T I ET EE
S S
ÄTA
P H A U T U
38
T I E T E E S S Ä TA PA H T U U 5 / 2 0 0 6
Vaikka luonnonekosysteemit ja rakennetut kaupunkisysteemit voivat rakenteellisesti ja toiminnallisesti näyttää sangen erilaisilta, tun- netaan useita luonnollisia ekosysteemejä, joilla on yhteneväisiä toiminnallisia ominaisuuksia kaupunkisysteemien kanssa. Oleellinen sa- mankaltaisuus löytyy systeemien tavassa vas- taanottaa ja luovuttaa materiaalia ja energiaa.
Kyse on ”inputin ja outputin” välisestä balans- sista, metabolisesta tasapainottelusta.
Useat kollegani ja ystäväni ovat viimeaikoina kummastelleet, mitä tekemistä minulla, metsä- maatutkijana meritoituneella maaperäekologilla, on kaupunkiekosysteemitutkijana. Ensi katso- malta kummasteluun on perusteensa; rakenne- tun kaupunkisysteemin ja vaikkapa luonnollisen tai hoidetun metsäekosysteemin välinen saman- kaltaisuus näyttää ohuelta, kenties olematto- malta. Voiko siis luonnonekosysteemien parissa puuhastelleella tutkijalla olla paljoakaan annet- tavaa uudelle nousevalle tieteenalalle, kaupunki- tutkimukselle? Kenties vielä pragmaattisemmin ja henkilökohtaisemmin esitettynä: Onko kau- punkimiljöö millään muotoa edes relevantti saati sitten mielenkiintoinen tutkimuskohde hajotus- prosessin ja perustuotannon saloihin vihkiyty- neelle ekologille?
Esittämäni kysymykset ovat osin helposti, osin hankalasti vastattavia. Tämä ei tietenkään ole uusi tilanne ammatikseen ongelmia ratko- valle tiedemiehelle. On kuitenkin totta, että kau- punkisysteemiin liittyy paljon sellaista, mikä on uutta paitsi itselleni myös koko maailmanlaajui- selle tiedeyhteisölle. Etenkin suomalainen kau- punkiekosysteemitutkimus on saanut osakseen yllättävän vähän mielenkiintoa. Oma oppituoli- ni on laatuaan ensimmäinen Suomessa, eikä vas- taavaa löydy muistakaan pohjoismaista.
Koska Suomessa kaupungistuminen on ol- lut hitaampaa kuin muualla, urbanisoitumiseen
liittyvät ongelmat ovat pintautuneet vasta hil- jattain. Kaupungistumisen myötä ilman, maape- rän ja vesien saastuminen sekä elinympäristön pirstoutuminen ja jäteongelmat ovat lisäänty- neet. Monet näistä ongelmista lienevät luonteel- taan ekologisia, toisin sanoen sellaisia, jotka ovat periaatteessa ratkottavissa ekologisen tutkimu- stradition keinoin. Kaupunkiekosysteemitutki- mukselle saattaisi siis löytyä ekologinen peruste - edellyttäen, että näennäisen tekosysteemille haiskahtavalla kaupunkisysteemillä on riittä- västi ekosysteemeille ominaisia piirteitä.
Kaupunkiekosysteemitutkimuksen nykytila
Yli kaksi kolmasosaa suomalaisista asuu jo- ko kaupungeissa tai niiden välittömässä vai- kutuspiirissä. Miksi siis kaupunkeihin liittyvä ekosysteemimittakaavan tutkimus on ohutta?
Miksi emme olisi kiinnostuneita siitä urbaanis- ta oikoksesta, kodista, jota asumme, muokkaam- me ja hyväksikäytämme? Miksi kesämökkiämme ympäröivä metsä vesistöineen olisi kiinnosta- vampi tutkimuskohde kuin raskaasti runneltu city-miljöö? Siksikö, että luonnon ekosysteemien näennäisen harmonian ymmärrys olisi jotenkin syvällisempää ja inhimillisempää kuin ihmistoi- min muokatun maiseman? Epäilen tällaista lo- giikkaa. Eiköhän kyse ole siitä, että kaupunkeja ei ole mielletty ekosysteemeiksi, kouriintuntuvik- si eläviksi kokonaisuuksiksi, joilla saattaisi olla yhteneväisiä rakenteellisia ja toiminnallisia piir- teitä runsaammin huomiota saaneiden luonnon ekosysteemien kanssa. Mutta onko kaupunkisys- teemejä mielekästä tutkia samoin ekologisin työ- kaluin kuin vaikkapa soita, niittyjä ja metsiä?
Lienee parasta aloittaa pohdinta määritte- lemällä käsite kaupunki. Luonnontieteilijän nä- kökulmasta kaupunki on rakenteeltaan muusta
Kaupunki: tekosysteemi vai ekosysteemi?
Heikki Setälä
I T ET E E S
SÄ
TA
PAHT UU
39
T I E T E E S S Ä TA PA H T U U 5 / 2 0 0 6
ympäristöstä poikkeava, alueellisesti rajautunut kokonaisuus, jota asuttaa näkyvimmin yhdestä lajista, ihmisestä, koostuva eliöyhteisö. Analo- gia kekomuurahaispesään ei liene kovin kau- kaa haettu. Tunnistettavan rakenteensa lisäksi kaupunkeja yhdistävät myös niille tyypilliset toiminnalliset aspektit. Kuten kekomuurahaiset säätelevät yhteiskuntansa, siis ”kekosysteemin- sä”, kokoa, lämpötilaa, kosteutta ja ilmanvaihtoa, myös ihmiset ahkeroivat erilaisine aktiviteettei- neen vaikuttaen kaupunkimiljöönsä metaboli- aan, sen energiavirtoihin ja ravinnekiertoihin.
Ekosysteemin toiminta ei ole sen kummem- paa kuin aineen ja energian siirtymistä paikasta toiseen, usein ravintoketjun kuljettamana. Laa- jasti ottaen kaupunkisysteemit mahtuvat hyvin tämän määritelmän raameihin, mikä mielestäni antaa täyden oikeutuksen tarkastella kaupunkeja ekosysteemeinä. Tässä mielessä luonnonekosys- teemeihin perehtyneen tutkijan ilmestyminen kaupunkikuvaan ei tunnu luonnottomalta.
Kaupunki ekosysteeminä
Kaupungeissa on kuitenkin piirteitä, jotka istuvat huonosti perinteiseen ekosysteemikäsitteeseen ja jotka aika ajoin kampeavat ekosysteemistä kau- punkikäsitystäni kohti tekosysteemisempää mallia. Yksi niistä on kaupunkisysteemien aine- kiertojen löyhyys, eli kaupunkisysteemien heik- ko kyky yhtäältä kierrättää ja toisaalta varastoida elämän ylläpidon kannalta tärkeitä elementte- jä kuten ravinteita. Viimeksi mainitussa monet luonnon ekosysteemit, kuten metsät, ovat alan- sa mestareita.
Esimerkiksi pohjoisten metsäekosysteemi- en ravinnekierrot ovat määritelmän mukaisesti syklisiä ja hyvin konservatiivisia. Toisin sanoen kerran systeemiin joutunut elementti, vaikka- pa typpiatomi, voi kiertää metsäekosysteemin sisällä useiden puusukupolvien ajan tai varas- toitua metsämaaperään sadoiksi, jopa tuhansik- si vuosiksi ennen karkaamistaan ekosysteemin ulkopuolelle. Kaupungit ovat näissä toimissa le- väperäisiä: hajottajista, kasveista, kasvinsyöjistä ja niiden pedoista koostuva ravinteita kierrättä- vä koneisto on biomassaltaan vähäinen verrattu- na siihen aine- ja energiamäärään, jota kaupunki päivittäin käsittelee.
Jos ja kun luonnonekosysteemejä voidaan pitää syklisinä, kierrättävinä koneistoina, kau- pungeille ominaisia ovat lineraariset, läpivirtaus- periaatteella toimivat ravinne- ja energiavirrat.
Nämä piirteet istuvat huonosti paitsi perintei-
seen ekosysteemikuvaan myös muodikkaaseen
”kestävän kehityksen” ideologiaan, jota tunnu- taan globaalisti tavoiteltavan lähes alalla kuin alalla.
Kenties tärkein syy kaupunkien funktionaa- liseen holtittomuuteen löytyy kaupunkisystee- mien nurinkurisesta trofi arakenteesta: tuottajista (kasveista), kuluttajista (eläimistä) ja hajottajista (maaperän hajottajaeliöt) rakentuva biomassapy- ramidi seisoo epävakaasti kärjellään kaupun- kisysteemin vähäisen kasvibiomassan vuoksi.
Valtaosa trofi apyramidin aktiivisesta massasta voi paikoin, etenkin ydinkeskustassa, koostua kuluttajista. Oppikirjoista tuttu ”luonnollinen”
biomassapyramidi muistuttaa kasviperäisestä materiaalista rakentuvalla perustalla jököttävää suppiloa, jossa kuluttajien määrä on selvästi pe- rustuottajien määrää pienempi.
Nimenomaan perustuottajien vähyys ja niis- tä syntyvän maaperän eloperäisen aineen, ka- rikkeen ja humuksen, niukkuus vaikuttaa kaupunkien energiavirtoihin ja materiaalien kierrätykseen. Koska kaupungeissa lähes kaik- ki sen kuluttajaportaan käyttämistä resursseista tuodaan systeemin ulkopuolelta, on selvää, ettei kaupunkiluonto selviydy moisen yltäkylläisyy- den kierrättämisestä vaan vuotaa metaboliansa läpikäyneitä käyttökelpoisia ja -kelvottomia re- sursseja ja yhdisteitä systeemin ulkopuolelle.
Kampuskaupunkini Lahti käy hyvästä esi- merkistä: kaupungissa syntyneet yhdisteet ovat vuosikymmenien ajan heikentäneet järvien ja jo- kien virkistysarvoa lähiympäristössään ja vaikut- taneet valtakunnallisesti kenties arvokkaimman pohjavesivaraston veden laatuun. Kaupungeille ominainen ilman, maaperän sekä pohja- ja pinta- veden saastuminen on suureksi osaksi seuraus- ta city-kulttuurille ominaisesta väljästi yskivästä kierrätyskoneistosta. Toisaalta urbaanimiljöö- seen liittyviä, tyypillisesti ympäristöä kuormitta- via ylilyöntejä ja ohivaluntoja voidaan kuitenkin kontrolloida edellyttäen, että perinteistä hyvää suomalaista ekosysteemiekologista osaamista aletaan soveltaa kaupunkisysteemeihin.
Kaupunkeja ekologin silmin tarkasteltaessa on syytä todeta, että monet niistä ekosysteemin toiminnoista, joissa kaupungit tunaroivat, mää- ritellään luonnonsysteemeissä niin kutsutuik- si ”ekosysteemipalveluiksi”. Tällaisia ihmisen ja muidenkin elollisten kannalta tärkeitä ja ilmai- sia serviisejä ovat muiden muassa eloperäisten jätteiden hajottaminen, veden puhdistaminen ja haitallisten aineiden detoksifi ointi eli haitatto- maksi tekeminen.
T I ET EE
S S
ÄTA
P H A U T U
40
T I E T E E S S Ä TA PA H T U U 5 / 2 0 0 6
Koska ekosysteemipalvelut toimivat elollisen luonnon ehdoilla ei liene yllättävää, että biootti- selta rakenteeltaan vahvasti köyhtyneiden kau- punkisysteemien tarjoamia palveluita ei nähdä ekologisina vaan ne mielletään lähtökohtaisesti yhteiskunnallisiksi. Koulu-, oikeus- ja liikenne- laitos sekä terveyspalvelut ovat tietenkin tärkeitä mutta hintavia kansalaisten verorahoilla ylläpi- dettäviä palveluita. Hintatietoisessa maailmassa sopii tietenkin kysyä onko yhteiskunnalla valmi- utta siirtää varoja kansalaisten yleiskassasta kau- punkien ekosysteemipalveluiden tukemiseen, saati sitten tutkimiseen? Ainakin jälkimmäiseen hyveeseen ropoja on herunut; nauttimaani kau- punkiekosysteemiprofessuuria tukevat paitsi Helsingin yliopisto ja Teknillinen korkeakoulu myös neljä metropolialueen kaupunkia: Helsin- ki, Vantaa, Espoo ja Lahti. Kaupunkiekosystee- miekologia ei siis ainakaan käsitteenä enää ole hämärää urbaanilegendaa vaan monin tavoin toi- mivaa todellisuutta.
Kaupunkitutkimuksen visiot
Kaupunkiekologiassa on kuitenkin paljon epä- määräistä ja kosolti kysyttävää. Voiko esimerkik- si kaupunkien mahdollisia ympäristöongelmia ennustaa jos lähtökohdaksi valitaan puhtaasti ekologiset prinsiipit? Kysymys on tärkeä ja sii- hen kytkeytyvät paitsi itse kaupunkiekosystee- miin ja sen määrittelyyn liittyvät ongelmat myös ne alaan liittyvät tutkimukselliset suuntaukset, joita alan professorina pidän oleellisina. Kysy- mys on visiosta.
Minkälaisia näkemyksiä minulla on siitä, millaista hyvän akateemisen ja kansainvälisesti korkeatasoisen suomalaisen kaupunkiekosystee- mitutkimuksen tulisi olla? Lukkarinrakkaudes- ta ekologiseen ympäristöntutkimukseen katselen urbaanimiljöötäkin ensikädessä luonnontieteili- jän silmin. Rohkenen rakentaa visioni ympäris- töekologisiin raameihin siitäkin huolimatta, että tiedemaailman muodikkaat käsitteet – poikki- tieteellisyys ja tieteidenvälisyys – ovat vahvasti esillä nimenomaan modernissa kaupunkitutki- muksessa.
On luonnollisesti selvää, ettei kaupunkie- kosysteemien rakennetta ja toimintaa voi ym- märtää, saati sitten niiden toimintaa ennustaa, unohtamalla perinteiset ihmistieteet. Kaupun- kien ekonomiaan, sosiologiaan ja vaikkapa maankäyttöön liittyvien ratkaisujen vaikutus kaupunkikuvaa muokkaavina tekijöinä on kiis- taton. Haluan kuitenkin olla hiukan itsepäinen
ja kapeakatseinen, ekologisen koulutukseni suo- min valtuuksin, ja visioida kaupunkiekosystee- mitutkimuksen tarvetta ekosysteemiekologisista lähtökohdista. Onhan yllättävää, että yliopisto- tasoinen tietämys kaupunkisysteemien toimin- nasta on niin ohutta vaikka yli puolet maailman ihmisistä on kirjoilla kaupungeissa ja vaikka ur- banisoituminen ei Suomessakaan ole aivan uusi ilmiö. Itse asiassa kaupungistuminen ongelmi- neen ulottuu kauas historiaan, ainakin globaa- lissa mittakaavassa.
Kaupunkiekosysteemitutkimuksen tulevai- suusnäkymien pohdiskelun voikin turvallisesti aloittaa muinaisista roomalaisista – tai vielä- kin vanhemmista kulttuureista. Historioitsijat ja arkeologit ovat ajoittaneet kaupungistumisen alkaneeksi yli neljä tuhatta vuotta sitten Meso- potamiassa, nykyisen Irakin aluella, jossa paikal- linen mahtimies Ur Nammu perusti Ur-nimisen kaupunkiyhteisön. Kuten niin moni kaupunki ja sen ympärille rakentunut kulttuuri myös Ur si- vilisaatioineen tuhoutui jo hyvissä ajoin ennen ajanlaskumme alkua.
Miksi Ur seuralaisineen ei kestänyt aikaa?
Syitä kaupunkikulttuurien rappeutumiseen lienee useita ja mielenkiintoisimmat niistä, ai- nakin ympäristöekologian perspektiivistä, liit- tyvät luonnonvarojen laajaan, kestämättömään hyödyntämiseen ja sitä kautta ympäristön rap- peutumiseen ja saastumiseen. Ekologiseen ter- minologiaan puettuna: ”Ekosysteemin tuotanto- ja hajotussyklin eriytyminen aiheutti häiriöitä ekosys- teemin aine- ja energiavirtoja ohjaavaassa palautejär- jestelmässä”. Tällaista ekologista liturgiaa esiintyy esimerkiksi metsänhakkuita ja soiden ojitusta kä- sittelevässä tieteellisessä kirjallisuudessa.
Voiko tällaisella terminologialla, ekologisel- la jargonilla, olla käyttöarvoa ihmiskäden pe- rustamassa teko-ekosystemissä? Vastaukseni on rehellisen yksiselitteinen: en tiedä. Toisaalta mieleni tekisi vastata: miksipä ei. Vaikka luonno- nekosysteemit ja rakennetut kaupunkisysteemit voivat rakenteellisesti ja toiminnallisesti näyttää sangen erilaisilta, tunnetaan useita luonnollisia ekosysteemejä, joilla on yhteneväisiä toiminnal- lisia ominaisuuksia kaupunkisysteemien kanssa.
Oleellinen samankaltaisuus löytyy systeemien tavassa vastaanottaa ja luovuttaa materiaalia ja energiaa. Kyse on ”inputin ja outputin” välisestä balanssista, metabolisesta tasapainottelusta.
Kuten kaupungit myös esimerkiksi joet, saaret ja eräät autiomaat saavat valtaosan materiaali-in- putistaan systeemin ulkopuolelta. Myös poistu- mat systeemeistä ovat suuria jolloin aineen ja energian varastoituminen, kaupunkisysteemi-
I T ET E E S
SÄ
TA
PAHT UU
41
T I E T E E S S Ä TA PA H T U U 5 / 2 0 0 6
en tapaan, on vähäistä. Tällaiset systeemit voi- vat ”löysyydestään” huolimatta olla pitkäikäisiä, eikä niitä ekologisessa kirjallisuudessa pidetä erityisinä kummajaisina. Tässä suhteessa alus- sa esittämäni epäröivä asenne kaupunkeihin ekosysteemeinä näyttäisi turhalta ja siksi myös metsäekosysteemitutkijan tulisi voida turvalli- sesti astella kaupunkien kujilla ja bulevardeilla.
Kaupunkoekotutkimuksen läpimurto?
Palaan lopuksi kaikkien urbaaniyhteisöjen al- kukotiin, Ur-kaupunkiin. Ovatko sille ja muille urbaaniyhteisöille tyypilliset sammumiset vää- jäämätön seuraus luonnonvarojen liikakäytöstä, lähialueiden maaperän, vesien ja ilman pilaan- tumisesta vaiko kenties sosiaalisten ongelmien kasautumisesta?
Olivatpa kuihtumisiin johtaneet proximaat- tiset syyt mitkä hyvänsä uskon kaupungis- tumiseen liittyvien perinnäisten ongelmien pohjautuvan yskähdellen toimivaan ekosys- teemiapparaattiin. Ekologinen tehottomuus johtaa aikaa myöten paitsi ympäristön saastu- miseen myös kaupunkien asukkaiden elämisen laadun, kenties hyvinvoinnin heikkenemiseen.
Logiikka voi olla armoton: ilman tutkimukseen perustuvaa tietoa kaupungeille ominaisista ai- nevirroista ja muista ekosysteemitason ilmiöis- tä valmiutemme vastata yhä kiihtyvällä tahdilla urbanisoituvan maailman tuottamiin ongelmiin on marginaalinen.
Vaikka kaupunkiekosysteemitutkimuksen kehittyminen arvostetuksi tieteenalaksi vaa- tii nähdäkseni vankkaa ympäristöekologista osaamista, kaupunkiekosysteemitutkimuksen suuntaviivoja piirtävissä visioissa tulee olla laa- jalti sijaa myös poikkitieteellisyydelle. On odo- tettavaa, että Helsingin metropolialueen kattava kaupunkitutkimusohjelma useine eri tieteenalo- ja edustavine professuureineen tarjoaa hyvälle kaupunkiekosysteemitutkimukselle erinomaiset akateemiset puitteet.
Pelkkä akateeminen kiinnostus ei kuitenkaan riitä puskemaan kaupunkitutkimusta kansalli- sesti ja kansainvälisesti arvostettujen tieteenalo- jen kärkikastiin; tutkimusta rahoittavien piirien suhtautumisella on tässäkin asiassa merkittävä ohjaava vaikutus. Helsingin yliopisto ja Teknilli- nen korkeakoulu yhdessä metropolialueen neljän suuren kaupungin kanssa ovat tehneet rohkean tieteellisen avauksen lähtemällä muuraamaan kansallisen kaupunkitutkimuksen kivijalkaa.
Aika näyttää kuinka pitkälle hanke nykyvaroin etenee ja kuinka merkittäväksi ja innovatiiviseksi osaksi kaupunkiekosysteemiekologia, tulee kau- punkitutkimuksessa muodostumaan, tapahtuu- ko kaupunkiekosysteemiosaamisen läpimurto vielä minun virkakauteni kuluessa.
Kirjoittaja on kaupunkisysteemitutkimuksen profes- sori Helsingin yliopistossa. Kirjoitus perustuu virkaa- nastujaisluentoon 24.5.2006.
