Mapping Urban Green and Its Ecosystem Services at Microscale—A Methodological Approach for Climate Adaptation and Biodiversity

The current awareness of the high importance of urban green leads to a stronger need for tools to comprehensively represent urban green and its benefits. A common scientific approach is the development of urban ecosystem services (UES) based on remote sensing methods at the city or district level. Urban planning, however, requires fine-grained data that match local management practices. Hence, this study linked local biotope and tree mapping methods to the concept of ecosystem services. The methodology was tested in an inner-city district in SW Germany, comparing publicly accessible areas and non-accessible courtyards. The results provide area-specific [m2] information on the green inventory at the microscale, whereas derived stock and UES indicators form the basis for comparative analyses regarding climate adaptation and biodiversity. In the case study, there are ten times more micro-scale green spaces in private courtyards than in the public space, as well as twice as many trees. The approach transfers a scientific concept into municipal planning practice, enables the quantitative assessment of urban green at the microscale and illustrates the importance for green stock data in private areas to enhance decision support in urban development. Different aspects concerning data collection and data availability are critically discussed

Erweiterung von Baumkatastern und Baumkartierungen zur Bestimmung von Ökosystemleistungen im Stadtgebiet (am Beispiel Beschattungsleistung)

Bäume im städtischen Raum erfüllen zahlreiche und bevölkerungsdienliche Ökosystemleistungen, wie zum Beispiel die Beschattungsleistung und die Kohlenstoffspeicherkapazität. Für die Bewertung dieser Leistungen sind die physischen Merkmale, wie Höhe oder Stammumfang, besonders wichtig. Für den öffentlichen Raum gibt es häufig schon Baumkataster mit Angaben zu einigen physischen Baumparametern. Allerdings sind hier zumeist die Bäume in Privatbesitz nicht erfasst. Um den Datensatz für das gesamte Stadtgebiet zu ergänzen, sind daher Baumkartierungen der privaten und halböffentlich zugänglichen Flächen unerlässlich. Bei der Durchführung einer Baumkartierung werden die Baumart und die Parameter Brusthöhendurchmesser, Baumhöhe und Baumkronen-durchmesser erfasst. Diese Erfassungsmethode wird derzeit in Köln (Weidenpesch) angewendet und wurde bereits in vorherigen Arbeiten in Karlsruhe (Innenstadt Ost) und in Mannheim (Schwetzinger-stadt) eingesetzt, um Baumdatensätze für untersuchte Stadtgebiete zu vervollständigen und deren Ökosystemleistungen daraus abzuleiten. Baumkataster sind ein bewährtes Instrument für das Management städtischer Baumbestände. Sie erfassen grundlegende Merkmale, jedoch sind die darin festgehaltenen Angaben oftmals un-vollständig, insbesondere die Angaben zum Baumkronendurchmesser fehlen häufig. Da diese Angaben aber erforderlich sind, um die Ökosystemleistung Beschattung durch einen Einzelbaum bestimmen zu können, werden effiziente Vorgehensweisen zur Bestimmung dieser Werte benötigt. Neben einer Möglichkeit, durch Fernerkundungsdaten relevante Parameter abzuleiten, fehlt es an robusten statistischen Modellen für eine fernerkundungsdatenunabhängige Schätzung des Baum-kronendurchmessers. Ein solches Modell bietet entscheidende Vorteile, wenn Fernerkundungsdaten nicht vorliegen, nicht ausgewertet werden können oder die Aktualität sowie Qualität der benötigen Datensätze nicht übereinstimmen. Ziel des Beitrags ist die Vorstellung eines statistischen Modells zur Ergänzung fehlender Werte im Baumdatensatz zum Baumkronendurchmesser. Aufbauend auf diesen angereicherten Datensätzen kann der gesamte Baumbestand des Stadtgebietes genutzt werden, um die Ökosystemleistungen Beschattung und Kohlenstoffspeicherkapazität realitätsnah zu bewerten. In einem weiteren Schritt können dann auch einzelne Stadtgebiete miteinander verglichen werden. Es wird zudem demonstriert, wie mit einfach anwendbaren Methoden und vorhandenen Kataster-daten bereits robuste Bewertungen der Ökosystemleistungen von urbanen Bäumen durchgeführt werden können

Grünbestände in privaten Innenhöfen und deren Ökosystemleistungen im Stadtquartier: Erkenntnisse einer quartiersweiten Erhebung in Karlsruhe

Stadtgrün ist ein wichtiger Bestandteil nachhaltigen Flächenmanagements. In vielen Städten ist es das Ziel, grüne Infrastruktur zu schützen und weiterzuentwickeln. Die notwendigen Daten dafür sind für den öffentlichen Raum teilweise vorhanden, z.B. in Form eines Baumkatasters. Soll der gesamte Grünbestand betrachtet und seine lokalen Ökosystemleistungen (ÖSL) bewertet werden, so müssen jedoch auch die privaten Bereiche berücksichtigt werden. Daher wurden Flächenbiotope wie Grünflächen, Gärten, Hecken usw. sowohl im Öffentlichen als auch in privaten Innenhöfen der Blockrandbebauung eines Stadtquartiers in Karlsruhe auf ca. 170 000 m² Fläche kartiert und anschließend bewertet. Im öffentlichen Bereich sind 3,6 % der Fläche begrünt und 95,7 % voll versiegelt, im Privaten 37,2 % begrünt aber auch 55,9 % voll versiegelt. In diesem verdichteten Innenstadtbereich ohne öffentliche Grünflächen hat daher der private Bereich einen besonders hohen Stellenwert für alle ÖSL. Dies stellt das Prinzip der Innen- vor Außenentwicklung stark in Frage, insbesondere, wenn für die Innenverdichtung wertvolle Grünbestände verloren gehen. Die monetäre Bewertung des Grünbestands anhand von Ökopunkten (25 Ct/ÖP) ergibt für die Flächenbiotope des Gesamtquartiers gerade mal 42 000 €, etwas mehr als der Gegenwert einer Garage. Wir schlussfolgern, dass deutlich höhere Sätze in den flächen-umkämpften Städten angesetzt werden müssten bzw. Grünbestände flächenmäßig vergrößert oder qualitativ aufgewertet werden müssten

Ergebnisbericht zu den Arbeitspaketen 7, 8 und 10 des Forschungsprojekts NaMaRes

Vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Stadtentwicklung haben sich die Ziele und Gewichtungen in der Entwicklung und Bewertung von Bestandsquartieren verändert. Mit den formellen Instrumenten der Stadtplanung und -entwicklung können im Neubau viele Ansatzpunkte des Klimaschutzes und der Klimaanpassung adressiert werden. Im Bestand hingegen sinkt die Effektivität dieser Instrumente, da ad hoc Veränderungen nicht durchgeführt oder vorgeschrieben werden können. Daher wird derzeit die Entwicklung im Bestand über langfristig angelegte Quartierssanierungen und Sanierungsprogramme angeregt. Im Forschungsprojekt NaMaRes („Ressourcenmanagement im Quartier im Kontext nachhaltiger Stadtentwicklung“) wurden zwischen 2019 und 2022 Grundlagen und Werkzeuge zur Unterstützung einer nachhaltigen Stadtentwicklung erforscht und entwickelt. Die Erkenntnisse ermöglichen eine verbesserte prozessbegleitende Nachhaltigkeitsbewertung auf Quartiersebene. Die Werkzeuge umfassen EDV-technische Lösungen, Erhebungsmethoden und quantitative Bewertungsmethoden. Die Erprobung der Werkzeuge erfolgte in einem Bestandsquartier in der Stadt Karlsruhe in Baden-Württemberg. Dieser Bericht fasst ausgewählte Ergebnisse der Arbeitspakete 7, 8, und 10 des Forschungsprojekts NaMaRes und aus der Erprobungsphase in dem Quartier Innenstadt-Ost in Karlsruhe zusammen. Für das Arbeitspaket 7 wurden Szenarien aus den gesamtgesellschaftlichen, lokalen und planerischen Anforderungen abgeleitet oder anhand von Experten/-innen entwickelt. Im Arbeitspaket 8 wurden für die im Arbeitspaket 7 festgelegten Szenarien quantitative und qualitative Analysen durchgeführt und ausgewertet. Aufbauend auf den projektinternen Abstimmungen und der Softwareentwicklung im Forschungsprojekt wurden Potenzialausschöpfungsszenarien berechnet, präsentiert und diskutiert. Ebenso wurden die gewonnenen qualitativen Erkenntnisse neben den Berechnungen für Handlungsempfehlungen herangezogen und im Arbeitspaket 10 dokumentiert. Hierbei fokussieren sich die Handlungsempfehlungen auf die Nachhaltigkeitsdimensionen im Allgemeinen, aber auch auf die urbane Klimaanpassung im Besonderen. Der Bericht ist wie folgt aufgebaut: Zunächst werden die wichtigsten Rahmenbedingungen des Forschungsprojekts wiedergegeben und das Untersuchungsgebiet wird detailliert beschrieben. Hierbei werden die Datenlage, durchgeführte Erhebungen und verschiedene Übersichten gezeigt. Danach werden ausgewählte Ergebnisse vorgestellt

Bewertung der Ökologie, Wirtschaftlichkeit und sozialen Effekte von ressourceneffizienzsteigernden Maßnahmen auf Quartiersebene – von der volkswirtschaftlichen zur akteursspezifischen Perspektive (NaMaRes): Schlussbericht des Forschungsvorhabens

Das NaMaRes-Projekt entwickelte Werkzeuge und Handlungsempfehlungen zur Unterstützung einer nachhaltigen und ressourceneffizienten Stadtplanung auf Quartiersebene. Die betrachteten Ressourcen umfassen Wasser, Stoffe, Fläche und Ökosystemleistungen. Die Projektergebnisse verbessern die Informationslage über Ressourcen in Bestandsquartieren und bieten eine Grundlage für Akteure in politischen Diskussionen und städtischer Umsetzungsplanung. Das Projekt trägt zur Umsetzung der SDGs in Städten bei

Grünbestände in privaten Innenhöfen und deren Ökosystemleistungen im Stadtquartier: Erkenntnisse einer quartiersweiten Erhebung in Karlsruhe

Stadtgrün ist ein wichtiger Bestandteil nachhaltigen Flächenmanagements. In vielen Städten ist es das Ziel, grüne Infrastruktur zu schützen und weiterzuentwickeln. Die notwendigen Daten dafür sind für den öffentlichen Raum teilweise vorhanden, z.B. in Form eines Baumkatasters. Soll der gesamte Grünbestand betrachtet und seine lokalen Ökosystemleistungen (ÖSL) bewertet werden, so müssen jedoch auch die privaten Bereiche berücksichtigt werden. Daher wurden Flächenbiotope wie Grünflächen, Gärten, Hecken usw. sowohl im Öffentlichen als auch in privaten Innenhöfen der Blockrandbebauung eines Stadtquartiers in Karlsruhe auf ca. 170 000 m² Fläche kartiert und anschließend bewertet. Im öffentlichen Bereich sind 3,6 % der Fläche begrünt und 95,7 % voll versiegelt, im Privaten 37,2 % begrünt aber auch 55,9 % voll versiegelt. In diesem verdichteten Innenstadtbereich ohne öffentliche Grünflächen hat daher der private Bereich einen besonders hohen Stellenwert für alle ÖSL. Dies stellt das Prinzip der Innen- vor Außenentwicklung stark in Frage, insbesondere, wenn für die Innenverdichtung wertvolle Grünbestände verloren gehen. Die monetäre Bewertung des Grünbestands anhand von Ökopunkten (25 Ct/ÖP) ergibt für die Flächenbiotope des Gesamtquartiers gerade mal 42 000 €, etwas mehr als der Gegenwert einer Garage. Wir schlussfolgern, dass deutlich höhere Sätze in den flächen-umkämpften Städten angesetzt werden müssten bzw. Grünbestände flächenmäßig vergrößert oder qualitativ aufgewertet werden müssten

Mapping Urban Green and Its Ecosystem Services at Microscale—A Methodological Approach for Climate Adaptation and Biodiversity

The current awareness of the high importance of urban green leads to a stronger need for tools to comprehensively represent urban green and its benefits. A common scientific approach is the development of urban ecosystem services (UES) based on remote sensing methods at the city or district level. Urban planning, however, requires fine-grained data that match local management practices. Hence, this study linked local biotope and tree mapping methods to the concept of ecosystem services. The methodology was tested in an inner-city district in SW Germany, comparing publicly accessible areas and non-accessible courtyards. The results provide area-specific [m2] information on the green inventory at the microscale, whereas derived stock and UES indicators form the basis for comparative analyses regarding climate adaptation and biodiversity. In the case study, there are ten times more micro-scale green spaces in private courtyards than in the public space, as well as twice as many trees. The approach transfers a scientific concept into municipal planning practice, enables the quantitative assessment of urban green at the microscale and illustrates the importance for green stock data in private areas to enhance decision support in urban development. Different aspects concerning data collection and data availability are critically discussed