Ökosystemleistungen städtischer Wälder

Verbesserung der Modellierung der regulierenden Ökosystemleistungen von Stadtbäumen

Das Projekt GrüneLunge basiert auf der Erkenntnis, dass Grünflächen und insbesondere Bäume für das Mikroklima und die Luftqualität in der Stadt äußerst wichtig sind. Die Verbesserung des Mikroklimas und der Luftqualität in der Stadt ist eine der wichtigsten regulierenden Ökosystemleistungen von Stadtbäumen. Umgekehrt werden Stadtbäume durch die städtischen Bedingungen oft gestresst, was ihre positiven Auswirkungen verringert. Daher wurden in der ersten Phase des Projekts Informationen gesammelt, die einerseits das Klima und andererseits die Baummerkmale in der Stadt charakterisieren. Die vom KIT-ITAS gesammelten Daten aus dem AP1 von GrüneLunge 1.0 wurden zur Quantifizierung der regulierenden Ökosystemleistungen von städtischen Wäldern verwendet. Zu diesem Zweck wurde die Software i-tree-eco des United States Forest Service zur Modellierung städtischer Ökosystemleistungen verwendet. Sie lieferte uns einige Schätzungen über die potenziellen regulierenden Ökosystemleistungen der städtischen Bäume. Sie war jedoch nicht ganz präzise, da viele Gleichungen, die in der i-tree-eco-Software zur Modellierung regulierender Ökosystemleistungen verwendet wurden, allgemein gehalten und nicht auf die städtischen Standortbedingungen in Karlsruhe und Rheinstetten zugeschnitten waren. In einem Parallelprojekt zu GrüneLunge wurde vom KIT-IMK ein prozessorientiertes Modell ("Tree4C") für die Abschätzung der regulierenden Ökosystemleistungen einzelner Stadtbäume entwickelt.

Auf der Grundlage der von der GrünenLunge 1.0 gesammelten Daten werden wir mit dem Modell Tree4c die Auswirkungen von Stadtbäumen auf die Umgebungstemperatur und die Luftschadstoffbelastung in den Städten Karlsruhe und Rheinstetten quantifizieren. Die Abhängigkeit dieser Effekte von der Witterung und der Wasserverfügbarkeit wird explizit berücksichtigt, und ihr Erhalt wird im Hinblick auf Sensitivitäts- und Klimaszenarien untersucht. Darauf aufbauend wird der mögliche Einfluss des städtischen Managements durch Pflege, Bewässerung und Artenwahl herausgearbeitet. Um dieses Ziel zu erreichen, wird das Modell Tree4C verwendet, um die Umwelteinflüsse von Bäumen in Abhängigkeit von Dimension, Standort und baumartenspezifischer Empfindlichkeit gegenüber Trockenstress abzubilden. Dieses Modell wird auf der Grundlage des Karlsruher Stadtbaumkatasters und zusätzlicher Messungen aus beiden Projektphasen für signifikante Stadtbäume und deren Standorte parametrisiert und initialisiert. Weitere Untersuchungsergebnisse, wie z.B. die Ermittlung von Temperaturunterschieden in der Nähe von Grünflächen, werden zur Bewertung der Modellierung herangezogen. Das Teilprojekt baut somit auf den bisherigen Arbeiten (aus den Arbeitspaketen 1, 2 und 3) auf und geht über konkrete Messorte und -zeiten hinaus, um die Auswirkungen verschiedener, aber zukünftig zu erwartender Extremwetterereignisse (Hitzewellen) und Möglichkeiten der Gegensteuerung (Bewässerung) zu analysieren.

  

Punktbasiertes Bewertungssystem und Austausch von Ökosystemleistungen

In Deutschland werden die großen Infrastrukturprojekte wie Flughäfen, Wohnsiedlungen, Industriegebiete oder Fußballstadien und Vergnügungsstätten zunehmend in die Stadtrandgebiete verlagert, da die Städte bereits stark versiegelt und verdichtet sind. Diese Ausweitung der Verstädterung trägt dazu bei, dass stadtnahe Gebiete zunehmend verdichtet und versiegelt werden. Sowohl städtische als auch stadtnahe Bäume und Wälder sind mit Ökosystemleistungen verbunden und können nicht isoliert betrachtet werden. Denn Stadt- und Stadtrandbewohner pendeln nicht nur aus beruflichen Gründen zwischen den Regionen, sondern auch, um Grünanlagen, Naturschutzgebiete, Wälder usw. zur Erholung und aus kulturellen Gründen zu besuchen. So besuchten beispielsweise während der COVID-19-Pandemie Menschen aus Karlsruhe und Rheinstetten verstärkt städtische und stadtnahe Wälder innerhalb ihrer Stadtgrenzen und reisten auch über die Stadtgrenzen hinaus, um Stress abzubauen. Die unterstützenden Ökosystemleistungen wie die Mikrohabitatstrukturen in städtischen Bäumen helfen nicht nur Fledermäusen und Vögeln aus den Innenstädten, sondern auch aus stadtnahen Gebieten. Die bereitstellenden und regulierenden Ökosystemleistungen kommen der Luftqualität, der Anpassung an den Klimawandel und der Abschwächung des Klimawandels zugute, die grenzüberschreitend zwischen städtischen und stadtnahen Gebieten wirken.

 

Aus diesen Gründen muss die administrative und praktische Bewirtschaftung dieser Gebiete auch über die Grenze zwischen Stadt und Umland hinausgehen. Eine vorausschauende, zonenübergreifende und ganzheitliche Planung und Bewirtschaftung ist erforderlich, um die allgemeine Widerstandsfähigkeit der Region gegen Dürrekatastrophen, Hitzewellen und Überschwemmungen zu stärken. In GrüneLunge 1.0 haben wir vorgeschlagen, dass ein Teil eines grenzüberschreitenden Managements von städtischen und stadtnahen Regionen die Schaffung eines standardisierten, punktuellen Bewertungssystems und die Entwicklung eines Konzepts für den Austausch von Ökosystemleistungen zwischen städtischen und stadtnahen Gebieten sein könnte.

 

Im Rahmen des Projekts GrüneLunge 1.0 wurde ein Konzept zum Austausch von Ökosystemleistungen von Bäumen und Wäldern zwischen städtischen und stadtnahen Regionen entwickelt. Das Konzept basiert auf einem Punktesystem zur Operationalisierung und Bewertung von Ökosystemleistungen auf der Grundlage der während der GrüneLunge 1.0 gesammelten Felddaten. Der Ansatz ermöglicht die raumübergreifende Kompensation von Ökosystemleistungen auf ökologischer und kultureller Ebene.

 

Das hier skizzierte Kompensationskonzept ist ein ganzheitlicher Ansatz, der die regulierenden, versorgenden, unterstützenden und kulturellen Ökosystemleistungen von Wäldern und Grünflächen einbezieht und sich auf urbane und stadtnahe Räume konzentriert. Ursprünglicher Anstoß für die Entwicklung des Kompensationskonzepts war die bestehende Ökokontoverordnung (LUBW 2010). Diese bietet die Möglichkeit, im Vorfeld von Eingriffen in Natur und Landschaft Maßnahmen zur Verbesserung des Naturhaushalts durchzuführen, die nachweislich einen Mehrwert für die Schutzgüter Lebensräume, Boden und Wasser erbringen. Die Maßnahmen sind einem von sechs Wirkungsbereichen zuzuordnen. Diese Wirkungsbereiche konzentrieren sich zum Beispiel auf die Verbesserung von Biotopen, Bodenfunktionen und die Förderung bestimmter Arten. Da die Ökosystemleistungen von Stadtbäumen und die Bewertung kultureller Ökosystemleistungen in der Ökokonto-Verordnung bisher nicht berücksichtigt wurden, ist das Projekt eine wichtige Ergänzung für das Management von städtischen Grünflächen.

 

 

Ziel ist die Weiterentwicklung und Pilotierung eines Kompensationskonzepts von Ökosystemleistungen, das exemplarisch zwischen Karlsruhe und Rheinstetten und perspektivisch auch für andere stadtnahe Gemeinden angewendet werden kann. Das Konzept basiert auf den oben beschriebenen Vorarbeiten, die die regulierenden, unterstützenden, bereitstellenden und kulturellen Ökosystemleistungen mit Hilfe eines Punktesystems einbeziehen und operationalisieren.