Ökosystemleistungen städtischer Wälder

Verbesserung der Modellierung der regulierenden Ökosystemleistungen von Stadtbäumen

Datenbögen zu Ökosystemleistungen städtischer Bäume und Wälder aus GrüneLunge 1.0.
Datenbögen zu Ökosystemleistungen städtischer Bäume und Wälder aus GrüneLunge 1.0.

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 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-Tee 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 GrüneLunge 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 von GrüneLunge 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 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. Insbesondere Wälder im Stadtumland bieten daher, neben den Bäumen in der Stadt, viele wichtige Ökosystemleistungen für die städtischen Bewohnerinnen und Bewohner. So nutzen beispielsweise während der COVID-19-Pandemie Menschen aus Karlsruhe auch stadtnahe Wälder in Rheinstetten zur Erholung und um Stress abzubauen. Auch bereitstellenden und regulierenden Ökosystemleistungen wie die Verbesserung der Luftqualität wirken grenzüberschreitend zwischen städtischen und stadtnahen Gebieten. Doch die Ausweitung der Verstädterung trägt  dazu bei, dass auch stadtnahe Gebiete zunehmend verdichtet und versiegelt werden. So geraten stadtnahe Bäume und Wälder zunehmend unter Druck. 

 

Im Projekt GrüneLunge haben wir daher die Hypothese aufgestellt, dass die administrative und praktische Bewirtschaftung städtischer Bäume und Wälder auch über die Grenzen zwischen Stadt und Umland hinausgehen müssen. 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 skizziert. Das Konzept basiert auf einem Punktesystem zur Operationalisierung und Bewertung von Ökosystemleistungen auf der Grundlage der während der GrüneLunge 1.0 gesammelten Felddaten. In Zukunft soll der Ansatz die raumübergreifende Kompensation von Ökosystemleistungen auf ökologischer und kultureller Ebene ermöglichen.

 

Ziel des Projekts GrüneLunge 2.0 ist die Weiterentwicklung des Punktesystems für Ökosystemleistungen und die Schaffung eines rechtlichen Rahmens für das  Konzept. Darüber hinaus werden Möglichkeiten des Kompensationskonzepts von Ökosystemleistungen erörtert, das exemplarisch zwischen Karlsruhe und Rheinstetten und perspektivisch auch für andere stadtnahe Gemeinden angewendet werden kann. 

Foto: Anastasiya Sultanova/KIT