Przywracanie bioróżnorodności w miastach poprzez zastosowanie rozwiązań bliskich naturze
Type
Project
Date Issued
2022
Author
Discipline
environmental engineering, mining and energy
Abstract (PL)
Podstawą projektu BiNatUr jest ocena wpływu rozwiązań opartych na wzorcach przyrodniczych
wprowadzanych w ekosystemach wodnych w miastach w odniesieniu do bioróżnorodności i świadczonych
usług ekosystemowych. Powszechnie wiadomo, że bliskie naturze rozwiązania pozwalają na zwiększenie
odporności miast na zmiany klimatu oraz przynoszą wiele korzyści społeczno-gospodarczych. Oddziałują
najczęściej pozytywnie na bioróżnorodność i dodatkowo pozytywnie regulują mały obieg wody, przyczyniają
się do ochrony przed powodzią i suszą oraz łagodzą zjawisko miejskiej wyspy ciepła. Obecnie funkcjonujące
w miastach obszary podmokłe, zbiorniki wodne, kanały i rzeki odgrywają dużą rolę ekologiczną dostarczając
szeroki zakres cennych usług ekosystemowych i wydatnie wpływają na zwiększenie bioróżnorodności. Różne
typy rozwiązań opartych na wzorcach przyrodniczych są dość powszechnie wykorzystywane jednak brak jest
szczegółowych badań dotyczących ich wpływu na obszary zurbanizowane.
Głównym celem projektu BiNatUr jest poznanie zależności pomiędzy czynnikami społecznymi,
środowiskowymi i technicznymi w odniesieniu do planowania, projektowania i kształtowania środowiska
w miastach, z uwzględnieniem wpływu na błękitną, zieloną i szarą infrastrukturę. Realizacja projektu pozwoli
na wyeksponowanie korzyści społecznych oraz szczegółową analizę praktyk w zakresie rozwiązań wodnych
opartych o wzorce przyrodnicze w pięciu miastach położonych w różnych regionach Europy – Antwerpia,
Berlin, Helsinki, Lizbona i Poznań. Ponadto zbadane zostaną techniczne możliwości implementacji tych
rozwiązań oraz bariery instytucjonalne w kontekście realizacji innych celów planistycznych. Realizacja
projektu pozwoli na analizę wykonalności i kosztów rozwiązań opartych na wzorcach przyrodniczych oraz
wskazanie zalet i wad w odniesieniu do ich wpływu na bioróżnorodność. Przeprowadzone badania pozwolą
udzielić odpowiedzi na następujące pytania: (1) Jaki jest obecny stan i rola różnorodności biologicznej
ekosystemów wodnych oraz ich powiązanie z usługami ekosystemowymi? (2) W jaki sposób bioróżnorodność
i usługi ekosystemowe są związane z czynnikami społecznymi, ekologicznymi i technicznymi oraz jakie
występują różnice w tym zakresie pomiędzy analizowanymi miastami? (3) W jaki sposób system
gospodarowania przestrzenią oparty o wzorce przyrodnicze może skutecznie wpływać na kształtowanie
i monitorowanie różnorodności biologicznej oraz usług ekosystemowych w miastach?
Aby udzielić odpowiedzi na postawione pytania zaplanowano pięć zadań badawczych (WP): (WP1)
Określenie determinantów społecznych, środowiskowych i technicznych dla kształtowania ekosystemów
wodnych
wprowadzanych w ekosystemach wodnych w miastach w odniesieniu do bioróżnorodności i świadczonych
usług ekosystemowych. Powszechnie wiadomo, że bliskie naturze rozwiązania pozwalają na zwiększenie
odporności miast na zmiany klimatu oraz przynoszą wiele korzyści społeczno-gospodarczych. Oddziałują
najczęściej pozytywnie na bioróżnorodność i dodatkowo pozytywnie regulują mały obieg wody, przyczyniają
się do ochrony przed powodzią i suszą oraz łagodzą zjawisko miejskiej wyspy ciepła. Obecnie funkcjonujące
w miastach obszary podmokłe, zbiorniki wodne, kanały i rzeki odgrywają dużą rolę ekologiczną dostarczając
szeroki zakres cennych usług ekosystemowych i wydatnie wpływają na zwiększenie bioróżnorodności. Różne
typy rozwiązań opartych na wzorcach przyrodniczych są dość powszechnie wykorzystywane jednak brak jest
szczegółowych badań dotyczących ich wpływu na obszary zurbanizowane.
Głównym celem projektu BiNatUr jest poznanie zależności pomiędzy czynnikami społecznymi,
środowiskowymi i technicznymi w odniesieniu do planowania, projektowania i kształtowania środowiska
w miastach, z uwzględnieniem wpływu na błękitną, zieloną i szarą infrastrukturę. Realizacja projektu pozwoli
na wyeksponowanie korzyści społecznych oraz szczegółową analizę praktyk w zakresie rozwiązań wodnych
opartych o wzorce przyrodnicze w pięciu miastach położonych w różnych regionach Europy – Antwerpia,
Berlin, Helsinki, Lizbona i Poznań. Ponadto zbadane zostaną techniczne możliwości implementacji tych
rozwiązań oraz bariery instytucjonalne w kontekście realizacji innych celów planistycznych. Realizacja
projektu pozwoli na analizę wykonalności i kosztów rozwiązań opartych na wzorcach przyrodniczych oraz
wskazanie zalet i wad w odniesieniu do ich wpływu na bioróżnorodność. Przeprowadzone badania pozwolą
udzielić odpowiedzi na następujące pytania: (1) Jaki jest obecny stan i rola różnorodności biologicznej
ekosystemów wodnych oraz ich powiązanie z usługami ekosystemowymi? (2) W jaki sposób bioróżnorodność
i usługi ekosystemowe są związane z czynnikami społecznymi, ekologicznymi i technicznymi oraz jakie
występują różnice w tym zakresie pomiędzy analizowanymi miastami? (3) W jaki sposób system
gospodarowania przestrzenią oparty o wzorce przyrodnicze może skutecznie wpływać na kształtowanie
i monitorowanie różnorodności biologicznej oraz usług ekosystemowych w miastach?
Aby udzielić odpowiedzi na postawione pytania zaplanowano pięć zadań badawczych (WP): (WP1)
Określenie determinantów społecznych, środowiskowych i technicznych dla kształtowania ekosystemów
wodnych
(WP2) Planowanie i projektowanie opartych o wzorce przyrodnicze rozwiązań dla ekosystemów
wodnych w miastach
wodnych w miastach
(WP3) Określenie społecznych, ekologicznych i technicznych wzorców krajobrazu
opartych na rozwiązaniach bliskich naturze
opartych na rozwiązaniach bliskich naturze
(WP4) Ekohydrologiczne warunki brzegowe dla usług
ekosystemowych świadczonych przez ekosystemy wodne w miastach
ekosystemowych świadczonych przez ekosystemy wodne w miastach
(WP5) Określenie wartości
bioróżnorodności ekosystemów wodnych i powiązań z usługami ekosystemowymi. Realizacja zadania WP1
pozwoli na opracowanie podstaw teoretycznych do identyfikacji, analizy i oceny czynników społecznych,
środowiskowych i technicznych w kontekście planowania rozwiązań opartych o wzorce przyrodnicze. Ponadto
opracowane zostaną wytyczne i narzędzia do tworzenia i zarządzania tymi rozwiązaniami dla zwiększenia
bioróżnorodności i zwiększenia zakresu świadczonych przez nie usług ekosystemowych. Realizacja WP2
odpowie na pytania: jak problematyka różnorodności biologicznej jest postrzegana w miastach, jak jest
wspierana oraz jak może być zwiększana w procesie planowania i gospodarowania przestrzenią. W celu
zwiększenia zasięgu oddziaływania i znaczenia projektu oraz wzmocnienia współpracy między naukowcami
i lokalnymi interesariuszami w ramach projektu nawiązana zostanie współpraca z zaangażowanymi lokalnymi
grupami, które wskażą obiekty badawcze do realizacji zadań WP3-WP5. Ankiety przeprowadzone
z ekspertami zaangażowanymi w proces gospodarowania przestrzenią pozwolą na zidentyfikowanie głównych
zagrożeń i wyzwań związanych z tworzeniem i zarządzaniem rozwiązaniami opartymi o wzorce przyrodnicze.
Głównym celem zadania WP3 będzie wykorzystanie istniejących cyfrowych baz danych przestrzennych (takie
jak OSM, Urban Atlas, Urban Audit itp.) oraz zobrazowań satelitarnych Sentinel 1 i Sentinel 2 do analizy
krajobrazu i określenia głównych czynników wspomagających lub ograniczających różnorodność biologiczną
oraz świadczenie usług ekosystemowych. Realizacja zadania WP4 pozwoli na scharakteryzowanie wybranych
rozwiązań wykorzystujących wzorce przyrodnicze przy użyciu badań stabilnych izotopów (np. deuter). W ten
sposób określony zostanie bezpośredni i pośredni wpływ procesów hydrologicznych na terenach miejskich na
różnorodność biologiczną. Realizacja WP5 pozwoli na szczegółową ocenę zależności między różnorodnością
biologiczną (taksonomiczną, funkcjonalną i strukturalną), a świadczonymi usługami ekosystemowymi.
W ramach WP5 przeprowadzona zostanie analiza bioróżnorodności, która jest kluczowa dla realizacji usług
ekosystemowych (rośliny, a uwzględnieniem zbiorowisk lądowych i wodnych) oraz analiza stanu innych
biologicznych wskaźników jakości siedliska (makrobezkręgowce, fitoplankton, okrzemki bentosowe).
Wyniki projektu pozwolą na wskazanie interakcji pomiędzy czynnikami społecznymi, środowiskowymi
i technicznymi związanymi z realizacją opartych na wzorcach przyrodniczych rozwiązań dla ekosystemów
wodnych w miastach. Ponadto, wskazane zostaną przykłady najlepszych praktyk oraz wytyczne w zakresie
tych rozwiązań opartych na wzorcach przyrodniczych i jednocześnie sprzyjających bioróżnorodności.
bioróżnorodności ekosystemów wodnych i powiązań z usługami ekosystemowymi. Realizacja zadania WP1
pozwoli na opracowanie podstaw teoretycznych do identyfikacji, analizy i oceny czynników społecznych,
środowiskowych i technicznych w kontekście planowania rozwiązań opartych o wzorce przyrodnicze. Ponadto
opracowane zostaną wytyczne i narzędzia do tworzenia i zarządzania tymi rozwiązaniami dla zwiększenia
bioróżnorodności i zwiększenia zakresu świadczonych przez nie usług ekosystemowych. Realizacja WP2
odpowie na pytania: jak problematyka różnorodności biologicznej jest postrzegana w miastach, jak jest
wspierana oraz jak może być zwiększana w procesie planowania i gospodarowania przestrzenią. W celu
zwiększenia zasięgu oddziaływania i znaczenia projektu oraz wzmocnienia współpracy między naukowcami
i lokalnymi interesariuszami w ramach projektu nawiązana zostanie współpraca z zaangażowanymi lokalnymi
grupami, które wskażą obiekty badawcze do realizacji zadań WP3-WP5. Ankiety przeprowadzone
z ekspertami zaangażowanymi w proces gospodarowania przestrzenią pozwolą na zidentyfikowanie głównych
zagrożeń i wyzwań związanych z tworzeniem i zarządzaniem rozwiązaniami opartymi o wzorce przyrodnicze.
Głównym celem zadania WP3 będzie wykorzystanie istniejących cyfrowych baz danych przestrzennych (takie
jak OSM, Urban Atlas, Urban Audit itp.) oraz zobrazowań satelitarnych Sentinel 1 i Sentinel 2 do analizy
krajobrazu i określenia głównych czynników wspomagających lub ograniczających różnorodność biologiczną
oraz świadczenie usług ekosystemowych. Realizacja zadania WP4 pozwoli na scharakteryzowanie wybranych
rozwiązań wykorzystujących wzorce przyrodnicze przy użyciu badań stabilnych izotopów (np. deuter). W ten
sposób określony zostanie bezpośredni i pośredni wpływ procesów hydrologicznych na terenach miejskich na
różnorodność biologiczną. Realizacja WP5 pozwoli na szczegółową ocenę zależności między różnorodnością
biologiczną (taksonomiczną, funkcjonalną i strukturalną), a świadczonymi usługami ekosystemowymi.
W ramach WP5 przeprowadzona zostanie analiza bioróżnorodności, która jest kluczowa dla realizacji usług
ekosystemowych (rośliny, a uwzględnieniem zbiorowisk lądowych i wodnych) oraz analiza stanu innych
biologicznych wskaźników jakości siedliska (makrobezkręgowce, fitoplankton, okrzemki bentosowe).
Wyniki projektu pozwolą na wskazanie interakcji pomiędzy czynnikami społecznymi, środowiskowymi
i technicznymi związanymi z realizacją opartych na wzorcach przyrodniczych rozwiązań dla ekosystemów
wodnych w miastach. Ponadto, wskazane zostaną przykłady najlepszych praktyk oraz wytyczne w zakresie
tych rozwiązań opartych na wzorcach przyrodniczych i jednocześnie sprzyjających bioróżnorodności.
Abstract (EN)
The BiNatUr project will study the role of biodiversity in cities and its linkages with ecosystem services (ESs)
in different aquatic nature-based solutions (NBS). It is widely known that NBS are often considered to enhance
climate resilience of the cities and simultaneously provide multiple benefits for society. The NBS enable to
protect, sustainably manage and restore natural or modified ecosystems. They should also benefit biodiversity
and support the delivery of multiple ESs. The most common ESs supported through NBS are: water regulation,
flood and drought control and urban heat island effect reduction. Restored and constructed aquatic ecosystems
played an important role in developing and implementing NBS in the cities. Although the aquatic NBS
(aquaNBS) such as wetlands, stormwater ponds, open water channels and brooks provide multiple ESs and
enhance local biodiversity, the research of biodiversity of urban aquaNBS and linkages with ESs in the cities
is still limited.
The main aim of the BiNatUr project is deeper understanding the interactions between social, ecological and
technological factors in relation to planning, designing, and managing urban environments (incl. blue, green
and grey infrastructure). The project will study the social values and practices of aquaNBS in five European
cities – Antwerp, Berlin, Helsinki, Lisbon and Poznań. Moreover, the project will consider technological
feasibility and potential trade-offs between other planning goals. In particular, the construction costs and
feasibility, co-benefits, and disadvantages of supporting biodiversity will be studied and evaluated.
Implementation of the project will provide answers to the following questions: (1) What is the current state
and role of biodiversity in different aquaNBSs, and linkages with regulating ESs? (2) In what way biodiversity
and ESs of aquaNBS are mediated by social, ecological and technological factors and are there differences
between cities situated in different regions in Europe? (3) How urban planning can effectively determine,
manage and monitor the biodiversity and regulation ESs of aquatic NBS?
BiNatUr will tackle the main research questions by carrying out 5 work packages (WP): SETS approach for
aquaNBS (WP1)
in different aquatic nature-based solutions (NBS). It is widely known that NBS are often considered to enhance
climate resilience of the cities and simultaneously provide multiple benefits for society. The NBS enable to
protect, sustainably manage and restore natural or modified ecosystems. They should also benefit biodiversity
and support the delivery of multiple ESs. The most common ESs supported through NBS are: water regulation,
flood and drought control and urban heat island effect reduction. Restored and constructed aquatic ecosystems
played an important role in developing and implementing NBS in the cities. Although the aquatic NBS
(aquaNBS) such as wetlands, stormwater ponds, open water channels and brooks provide multiple ESs and
enhance local biodiversity, the research of biodiversity of urban aquaNBS and linkages with ESs in the cities
is still limited.
The main aim of the BiNatUr project is deeper understanding the interactions between social, ecological and
technological factors in relation to planning, designing, and managing urban environments (incl. blue, green
and grey infrastructure). The project will study the social values and practices of aquaNBS in five European
cities – Antwerp, Berlin, Helsinki, Lisbon and Poznań. Moreover, the project will consider technological
feasibility and potential trade-offs between other planning goals. In particular, the construction costs and
feasibility, co-benefits, and disadvantages of supporting biodiversity will be studied and evaluated.
Implementation of the project will provide answers to the following questions: (1) What is the current state
and role of biodiversity in different aquaNBSs, and linkages with regulating ESs? (2) In what way biodiversity
and ESs of aquaNBS are mediated by social, ecological and technological factors and are there differences
between cities situated in different regions in Europe? (3) How urban planning can effectively determine,
manage and monitor the biodiversity and regulation ESs of aquatic NBS?
BiNatUr will tackle the main research questions by carrying out 5 work packages (WP): SETS approach for
aquaNBS (WP1)
Planning and designing aquaNBS in cities (WP2)
Landscape patterns of SETs of aquaNBS
(WP3)
(WP3)
Ecohydrological boundary conditions for ES of aquaNBS (WP4)
Biodiversity values of aquaNBS and
linkages with ES (WP5). WP1 will provide an analytical framework to identify, analyse and measure SET
factors of aquaNBS and develop a comprehensive model of social, ecological and technical (SET) factors
influencing biodiversity in aquaNBSs. The aim of WP1 is to develop guidelines and tools to establish and
maintain biodiversity-friendly aquaNBS and improve regulation of ESs. The implementation of WP2 will help
to understand what is the role of biodiversity in cities, how it is already supported and how it could be increased
in the planning, implementation and management processes. For this reason, the local knowledge alliance
(LKA) groups will be setting up to enhance the local relevance and impact of the project and strengthen the
cooperation between researchers and local stakeholders. Together with LKA, local sites for WP3-WP5
(aquaNBS types - ponds and streams, both permanent and temporary) and example planning processes for
WP2 will be chosen. Besides, WP2 will involve local experts to identify drivers, interests, challenges and
possibilities related to the implementation and management of aquaNBS in different European cities. The main
task of WP3 is to use the geo-data and a respective geo-database (open-source data such as OSM, Urban Atlas,
Urban Audit etc.) for mapping the adjacent landscape and determine major human impacts contributing to or
limiting the biodiversity and ESs. Moreover, to detect the vegetation state changes the remote sensing time
series data (Sentinel 2 and Sentinel 1) will be used. Thus, the landscape changes can be aligned with those
identified by the eco-hydrological model and eDNA measures (WP4) to determine critical SET factors. The
role of WP4 is to quantify and characterize regulating ES of selected aquaNBS (WP1) by using an integrated
tracer approach of stable water isotopes (deuterium, oxygen) in different waters. Moreover, the integrated
effects of water sources and pathways on the persistence of urban waters, and the direct and indirect effects of
hydrological processes on urban biodiversity will be examined. The implementation of WP5 enable to
understand the links between the aquaNBS biodiversity (taxonomic, functional and structural components) and
provided ES, considering the SET dimension that influences each site. The WP5 will focus on the biodiversity
components that are the key providers of ESs related to water circulation (vegetation, including terrestrial and
aquatic macrophytes) or the sensitive biological indicators of habitat quality
(macroinvertebrates, phytoplankton, benthic diatoms).
Results and outcome of the project will present highlighting interactions between SET factor and aquaNBSs.
Moreover, examples of best practices and guidelines for biodiversity-friendly NBSs will be proposed.
linkages with ES (WP5). WP1 will provide an analytical framework to identify, analyse and measure SET
factors of aquaNBS and develop a comprehensive model of social, ecological and technical (SET) factors
influencing biodiversity in aquaNBSs. The aim of WP1 is to develop guidelines and tools to establish and
maintain biodiversity-friendly aquaNBS and improve regulation of ESs. The implementation of WP2 will help
to understand what is the role of biodiversity in cities, how it is already supported and how it could be increased
in the planning, implementation and management processes. For this reason, the local knowledge alliance
(LKA) groups will be setting up to enhance the local relevance and impact of the project and strengthen the
cooperation between researchers and local stakeholders. Together with LKA, local sites for WP3-WP5
(aquaNBS types - ponds and streams, both permanent and temporary) and example planning processes for
WP2 will be chosen. Besides, WP2 will involve local experts to identify drivers, interests, challenges and
possibilities related to the implementation and management of aquaNBS in different European cities. The main
task of WP3 is to use the geo-data and a respective geo-database (open-source data such as OSM, Urban Atlas,
Urban Audit etc.) for mapping the adjacent landscape and determine major human impacts contributing to or
limiting the biodiversity and ESs. Moreover, to detect the vegetation state changes the remote sensing time
series data (Sentinel 2 and Sentinel 1) will be used. Thus, the landscape changes can be aligned with those
identified by the eco-hydrological model and eDNA measures (WP4) to determine critical SET factors. The
role of WP4 is to quantify and characterize regulating ES of selected aquaNBS (WP1) by using an integrated
tracer approach of stable water isotopes (deuterium, oxygen) in different waters. Moreover, the integrated
effects of water sources and pathways on the persistence of urban waters, and the direct and indirect effects of
hydrological processes on urban biodiversity will be examined. The implementation of WP5 enable to
understand the links between the aquaNBS biodiversity (taxonomic, functional and structural components) and
provided ES, considering the SET dimension that influences each site. The WP5 will focus on the biodiversity
components that are the key providers of ESs related to water circulation (vegetation, including terrestrial and
aquatic macrophytes) or the sensitive biological indicators of habitat quality
(macroinvertebrates, phytoplankton, benthic diatoms).
Results and outcome of the project will present highlighting interactions between SET factor and aquaNBSs.
Moreover, examples of best practices and guidelines for biodiversity-friendly NBSs will be proposed.