Methoden des terrestrischen Carbon Dioxide Removal (tCDR) wie Aufforstung und Biomasseplantagen werden zuweilen als effektive, 'grüne' und sichere Varianten des Klimaengineering (CE) verstanden wegen ihrer Möglichkeit, die natürliche CO2-Aufnahme durch die Biosphäre zu erhöhen, und ihrer denkbaren ökonomischen Tragfähigkeit. Erkenntnisse aus der ersten Phase des CE-LAND-Projekts legen indes nahe, dass tCDR aufgrund schwieriger erdsystemischer und ethischer Fragen ebenso kontrovers wie andere CE-Methoden ist. CO2-Budgetierungen und rein ökonomische Bewertungen sind daher um profunde Analysen der natürlichen Begrenzungen, der Auswirkungen auf das Erdsystem mit damit verbundenen Unsicherheiten, der Tradeoffs mit anderen Land- und Wassernutzungen und der weitreichenden ethischen Implikationen von tCDR-Maßnahmen zu ergänzen. Analysen hypothetischer Szenarien der ersten Projektphase zeigen, dass effektives tCDR die Umwidmung großer Flächen voraussetzt, womit schwierige Abwägungsprozesse mit anderen Landnutzungen verbunden wären. Darüber hinaus zeigt sich, dass signifikante Nebenwirkungen im Klimasystem (außer der bezweckten Senkung der Weltmitteltemperatur) und in terrestrischen biogeochemischen Kreisläufen aufträten. CE-LAND+ bietet eine tiefergehende quantitative, räumlich explizite Evaluierung der nicht-ökonomischen Kosten einer Biosphärentransformation für tCDR. Potentielle Tradeoffs und Impakts wie auch die systematische Untersuchung von Unsicherheiten in ihrer Abschätzung werden mit zwei Vegetationsmodellen, einem Erdsystemmodell und, neu im Projekt, dynamischen Biodiversitätsmodellen analysiert. Konkret wird CE-LAND+ bisher kaum bilanzierte Tradeoffs untersuchen: einerseits zwischen der Maximierung der Flächennutzung für tCDR bzw. Biodiversitätsschutz, andererseits zwischen der Maximierung der Süßwasserverfügbarkeit für tCDR bzw. Nahrungsmittelproduktion sowie Flussökosysteme. Auch werden die (in)direkten Auswirkungen veränderten Klimas und tCDR-bedingter Landnutzungsänderungen auf Wasserknappheit (mit diversen Metriken und unter Annahme verschiedener Varianten des Wassermanagements) und Biodiversität quantifiziert. Die Tradeoffs und Impakts werden im Kontext von neben der Bekämpfung des Klimawandels formulierten globalen Nachhaltigkeitszielen - Biodiversitätsschutz, Wasser- und Ernährungssicherheit interpretiert - was sonst nicht im Schwerpunktprogramm vermittelt wird. Ferner wird das Projekt zu besserem Verständnis und besserer Quantifizierung von Unsicherheiten von tCDR-Effekten unter zukünftigem Klima beitragen. Hierzu untersucht es modellstrukturbedingte Unterschiede, Wachstum und Mortalität von tCDR-Pflanzungen unter wärmeren und CO2-reicheren Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen tCDR-bezogenen Landnutzungsaktivitäten und Klima. Schließlich wird CE-LAND+ in Kooperationen innerhalb des Schwerpunktprogramms und mit einer repräsentativen Auswahl von Szenarien zur Evaluierung tCDR-bedingter Tradeoffs aus umweltethischer Sicht beitragen.
Die Inanspruchnahme von Böden durch Überbauung und Versiegelung führt zum Verlust der Bodenfunktionen mit dauerhaft negativen Folgen für die Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes. Böden weisen vielfältige und schützenswerte Funktionen auf: Als Lebensraum für Pflanzen und Tiere, als Speicher und Filter für das Grundwasser, als Puffer gegenüber Schadstoffen, als Basis für die Landwirtschaft und gesundes Wohnen sowie als Archiv der Natur- und Kulturgeschichte (§ 2 BBodSchG). Diese grundlegenden Funktionen des Bodens sind durch eine adäquate Berücksichtigung der Bodenschutzbelange in der Planung für die Zukunft zu sichern. Die Bedeutung des Bodens erlangt zunehmende gesellschaftliche und umweltpolitische Beachtung insbesondere mit Blick auf die Anpassung an die Folgen des Klimawandels, die Kohlenstoff- und Wasserspeicherfähigkeit des Bodens und die Biodiversität. Dies mündet in bundesweite Maßnahmen und Regelungen zur Reduzierung der Flächenneuinanspruchnahme und der Versiegelung und in die Notwendigkeit eines nachhaltigen Flächenmanagement in Städten und Gemeinden. „Die Siedlungs- und Verkehrsfläche (SuV) in Deutschland ist im vierjährigen Mittel der Jahre 2019 bis 2022 durchschnittlich um rund 52 Hektar pro Tag gewachsen. Der tägliche Anstieg nahm damit gegenüber dem Vorjahresindikatorwert ab (55 Hektar pro Tag in den Jahren 2018 bis 2021).“ (Destatis, 2024a, 2024b, 2024c, vgl. UBA, 2024). International und national greifen ambitionierte Zielsetzungen und Maßnahmen die Reduzierung der Flächenneuinanspruchnahme auf. Sowohl das globale Nachhaltigkeitsziel 15 der Vereinten Nationen als auch die daran angelehnte Deutsche Nachhaltigkeitsstrategie greifen den Schutz und die nachhaltige Nutzung der Ressource Boden auf und weisen die Degradationsneutralität als wichtiges Ziel aus (UN, 2015; Bundesregierung, 2021). Mit der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie 2016 hat die Bundesregierung das 30 Hektar-Ziel des Jahres 2020 auf das Jahr 2030 auf „unter 30 Hektar pro Tag“ festgeschrieben (Bundesregierung, 2017; Destatis, 2018). In der Weiterentwicklung der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung 2021 wird ergänzend bis zum Jahr 2050 eine Flächenkreislaufwirtschaft angestrebt, das heißt, es sollen netto keine weiteren Flächen für Siedlungs- und Verkehrszwecke beansprucht werden (Bundesregierung, 2021). Der Unterschied zwischen Flächenneuinanspruchnahme und Versiegelung: Unter Flächenneuinanspruchnahme wird die Netto-Zunahme der Siedlungs- und Verkehrsfläche verstanden. Der Indikator „Anstieg der Siedlungs- und Verkehrsfläche“ bezieht sich auf die Umwandlung land- und forstwirtschaftlich genutzter Fläche in Siedlungs- und Verkehrsfläche und umfasst damit auch nicht versiegelte Areale wie Stadtparks, Hofflächen, Verkehrsbegleitgrün, Friedhöfe, Kleingärten etc. Insbesondere in urbanen Räumen ist der Indikator oft unzureichend, um den tatsächlichen Zustand der Böden sowie den nachhaltigen Umgang mit dieser Ressource bewerten zu können. Die Flächenversiegelung einer Stadt kann auch bei gleichbleibender Flächenneuinanspruchnahme ansteigen (z. B. durch Innenentwicklung und bauliche Nachverdichtung). Der Grad der Versiegelung und seine Entwicklung gibt daher i.d.R. den. detaillierteren Aufschluss über die Inanspruchnahme der natürlichen Ressource
Boden im urbanen Raum (LABO, 2020). Einer von 16 Kernindikatoren, an denen die nachhaltige Entwicklung im Land Berlin gemessen wird, ist daher die Flächenversiegelung (AfS Berlin-Brandenburg, 2021). Dieser Indikator ermöglicht im Land Berlin, auf der Grundlage gesetzlich verankerter Regelungsmöglichkeiten, die Einbeziehung der begrenzten Ressource Boden in das Spannungsfeld von Bau- und Planungsprozessen und die Stärkung des Schutzes und der Wiederherstellung wertvoller Bodenfunktionen. Das Anliegen der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt und der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen besteht somit darin, Instrumente für ein aktives, praxisorientiertes Flächenmanagement zur Verfügung zu stellen. Diese erleichtern es insbesondere den Bodenschutzbehörden, ihre Aufgaben als Träger öffentlicher Belange z. B. im Rahmen der Bauleitplanung wahrzunehmen sowie im Rahmen von Umweltprüfungen eine qualifizierte Integration bodenschutzfachlicher Aspekte im Prüfungsprozess vornehmen zu können. Ein regelmäßig in der Planungspraxis auftretendes Problem besteht darin, dass sich die bei einer baulichen Entwicklung eines Gebietes notwendigen Versiegelungen materiell kaum ausgleichen lassen. Der fachlich beste Ausgleich besteht prinzipiell in der Entsiegelung anderer Flächen. Das Auffinden versiegelter Flächen, die tatsächlich entsiegelt werden können, gestaltet sich in Berlin aufgrund der eingeschränkten Verfügbarkeit der meisten Flächen als schwierig und lässt sich im Rahmen der Umweltprüfung mangels eines adäquaten Flächenangebots vielfach nicht realisieren. Entsiegelungsvorschläge haben jedoch meist dann eine Realisierungschance, wenn Entsiegelungsflächen bereits bekannt sind und als geeignet geprüft in einem Verzeichnis vorliegen. In einem ersten Schritt wurde mit der Umweltatlaskarte Planungshinweise zum Bodenschutz ein wichtiges planerisches Instrument für die bodenschutzfachliche Bewertung erarbeitet. Die Wichtung der unterschiedlichen Funktionen und Empfindlichkeiten der Berliner Böden ermöglicht eine differenzierte Bewertung im Rahmen der Bauleitplanung. So wird z. B. für Böden, die aus bodenschutzfachlicher Sicht als besonders wertvoll eingestuft wurden, die Suche von Standortalternativen für bauplanungsrelevante Vorhaben empfohlen (vgl. SenStadt, 2020). Um eine verbesserte Verfügbarkeit von Entsiegelungsflächen zu erreichen, wurde in einem zweiten Schritt das Projekt „Entsiegelungspotenziale in Berlin“ ins Leben gerufen. Das Projekt hat die Erfassung und Bewertung von Flächen mit Entsiegelungspotenzial zum Inhalt und soll dazu dienen, Flächen im Land Berlin aufzufinden, die in absehbarer Zukunft dauerhaft entsiegelt werden können. Soweit möglich, sollen die Funktionsfähigkeit des Bodens wiederhergestellt und naturschutzfachlich wertvolle Lebensräume für Pflanzen und Tiere entwickelt werden. Außerdem soll es gelingen, eine räumliche Entkopplung zwischen den Orten der Beeinträchtigung und der Aufwertung durch eine gesamtstädtische Erfassung und einheitliche Systematik bei der Bewertung der erfassten Flächen zu unterstützen. Hierfür kommt im Einzelfall
das Instrument der Eingriffsregelung (nach Baurecht und Naturschutzrecht) in Betracht. Die erfassten Flächen dienen grundsätzlich als Flächenangebot für die Kompensation von Eingriffen in den Boden und bei dauerhaftem Verlust von Bodenfunktionen sowie für Entsiegelungsmaßnahmen im Rahmen von Fördermaßnahmen. Im Rahmen mehrerer Projektphasen werden seit 2010 Recherchen in allen Berliner Bezirken, in den vier Berliner Forstämtern, in den Senatsverwaltungen für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen (SenStadt) und Bildung, Jugend und Familie (SenBJF) sowie bei privaten Eigentümern durchgeführt. Die letzte Aktualisierung erfolgte im Zeitraum von Januar 2024 bis November 2024. Die bei diesen Recherchen gewonnenen Daten werden in einer Datenbank zusammengeführt. Im Rahmen des in der Entwicklung befindlichen Berliner Entsiegelungsprogramms wird perspektivisch eine Zusammenführung vorhandener Potenzialerfassungen angestrebt. Hierbei sind partizipative Möglichkeiten zur Einbringung bisher unbekannter Entsiegelungspotenziale durch verschiedenste Akteure in der Stadt denkbar. Um die Umsetzung von Entsiegelungsmaßnahmen zu unterstützen, wurde zudem eine Arbeitshilfe zur Ableitung vereinfachter Kostenansätze für die zu erwartenden Rückbaukosten erstellt (inklusive Excel-Eingabedatei für vereinfachte Kostenschätzung von Entsiegelungsmaßnahmen). Außerdem wird die Arbeitshilfe zur Wiederherstellung von Bodenfunktionen nach einer Entsiegelung online bereitgestellt. Darüber hinaus wird in Form regelmäßiger Newsletter über aktuelle Geschehnisse zum Thema Entsiegelung berichtet. In 2021 wurde eine Dokumentation einer Entsiegelungsmaßnahme veröffentlicht, die überblickshaft den Projektablauf, die Finanzierung sowie die Beteiligten aufzeigt. Im Jahr 2025 soll mit einem Bericht über die Entsiegelung der ehemaligen Bezirksgärtnerei Marienfelde eine weitere Dokumentation eines aktuellen Entsiegelungsprojekts veröffentlicht werden. Für den Newsletter, die Dokumentation, sowie die genannten Arbeitshilfen siehe Entsiegelungspotenziale in Berlin – Berlin.de .
Basierend auf mehreren Studien in den letzten zwei Jahrzehnten ist weitestgehend gesichert, dass Pestizide Wirbellosen-Gemeinschaften in Bächen beeinflussen, was sich in einer Zunahme der relativen Häufigkeit von toleranten Taxa äußert. Unser Verständnis der Reaktion und der Langzeitfolgen toxischer Effekte ist jedoch noch unzureichend in Bezug auf die räumliche Dynamik und Anpassungsprozesse. Modellierungsstudien zeigten, dass sich genetische Anpassungen an Pestizide, die zu einer erhöhten Toleranz führen, auch Organismen in unbelasteten Standorten beeinflussen können. Empirische Studien über das Potenzial von Pestizideffekten flussabwärts sich auf Organismen in unbelasteten Bachabschnitten fortzupflanzen sind jedoch selten. In diesem Projekt untersuchen wir für verschiedene Wirbellose, ob sich Pestizideffekte auf Organismen in Refugien ausbreiten können. Das Projekt profitiert von einem landesweiten Monitoringprogramm zu Pestiziden (Umsetzung des nationalen Monitorings kleiner Gewässer für Pestizide), das qualitativ hochwertige Pestiziddaten, hochauflösende physikochemische Daten sowie Gemeinschaftsdaten zu Wirbellosen und Kieselalgen ohne zusätzliche Kosten liefert. Wir werden drei wirbellose Arten, darunter einen Gammarid, eine Köcherfliege und eine Eintagsfliege, in landwirtschaftlichen Stellen mit hoher Pestizidtoxizität und in zwei Abständen innerhalb von Refugien (Rand von Refugien und weiter stromaufwärts) untersuchen. Mit Hilfe von Schnelltests werden wir die Toleranz der Wirbellosen bestimmen, um mögliche Anpassungen beurteilen zu können. Darüber hinaus werden wir die genetische Vielfalt und Energiereserven in Gammariden messen. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Anpassung die genetische Vielfalt reduziert und dass diese Reduktion sich auf unbelastete Standorte am Rand des Refugiums ausbreitet. Darüber hinaus gehen wir nach dem Konzept der Ressourcenallokation davon aus, dass eine höhere Toleranz mit einer höheren Allokation von Energie in Abwehrmechanismen verbunden ist, was zu geringeren Energiereserven im Vergleich zu weniger toleranten Organismen führt. Insgesamt wird dieses Forschungsprojekt wesentlich zum Verständnis der Mechanismen beitragen, die der höheren Toleranz in belasteten Standorten, wie in einer früheren Studie beobachtet (Shahid et al. 2018), zugrunde liegen. Außerdem wird es unsere Abschätzung der Kosten der Verschmutzung für Organismen und Populationen in unbelasteten Standorten voranbringen.