Qualifizierung urbaner Gärten – Ökosystemare Werte Messen

Die typischen Formen urbaner Gärten lassen sich in folgende Kategorien unterteilen: Hausgärten sind in der Regel kleine private Flächen, die direkt mit einem bewohnten Gebäude verbunden sind. Sie dienen der Bewirtschaftung, Erholung und Gestaltung des Lebensraums und bieten den Bewohnern die Möglichkeit, eigenständig Nahrung anzubauen oder sich in einem grünen Umfeld zu entspannen. Zu beachten ist, dass Bäume, Sträucher und Hecken innerhalb von Hausgärten in der Regel bestimmte Abstandsregeln zur Grundstücksgrenze einhalten müssen. Diese Regelungen tragen dazu bei, sowohl die Privatsphäre der Bewohner zu wahren als auch den städtischen Raum geordnet zu gestalten.

Parks und öffentliche Gärten sind in städtischen Gebieten oft grüne Oasen und öffentliche Erholungsräume, die sowohl ästhetisch ansprechend als auch funktional sind. Diese Flächen, die meist mit Rasen, Büschen, Bäumen und Wegen gestaltet sind, haben in vielen Städten eine lange Tradition. Der Begriff "Park" leitet sich vom lateinischen "parricus" (Gehege) ab und beschreibt ursprünglich eingezäunte Grünflächen. Heute sind Parks öffentlich zugängliche Erholungsräume, die eine Vielzahl von Aktivitäten ermöglichen und einen wichtigen Beitrag zur Luftqualität sowie zum Mikroklima der Städte leisten.

Gemeinschaftsgärten sind kollektiv betriebene und gemeinschaftlich gestaltete Grünflächen, die auf freiwilligem Engagement beruhen. Diese Gärten sind häufig auf die Bedürfnisse der städtischen Bevölkerung ausgerichtet und dienen als Treffpunkt für Menschen unterschiedlicher Herkunft und sozialen Hintergründe. Im Gegensatz zu Kleingärten, die in der Regel privat genutzt werden, sind Gemeinschaftsgärten gemeinschaftlich verwaltet und oft nach den Prinzipien des biologischen Landbaus bewirtschaftet. Sie bieten nicht nur einen Raum zur Lebensmittelproduktion, sondern auch zur Förderung sozialer Bindungen und einer nachhaltigen urbanen Entwicklung.

Kleingärten sind gemäß den Regelungen im Bundeskleingartengesetz festgelegte Flächen, die vorrangig der privaten Nutzung dienen, um Obst, Gemüse und Blumen für den Eigenbedarf anzubauen sowie erholsame Stunden im Grünen zu verbringen. Typischerweise sind die Flächen auf maximal 400 m² beschränkt, wobei die zugehörige Laube nicht größer als 24 m² sein darf. Kleingärten dürfen nicht ganzjährig bewohnt werden und gehören zu Kleingartenvereinen mit eigenen Satzungen. Diese Gartenform ist insbesondere durch den Anbau von Nutzpflanzen sowie die Begrenzung auf nicht überwiegende Rasenflächen charakterisiert.

Dach- und Fassadengärten sind innovative, gebäudegebundene Gartenformen, die eine zunehmend wichtige Rolle in urbanen Landschaften spielen. Sie nutzen spezielle Substratspeicher, um Pflanzen auf den Dächern oder an den Fassaden von Gebäuden anzubauen. Diese Gärten tragen zur Verbesserung des Stadtklimas bei, indem sie die Luftqualität verbessern, das Regenwassermanagement optimieren und zur Reduktion von städtischen Wärmeinseln beitragen. Dachgärten haben zudem den Vorteil, dass sie ungenutzte Flächen in urbanen Gebieten für die Grünflächengestaltung erschließen und zur Förderung von Biodiversität und dem ökologischen Gleichgewicht beitragen.

Urbane Gärten bieten wertvolle Lebensräume für Pflanzen und Tiere, die in Städten sonst kaum Platz finden. Durch die Integration von Grünflächen wird die Biodiversität gefördert, was vor allem in großstädtischen Gebieten von Bedeutung ist, wo natürliche Lebensräume zunehmend verschwinden. Pflanzen in urbanen Gärten verbessern die Luftqualität, indem sie Schadstoffe filtern und Sauerstoff produzieren. Sie tragen auch zur Kühlung der Umgebung bei, indem sie Schatten spenden und durch Verdunstung den Wärmeinsel-Effekt in Städten reduzieren. Dies ist besonders wichtig, da Städte oft stärker unter Hitzewellen leiden. Urbane Gärten schaffen Rückzugsorte und bieten nicht nur eine Gelegenheit zur Erholung, sondern auch zur aktiven Teilnahme an der Natur, sei es durch Gartenarbeit, gemeinschaftliche Pflege oder einfach durch das Genießen des grünen Raums (Schneider & Fauk, 2022). Besonders Gemeinschaftsgärten und kleinere Hausgärten bieten den Stadtbewohnern die Möglichkeit, selbst Lebensmittel anzubauen.

Gestaltung und Pflege urbaner Gärten

In dicht besiedelten Städten sind geeignete Flächen für die Schaffung von Gärten oft begrenzt. Dies erfordert kreative Lösungen wie Dachgärten oder vertikale Gärten, um ungenutzte Flächen für Grünprojekte zu gewinnen. Insbesondere in innerstädtischen Gebieten ist der Boden oft stark versiegelt oder von schlechter physikalischen und oder chemischer Qualität (Schneider et al. 2023). Die Verbesserung der Bodenstruktur und die Verwendung von speziellen Substraten kann hier eine Herausforderung darstellen. Auch die Anpassung an die verschiedenen Bodenbedingungen erfordert eine sorgfältige Planung hinsichtlich der standortangepassten Pflanzenartenwahl und der einhergehenden strukturellen Vielfalt sowie der korrespondierenden Funktionalität.

Das Management von Wasserressourcen ist in Städten oft eine Herausforderung. Die Bereitstellung einer nachhaltigen Wasserversorgung für Gärten, sei es durch Regenwassernutzung oder durch wasserspeichernde Techniken, ist ein wichtiger Aspekt der Gestaltung urbaner Gärten. Viele urbane Gärten, insbesondere Gemeinschaftsgärten, werden von Freiwilligen gepflegt. Der Aufwand für die Pflege und die Sicherstellung der langfristigen Nachhaltigkeit stellt eine große Herausforderung dar. Eine stabile Organisation und regelmäßige Beteiligung der Gemeinschaft sind entscheidend.

Der Klimawandel beeinflusst zunehmend auch städtische Gärten. Extreme Wetterereignisse wie Dürre oder Starkregen erfordern widerstandsfähige Pflanzensysteme und eine angepasste Gartenpflege, um den Gärten langfristig ein gesundes Wachstum zu ermöglichen. Urbane Gärten sind für städtische Gebiete aus ökologischer, sozialer und gesundheitlicher Perspektive von großer Bedeutung. Sie tragen bei richtiger Gestaltung und Pflege nicht nur zur Verbesserung des Stadtklimas bei, sondern fördern auch das Gemeinschaftsgefühl und die Selbstversorgung. Die Gestaltung und Pflege solcher Gärten erfordern jedoch kreative Lösungen, um mit den städtischen Herausforderungen wie Platzmangel, Klimawandel und begrenzten Ressourcen umzugehen.

Ökosystemare Werte urbaner Gärten

Die ökosystemaren Werte urbaner Gärten sind vielfältig und reichen von der Förderung der Biodiversität bis hin zur Verbesserung der Luftqualität und der Klimaanpassung. Sie bieten eine breite Palette von Umwelt-, Sozial- und Gesundheitsvorteilen, die nicht nur zur ökologischen Nachhaltigkeit beitragen, sondern auch die Lebensqualität in Städten signifikant verbessern (Guitart et al. 2012). Angesichts der zunehmenden Urbanisierung und der damit verbundenen ökologischen Herausforderungen sollten urbane Gärten als integrale Bestandteile der Stadtplanung betrachtet werden, um Städte widerstandsfähiger, lebenswerter und nachhaltiger zu gestalten. Urbane Gärten bieten eine Vielzahl von produktiven Ökosystemleistungen (ÖSL), die sowohl zur Verbesserung der Lebensqualität als auch zur ökologischen Resilienz städtischer Räume beitragen (Gómez-Baggethun & Barton, 2013). Gleichzeitig gibt es auch potenzielle kontraproduktive Auswirkungen, die durch eine gezielte Planung und die Verwendung nachhaltiger Praktiken minimiert werden können. Eine sorgfältige Abwägung der ökosystemaren Werte ist notwendig, um die positiven Effekte urbaner Gärten zu maximieren und negative Auswirkungen zu verhindern. Durch die Förderung einer nachhaltigen und integrativen Nutzung von urbanem Grün können Städte ihre Umweltziele erreichen und gleichzeitig die Lebensqualität steigern.

Fallstudie Magdeburg – Projekt UGI Plan

Das Projekt "UGI-Plan – Valorisierung von Ökosystemleistungen des urbanen Gartenbaus als Teil der urbanen grünen Infrastruktur in der kommunalen Entwicklungsplanung", finanziert durch das Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft. fokussiert auf die quantifizierbare Erfassung der ÖSL urbaner Gärten und deren Integration in die kommunale Stadtplanung. Ein zentraler Aspekt des Projekts ist der Einsatz eines digitalen Zwillings, der es ermöglicht, stadtklimatische und wasserhaushaltliche Modelle unter Berücksichtigung urbaner grüner Infrastruktur zu entwickeln. Diese Modelle basieren auf digitalen Planungs- und Verwaltungsinformationen und tragen zur Optimierung der Stadtplanung bei. Kern des Modellansatzes, basierend auf digitalen Planungs- und Verwaltungsinformationen, bilden Messungen um die Modellgrundlagen zu validieren. Die folgend beschriebenen ökosystemaren Werte werden im Projekt gemessen.

Messung von Klima- und Umwelteinflüssen:

Diese Parameter sind entscheidend, um die Auswirkungen des urbanen Mikroklimas auf die Menschen und Pflanzen zu verstehen.

Lichtverhältnisse: Messung von Lichtintensität und Lichtqualität in verschiedenen Bereichen des urbanen Gartens, um den Einfluss auf die Photosynthese der Pflanzen und das Wohlbefinden der Stadtbewohner zu analysieren.

Temperatur (geschützt/unbeeinflusst): Temperaturmessungen an verschiedenen Stellen, zum Beispiel 150 cm über dem Boden, um den Einfluss von urbanen Gärten auf das Mikroklima zu quantifizieren, insbesondere im Hinblick auf städtische Wärmeinseln.

Luftfeuchtigkeit und Luftdruck: Diese Parameter sind wichtig, um den Feuchtigkeitshaushalt der Luft und den Druckverhältnissen in städtischen Gebieten zu messen, die wiederum die Vegetation und das Wohlbefinden der Bewohner beeinflussen.

Feinstaub (PM 2.5 und PM 10): Messung der Luftqualität, insbesondere von Feinstaubpartikeln, die aus verschiedenen Quellen stammen können (z. B. Verkehr, Industrie). Urbane Gärten können als Feinstaubfilter fungieren und so zur Verbesserung der Luftqualität beitragen.

CO2-Konzentration: Die CO2-Konzentration gibt Hinweis auf die Bodenrespiration und den verfügbarem Kohlenstoffdioxid für die Photosynthese und damit auf das Klimaschutzpotenzial von grünen Stadtflächen.

Solarstrahlung (UV-Index und Strahlungsleistung): Messung der Solarstrahlung, die für Pflanzenwachstum und Vegetationspotenziale entscheidend ist. Gleichzeitig ist die UV-Strahlung ein wichtiger Faktor für den menschlichen Aufenthalt und das Gesundheitsrisiko.

Pflanzenphysiologische Messungen:

Hierbei geht es um die Analyse der biologischen Funktionen der Pflanzen und deren Einfluss auf Stadtklima und Umwelt.

Transpirationspotenzial der Vegetation: Mikroskopische Messung der Stomataöffnungen (Pflanzenporen), um die Fähigkeit der Pflanzen zu messen, Wasser durch Transpiration in die Atmosphäre abzugeben. Dieser Wert ist mitbestimmend für die Feuchtigkeitsregulation und das Mikroklima.

Pollenrisiko: Messung und Modellierung des Pollenrisikos aus urbaner Vegetation, um das Gesundheitsrisiko in Bezug auf Allergien und Atemwegserkrankungen zu beurteilen. Dies kann durch die Bestimmung von Pollenemissionen und deren Verbreitung in der Luft erfolgen.

Zeckenabundanz in Kleingärten: Messung der Zeckenpopulation in urbanen Gartenflächen, um mögliche Gesundheitsrisiken für die Menschen, insbesondere im Hinblick auf krankheitsübertragende Zeckenarten (wie Lyme-Borreliose), zu ermitteln.

Bodenkundliche Messungen:

Diese Messungen liefern wichtige Daten über die Bodenstruktur und -qualität, die für das Pflanzenwachstum und das Wasserretentionsvermögen von entscheidender Bedeutung sind. Korngrößenverteilung und Saugspannung-Sättigungskurve: Bestimmung der Bodenstruktur und der Wasseraufnahmefähigkeit von Böden. Eine genaue Kenntnis dieser Parameter hilft, das Wasserspeichervermögen des Bodens und die Bodenbelüftung zu optimieren, was für das Pflanzenwachstum entscheidend ist.

Lagerungsdichte und Kalk/Organikgehalt: Die Lagerungsdichte des Bodens gibt Aufschluss über die Verdichtung des Bodens und dessen Bodenstruktur, die das Wasserhaltevermögen beeinflussen. Der Kalk- und Organikgehalt ist ebenfalls wichtig, da diese Stoffe das pH-Niveau und die Nährstoffverfügbarkeit für Pflanzen regulieren.

Geobotanische Messungen:

Diese Messungen dienen der Analyse der Vegetationsstruktur und des Pflanzenbestandes. Strukturelle Diversität der Vegetation: Bestimmung der vielfältigen strukturellen Elemente der Vegetation, wie zum Beispiel Bäume, Sträucher und Krautpflanzen, und deren Bedeutung für das Ökosystem. Dies kann mit Fernerkundungstechniken sowie Feldforschung erfolgen, um die ökologische Funktionalität und die Biodiversität zu beurteilen.

Modellierung und Fernerkundung:

Diese Methoden helfen, die gemessenen Daten zu interpretieren und in Planungsprozesse zu integrieren.

Modellierung des Baumwachstums: Mit Hilfe von Modellen und Baumkatasterdaten (z. B. Baumhöhen, Baumarten) kann das Wachstum und die Zukunftsprognose der städtischen Vegetation simuliert werden, was wichtige Hinweise auf das ÖSL-Langfristpotenzial der urbanen Gärten liefert (Fauk & Schneider, 2023a).

Fernerkundungsdaten der großflächigen UGI (Grünflächen) und strukturellen Ausstattung: Einsatz von Satellitenbildern oder Luftbildern, um die Grünflächenverteilung und deren strukturelle Diversität im städtischen Raum zu analysieren und mit Ergebnissen von Bodenproben zu korrelieren.

Schlussfolgerungen: Bedeutung der UGI-Qualifizierung für die Stadtplanung

Das Projekt "UGI Plan" zeigt, wie durch die Kombination von digitalen Technologien und Umweltwissen eine präzise, effiziente und integrierte Planung urbaner Gärten als wesentliche Bestandteile einer nachhaltigen und resilienten Stadtentwicklung erreicht werden kann. Diese UGI-Form spielt nicht nur eine Rolle bei der Verbesserung der Lebensqualität der Stadtbewohner, sondern trägt auch dazu bei, die ökologischen Herausforderungen der Urbanisierung zu meistern. Außerdem kann diese UGI-Art den Grundstückswert positiv beeinflussen (Fauk & Schneider, 2023b). Der digitale Zwilling dient hierbei als Entscheidungsunterstützung für Stadtplaner, die bei der Gestaltung von urbanen Gärten und Grünflächen die ökologische, soziale und ökonomische Bedeutung berücksichtigen müssen.

Weitere Informationen zum Projekt UGI-Plan können hier entnommen werden:

https://ingenieuroekologie.wubs.h2.de/pages/de/projekte/ugi-plan.php

Referenzen

Fauk, T.; Schneider, P. (2023a). Modeling Urban Tree Growth as Part of Green Infrastructure as Basis for Estimating Ecosystem Services in Urban Planning, Front. Environ. Sci., 08 June 2023, Sec. Social-Ecological Urban Systems, Volume 11 – 2023 | https://doi.org/10.3389/fenvs.2023.1090652

Fauk, T.; Schneider, P. (2023b). Does Urban Green Infrastructure Increase the Property Value? The Ex-ample of Magdeburg, Germany. Land 2023, 12, 1725. https://doi.org/10.3390/land12091725

Gómez-Baggethun, E., & Barton, D. N. (2013). Classifying and valuing ecosystem services for urban planning. Ecological Economics, 86, 235-245.

Guitart, D., Pickering, C., & Byrne, J. (2012). Past results and future directions in urban community gardens research. Urban Forestry & Urban Greening, 11(4), 364–373.

Schneider, P.; Fauk, T. (2022). The Role of Allotment Gardens for Connecting Nature and People. In: Misiune, I., Depellegrin, D., Egarter Vigl, L. (eds) Human-Nature Interactions. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-01980-7_21

Schneider, P.; Fauk, T.; Mihai, F.-C. (2023). Reclaiming Urban Brownfields and Industrial Areas – Potentials for Agroecology, In: Agroecological Approaches for Sustainable Soil Management, pp. 409 – 436, First Edition. Edited by Majeti Narasimha Vara Prasad and Chitranjan Kumar. © 2023 John Wiley & Sons Ltd. Published 2023 by John Wiley & Sons Ltd., https://doi.org/10.1002/9781119911999.ch18

Tang Kai, N., Swatuk, L. (2023). Urban Biodiversity and Green Space. In: Prioritizing the Environment in Urban Sustainability Planning. Sustainable Development Goals Series. Palgrave Macmillan, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-46522-2_5