27–36.
• Pérez, L., Sunyer, J., Künzli, N. (2009). Estimating the health and economic benefits associated with reducing air pollution in the Barcelona metropolitan area (Spain). Gaceta Sanitaria 23:287–294.
• Zulian, G, Polce, C, Maes, J. (2014). ESTIMAP: a GIS-based model to map ecosystem services in the European Union. Annali di Botanica 4, 1–7. doi: 10.4462/annbotrm-11807

[1] Aquest document és una adaptació de l’article escrit pels mateixos autors: Baró, F., i Maestre Andrés, S. (pendent de publicació). El paper de la infraestructura verda metropolitana en relació a la qualitat de l’aire i la mitigació i adaptació al canvi climàtic. Revista Papers 64: Infraestructura verda. ISSN: 2013-7958 (versió en línia). Barcelona.

[2]Departament de Geografia i Departament de Sociologia, Vrije Universiteit Brussel (VUB) Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). Correu: francesc.baro@vub.be

[3]Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). Correu: sara.maestre@uab.cat

[4] Referència de l’RMB a partir de l’àmbit metropolità que fa servir l’IDESCAT.

Nota. Les opinions expressades per les persones autores són a títol personal i no necessàriament representen la visió del PEMB.