Neue Modelle und mathematische Ansätze für bessere Grünflächen und Ökosysteme in Städten
In den kommenden Jahrzehnten werden die städtische Entwicklung und Verdichtung, das Bevölkerungswachstum sowie auch demografische Veränderungen und der Klimawandel Einfluss auf die Produktion und den Verbrauch städtischer Ökosystemdienstleistungen nehmen, d. h. auf den direkten und indirekten Nutzen, den Menschen aus der natürlichen Umwelt ziehen. Beispiele für solche Ökosystemdienstleistungen umfassen die Bereitstellung von Nahrungsmitteln, Lebensraum für Wildtiere und Pflanzen und Bestäubungsdienste für Kulturpflanzen, die Verbesserung der Wasserqualität, Bodenbildung und Temperaturregelung, die Verringerung von Erosion und Überschwemmungen sowie den Erhalt einer Vielzahl von kulturellen Errungenschaften, ästhetischen Werten und Erholungsmöglichkeiten. Dynamisches Zusammenspiel von Mensch, Wasser und Ökosystemen „Entwicklungsentscheidungen, die ohne Berücksichtigung dieser Vorteile getroffen werden, bergen die Gefahr, dass die Systeme versehentlich beschädigt werden und die Wertschöpfung somit unmöglich wird“, so Prof. Pierluigi Claps, Koordinator des EU-finanzierten Projekts ECO.G.U.S.. Das Projekt konzentrierte sich von all diesen Ökosystemdienstleistungen auf städtische Grünflächen. „Wir betrachten städtische Grünflächen wie Straßenbäume, Parks und Gärten sowie angelegte Feuchtgebiete, begrünte Fassaden und Dächer nicht nur als grundlegende Bestandteile des städtischen Wasser-, Energie- und Nährstoffkreislaufs, sondern auch als Schlüsselressourcen für den Aufbau nachhaltiger, belastbarer und anpassungsfähiger städtischer Systeme.“ Die Arbeit begann mit einer Analyse der Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken der Typologien von städtischen Grünflächen. Dies beinhaltete sowohl Komponenten des städtischen Wasserkreislaufs als auch biophysikalische, strukturelle und soziale Faktoren. Multidisziplinäre Perspektive für nachhaltigere und belastbarere Städte Das Team von ECO.G.U.S. entwickelte wissenschaftliche Instrumente zur Quantifizierung der Nachhaltigkeit städtischer Grünanlagen sowie ihrer Vorteile als Ökosystemdienstleistungen. Diese Instrumente werden Leitlinien und bewährte Verwaltungsverfahren zur Verbesserung der Qualität und Quantität von städtischen Grünflächen sowie der aktuellen umweltrelevanten Entscheidungsverfahren auf den Weg bringen. Städtische Grünflächen wurden als eine der Hauptquellen für Ökosystemdienstleistungen anerkannt, deren Quantifizierung die Bestimmung der damit verbundenen Mengen an Energie, Wasser, Kohlenstoff und Bodennährstoffen erfordert. Um die von städtischen Grünflächen bereitgestellten Ökosystemdienstleistungen zu beziffern, haben die Projektpartner ein dynamisches stochastisches ökohydrologisches Modell basierend auf einzelnen Bäumen an den städtischen Kontext angepasst. Das Modell kann verwendet werden, um das Potenzial für Ökosystemdienstleistungen wie Abkühlungseffekte durch Bäume, Bodenkohlenstoffbindung oder Regenwasserbewirtschaftung abzuschätzen. Sie wandten die dynamische Systemtheorie auf das Problem der städtischen Wasserbewirtschaftung im Hinblick auf Grünflächen an. Das Ergebnis ist ein formales und stilisiertes mathematisches Modell, das die komplexe Interaktion zwischen der Präsenz grüner Infrastrukturen, ihrer Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen und der Bevölkerung, die sich an ihnen erfreut und von ihnen profitiert, erfassen kann. ECO.G.U.S. stellt eine der ersten Anwendungen des stochastischen ökohydrologischen Ansatzes und der optimalen stochastischen Steuerung auf ein städtisches Umfeld dar, die auf die Bewältigung von Katastrophen und unvorhergesehenen Ereignissen infolge des Klimawandels abzielt. Schließlich definierten die Forscher neue Leitlinien für die Verwaltung städtischer Grünflächen und legten den Grundstein für die erste europaweite Forschungsgruppe im Bereich städtische Ökohydrologie. Prof. Roberto Revelli, ein Marie Skłodowska-Curie-Stipendiat, der mit Prof. Claps zusammenarbeitete, fügt hinzu, dass ECO.G.U.S. „fest in den Zielen der EU-Politik und der Millenniums-Bewertung der Ökosysteme der Vereinten Nationen verwurzelt ist.“ Letztere beurteilt die Auswirkungen von Ökosystemveränderungen auf das menschliche Wohlbefinden. „Umweltinfrastrukturen müssen widerstandsfähiger werden. Denn die Verwaltungsbehörden stehen vor großen Herausforderungen, die mit einer Welt in ständigem ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Wandel einhergehen“, schließt er. „Deshalb brauchen wir Instrumente, die ableiten können, welche Auswirkungen die Entscheidungen, die wir heute treffen, auf die Zukunft haben werden.“ Die Forschung von ECO.G.U.S. wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen gefördert.
Schlüsselbegriffe
ECO.G.U.S., städtisch, städtische Grünflächen, Ökosystemdienstleistungen, Städte, ökohydrologisch, Ökosysteme, Wasserbewirtschaftung
