Der Bericht fasst die Ergebnisse des EU-Vorhabens LUMAT zum nachhaltigen Umgang mit Boden und Fläche im Grünen Ring Leipzig zusammen. Er richtet sich an kommunale und regionale Planer. Innerörtliche Brachflächen sind Entwicklungsflächen für das urbane Grün. Sie können vielfältige ökologische Funktionen übernehmen und gleichzeitig als Erholungsflächen dienen. Auch außerörtliche Brachflächen sind Entwicklungsflächen, die für eine Renaturierung evaluiert wurden. Ziel des Projektes war die Reduzierung der Flächenneuinanspruchnahme durch eine vorrangige Nutzung vorhandener bebauter Flächen mit Entwicklungspotenzial. Redaktionsschluss: 23.10.2019

Bodenfunktionen in der Stadt herstellen, um auf den Klimawandel zu reagieren? Dazu gehören Flächennutzungsentscheidungen auf urbanen Brachflächen mit Blick auf die besondere Rolle des Bodens bzw. der Fläche. Ökosystem-Dienstleistungen des Bodens können die Entscheidungsfindung erleichtern. Best Practice Beispiele verschiedener Städte werden vorgestellt. Handlungsempfehlungen für innerörtliche Maßnahmen werden abgeleitet. Eine beigefügte Checkliste hilft der Entscheidungsfindung. Die Veröffentlichung wendet sich an Planung und Genehmigung für eine nachhaltige innerörtliche Entwicklung. Redaktionsschluss: 28.07.2020

Aus ökonomischer und ökologischer Sicht ist es attraktiv, vegetationsbestandene städtische Brachflächen für Erholungszwecke zu nutzen, ohne dabei intensiv in Flora und Fauna einzugreifen. Die Arbeit beschäftigt sich damit, wie mit einfachen Gestaltungsmitteln die Attraktivität solcher Flächen für die Stadtbewohner sicher gestellt bzw. erhöht werden kann. Zunächst wurde untersucht, welche Merkmale städtischer Brach- und Grünflächen für die menschliche Wahrnehmung und Bewertung relevant sind. Neben Merkmalen, die für Natur außerhalb von Städten bekannt sind (Grad des Kronenschlusses, Künstlichkeit, Übersicht, Schönheit), wurde das Merkmal »Zugänglichkeit« identifiziert, das besonders für städtische Brachflächen relevant ist. Weiterhin wurde eine Systematik der Nutzungsmöglichkeiten städtischer Grünflächen erstellt. Zu deren Prüfung sowie zum tatsächlichen Nutzungsverhalten städtischer Grünflächen wurden empirische Untersuchungen durchgeführt. Insbesondere passive Erholung (z. B. Spazieren gehen) hat eine zentrale Rolle bei der Nutzung städtischer Natur, gefolgt von extrinsisch motivierten Aktivitäten, Aktivitäten zusammen mit anderen Menschen und Sportaktivitäten. Zuletzt wurde in zwei Experimenten gezeigt, dass einfache Brachflächen-Gestaltungsmerkmale zur Erfüllung wichtiger psychischer Bedürfnisse beitragen können und so die Präferenz für eine Grün- bzw. Brachfläche erhöhen. Es existierten keine globalen Präferenzunterschiede zwischen den betrachteten Park- und Brachflächen. Während die untersuchten Gestaltungsmerkmale für die betrachteten Parks keine oder nur geringe Wirkung aufwiesen, hatten sie einen Einfluss auf die Präferenz von Brachflächen. Abschließend können psychologische Anforderungen an die Nutzbarmachung vegetationsbestandener Brachflächen für Erholungszwecke formuliert werden: Wichtig sind Zugänglichkeit, explizite Funktionszuschreibung, vielfältige Nutzbarkeit, Mittel zur Erhöhung des Verständnisses der Fläche sowie Vermitteln von Sicherheit. / Re-using vegetation-covered urban wasteland areas for recreation purposes in ways that do not substantially interfere with flora and fauna seems economically and ecologically attractive. The present dissertation researches the role of simple design features for increasing (or maintaining) the attractiveness of these areas. To that end visual features were identified which are relevant to the human perception of (and preferences for) urban green spaces and urban wasteland areas. A number of features were found that were known from previous studies of rural nature (e. g. degree of canopy closure, artificiality, prospect, and beauty). Additionally, the feature ‘accessibility’ was identified, which appears to be relevant for urban wasteland areas in particular. In a next step, a taxonomy of urban green space usages was compiled and empirically validated. The actual usage behaviour was also assessed, revealing passive recreation (e. g. going for a walk, enjoying nature) as the most important way urban green spaces are used. Other important usages comprise extrinsically motivated activities, social activities, and sporting activities (in descending order). A further set of experiments showed that simple measures in redesigning vegetation-covered urban wasteland areas can – by increasing the degree to which they fulfil important psychological needs – increase the preference for a certain area. No global differences in preference existed between the examined green space and wasteland areas. While the tested design measures showed no or little effect on green space preference they did increase preference for the presented wasteland areas. In conclusion, a few psychological requirements for wasteland re-utilization for recreation purposes can be devised: it seems beneficial to provide accessibility, emphasize the site’s recreational purpose, allow for versatile usages, provide means to enhance understanding of a site, and convey a feeling of safety to the users.

In der vorliegenden Dissertation wird die Bedeutung von Brachen für Artenvielfalt und Stabilität von Blüte-Bestäuber-Nahrungsnetzen in agrarisch genutzten Landschaften anhand ausgewählter blütenbesuchender Insektengruppen (Syrphidae, Lepidoptera) untersucht. Die Freilandarbeiten fanden von 1998-2000 im Raum der Feldberger Seenlandschaft, Mecklenburg-Vorpommern, statt. Es werden die beiden Hauptnahrungsquellen Nektar und Pollen betrachtet, dabei fanden Untersuchungen zur Intensität der Blüte-Bestäuber-Interaktion auf Stilllegungsflächen, zum flächenbezogenen quantitativen Nektarangebot im Jahresverlauf, zur individuellen Pollennutzung bei Syrphiden und zur Breite und Überlappung der Nahrungsnischen bei den dominanten Arten Episyrphus balteatus, Metasyrphus corollae, Syritta pipiens und Sphaerophoria scripta statt.<br /> <br /> Im Ergebnis zeigt sich eine hohe Bedeutung der Brachflächen für die Stabilität des Blüte-Bestäuber-Netzes, während die Diversität von anderen, eher landschaftsbezogenen Faktoren abhängig ist. / This dissertation examines the importance of fallow land for the diversity and stability of pollination webs in agricultural landscapes as exemplified by selected groups of anthophilous insects (syrphidae and lepidoptera). The field studies were carried out between 1998 and 2000 in the Feldberg lakeland area in the north-east German State of Mecklenburg-Western Pomerania. Observations were made of nectar and pollen as the two main sources of food. Studies were conducted into the intensity of plant-pollinator interaction in set-aside areas, the site-specific quantity of nectar available during the vegetation period and the individual pollen intake of syrphid flies. Different methods were employed to establish the breadth of the trophic niches among the predominant species (Episyrphus balteatus, Metasyrphus corollae, Syritta pipiens and Sphaerophoria scripta) and the extent to which they overlapped. <br /> <br /> The studies showed that, while fallow land is very important for the stability of plant-pollinator food webs, their diversity depends on other factors that are more closely related to the landscape.

Öffentlich Private Partnerschaften (PPP) werden als Mittel zur Mobilisierung brach liegender Grundstücke thematisiert. Eine zentrale Rolle spielt der Begriff der „Initialbrachfläche“. Erfährt die Initialbrache einen öffentlichen Nutzungszweck mit Hilfe einer PPP, hat dies positive Auswirkungen auf benachbarte Brachen in einem definierten Umfeld. Am Beispiel des Chemnitztales mit seinem hohen Brachenbestand wurde ein PPP Projekt konzipiert. Es wird weiterhin eingegangen auf Aspekte privaten und privatwirtschaftlichen Engagements für Altstandorte und Brachen, z.B. unter dem Schlagwort Corporate Social Responsibility. Darüber hinaus wird die naturschutzrechtliche Eingriffsregelung angesprochen: Ausgleich für Flächeninanspruchnahme soll künftig verstärkt zugunsten der Renaturierung von Altstandorten erfolgen. Schließlich wird die technische Neuentwicklung eines Geokunststoff Gabions vorgestellt, bei dem Bauschutt aus Flächenrecyclingprojekten als Füllmaterial eingesetzt wird. Als Einsatzbereich des transportablen Geokunststoff Gabions wird ein mobiles Hochwasserschutzsystem skizziert.

Öffentlich Private Partnerschaften (PPP) werden als Mittel zur Mobilisierung brach liegender Grundstücke thematisiert. Eine zentrale Rolle spielt der Begriff der „Initialbrachfläche“. Erfährt die Initialbrache einen öffentlichen Nutzungszweck mit Hilfe einer PPP, hat dies positive Auswirkungen auf benachbarte Brachen in einem definierten Umfeld. Am Beispiel des Chemnitztales mit seinem hohen Brachenbestand wurde ein PPP Projekt konzipiert. Es wird weiterhin eingegangen auf Aspekte privaten und privatwirtschaftlichen Engagements für Altstandorte und Brachen, z.B. unter dem Schlagwort Corporate Social Responsibility. Darüber hinaus wird die naturschutzrechtliche Eingriffsregelung angesprochen: Ausgleich für Flächeninanspruchnahme soll künftig verstärkt zugunsten der Renaturierung von Altstandorten erfolgen. Schließlich wird die technische Neuentwicklung eines Geokunststoff Gabions vorgestellt, bei dem Bauschutt aus Flächenrecyclingprojekten als Füllmaterial eingesetzt wird. Als Einsatzbereich des transportablen Geokunststoff Gabions wird ein mobiles Hochwasserschutzsystem skizziert.

This thesis presents the implementation of data fusion techniques for sustainable urban development. Recently, increasingly more geospatial data have been made easily available for no cost. The immeasurable quantities of geospatial data are mainly from four kinds of sources: remote sensing satellites, geographic information systems (GIS) data, citizen science, and sensor web. Among them, satellite images have been mostly used, due to the frequent and repetitive coverage, as well as the data acquisition over a long time period. However, the rather coarse spatial resolution of e.g. 30 m for Landsat 8 multispectral images impairs the application of satellite images in urban areas. Even though image fusion techniques have been used to improve the spatial resolution, the existing image fusion methods are neither suitable for sharpening one band thermal images nor for hyperspectral images with hundreds of bands. Therefore, simplified Ehlers fusion was developed. It adds the spatial information of a high-resolution image into a low-resolution image in the frequency domain through fast Fourier transform (FFT) and filter techniques. The developed algorithm successfully improved the spatial resolution of both one band thermal images as well as hyperspectral images. It can enhance various images, regardless of the number of bands and the spectral coverage, providing more precise measurement and richer information. To investigate the performance of simplified Ehlers fusion in practical use, it was applied for urban heat island (UHI) analysis. This was done by sharpening daytime and nighttime thermal images from Landsat 8, Landsat 7, and the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER). The developed algorithm effectively improved the spatial details of the original images so that the temperature differences between agricultural, forest, industrial, transportation, and residential areas could be distinguished from each other. Based on that, it was found that in the study city the causes of UHI are mainly anthropogenic heat from industrial areas as well as high temperatures from the road surface and dense urban fabric. Based on this analysis, corresponding mitigation strategies were tailored. Remote sensing images are useful yet not sufficient to retrieve land use related information, despite high spatial resolution. For sustainable urban development research, remote sensing images need to be incorporated with data from other sources. Accordingly, image fusion needs to be extended to broader data fusion. Extraction of urban vacant land was therefore taken as a second application case. Much effort was spent on the definition of vacant land as unclear definitions lead to ineffective data fusion and incorrect site extraction results. Through an intensive study of the current research and the available open data sources, a vacant land typology is proposed. It includes four categories: transportation-associated land, natural sites, unattended areas or remnant parcels, and brownfields. Based on this typology, a two-level data fusion framework was developed. On the feature level, sites are identified. For each type of vacant land, an individual site extraction rule and data fusion procedure is implemented. The overall data fusion involves satellite images, GIS data, citizen science, and social media data. In the end, four types of vacant land features were extracted from the study area. On the decision level, these extracted sites could be conserved or further developed to support sustainable urban development.