Evaluation of urban sustainability through the metabolic study of nutrient food flows: The case of the Grand Nador, Morocco, city-region

Abstract

Por primera vez en la historia de la humanidad, una mayor proporción de la población global vive en áreas urbanas. En las próximas décadas, se espera que la mayor parte del crecimiento mundial previsto sea absorbido por las zonas urbanas costaneras del mundo en desarrollo, específicamente en las ciudades pequeñas y medianas así como en las zonas periféricas. En las últimas décadas, tanto las actividades humanas de producción y consumo de alimentos, cómo el fenómeno de la urbanización, se han identificado como actividades que contribuyen a alterar los ciclos naturales de los nutrientes del nitrógeno (N) y del fósforo (P), así como de promover el agotamiento de los recursos minerales del fósforo, generando impactos medioambientales negativos resultantes de la acumulación y pérdida de nutrientes en la tierra, el agua y en la atmosfera. Ambos macronutrientes son básicos para la seguridad alimentaria regional y global al ser insumos esenciales para la producción agrícola de los alimentos. En un mundo cada vez más urbanizado, tanto las áreas urbanas como su desarrollo se encuentan en el centro de todas las discusiones sobre sostenibilidad y desarrollo sostenible. Sin embargo, el papel que desempeñan las ciudades como motores de cambio ambiental a múltiples escalas, p.ej. como agentes en el flujo de energía y materiales, permanece poco reconocido, y por lo tanto poco estudiado, siendo aún más escasos los estudios sobre ciudades en los países en desarrollo, debido a su limitada disponibilidad, acceso y recolección de datos. La noción de metabolismo urbano (UM) proporciona un marco conceptual para el estudio del funcionamiento de las ciudades, y consecuentemente, una aproximación al análisis de la sostenibilidad de las mismas. La presente investigación, centrada en el caso de estudio de la ciudad-región de Gran Nador, en el noreste de Marruecos, tiene por objetivo el estudio del papel que desempeñan las áreas urbanas como agentes en el metabolismo de los alimentos. El estudio, por un lado, analiza la circulación de los principales flujos de nutrientes de los alimentos, el nitrógeno (N) y el fósforo (P), mediante la aplicación del método de Análisis del Flujo de Sustancias (SFA). Por otro lado, contextualiza el desarrollo sociopolítico e histórico de la región urbana de estudio. Los flujos de N y P se calcularon mediante el uso,principalmente, de datos procedentes de bases de datos estadísticas oficiales, literatura publicada e informes no publicados elaborados por las instituciones municipales y regionales de la zona. Además, se utilizaron distintas aproximaciones y “proxies”, así como la adopción de diferentes supuestos y métodos de estimación. Finalmente, se realizó un análisis de incertidumbre para mejorar la fiabilidad de los resultados. Los resultados muestran la linealidad de los flujos de N y P analizados, evidenciando así la apertura del metabolismo de los alimentos en el sistema urbano de Gran Nador. Los resultados también sugieren los fuertes indicios en relación a la influencia significativa que las historias urbanas, es decir, el contexto sociopolítico e histórico en que se desarrolla una región o área urbana, tienen sobre la estructura, el funcionamiento y los flujos metabólicos de la misma área urbana. Posteriormente, el estudio presenta distintas opciones existentes hacia una gestión más equilibrada de los nutrientes, a la vez que para reducir la pérdida y acumulación y aumentar la recirculación de los nutrientes de N y P en Gran Nador. Finalmente, el estudio introduce posibles nuevas líneas de investigación para avanzar con el presente estudio.

For the first time in history a majority of the global population live in urban areas. In the coming decades, most of the world’s population growth is expected to be absorbed by coastal urban areas -specifically in small and medium cities and urban peripheries- of the developing world. In the last decades, anthropogenic food-related activities and urbanization have been identified to contribute altering the natural nitrogen (N) and phosphorus (P) nutrient cycles, as well as exhausting P-mineral resources. These alterations have caused a myriad of pollution and environmental problems resulting from nutrient accumulation and loss to the soil, waters and air. Both macronutrients are critical for regional and global food security, by virtue of being essential inputs for agricultural food production. In an increasingly urbanized world, urban areas and their development are at the centre of all discussions on sustainability and/or sustainable development. Yet, the role played by cities as drivers of environmental change at multiple scales, e.g. as agents in the flow of energy and materials, stays poorly recognized, and thus grossly understudied, remaining even more scarce (even least available) when it comes to studies of cities in developing countries. The latter are significantly constrained by limited data availability, access, and data collection resources. The notion of Urban Metabolism (UM) provides a conceptual framework to study how a city functions, and hence, a way to address the sustainability of a city. The present research, focused in the city-region of Grand Nador in northeast Morocco as a case study, aimed to study the role played by urban areas as agents in the metabolism of food by, on the one hand, examining the circulation of the major nitrogen (N) and phosphorus (P) food-related flows by using the analytical method of Substance Flow Analysis (SFA), and on the other hand, contextualizing the politico-historical development of the urban region. N and P flows were estimated using mainly data from official statistical databases, published literature and unpublished reports authored by municipal and regional level institutions. Besides, approximations, surrogates and proxies were used, as well as the adoption of different assumptions and estimation methods. As a result of data limitations, an uncertainty analysis was performed to enhance the reliability of results. The results displayed the linearity of the N and P food-related flows studied, elucidating the openness of the food metabolism in the urban system of Grand Nador. Results also showed the strong insights of the significant influence that urban histories, namely the sociopolitical and historical context in which a region develops, have on its structure, functioning and metabolic flows. Different existing options towards more-balanced nutrient management and to reduce and enhance nutrient N and P recirculation in Grand Nador are discussed. Likewise, new lines of further research are advanced.