Quantifizierung der CO2-Emissionen durch Veränderungen in der Flächennutzung

Die Rolle der Landnutzungsänderungen bei der Entstehung von CO2-Emissionen ist ein entscheidender Aspekt im Kampf gegen den Klimawandel. Diese Emissionen sind die zweithöchste Quelle anthropogener Treibhausgase, nach der Energieerzeugung und -nutzung. Angesichts der dringenden Notwendigkeit, die Klimaziele zu erreichen, insbesondere das Ziel der Klimaneutralität bis 2040, ist eine detaillierte Quantifizierung dieser Emissionen von zentraler Bedeutung. Dies war auch der Schwerpunkt des Dresdner Flächennutzungssymposiums 2024, an dem Veit Ulrich  seine Forschungsergebnisse präsentierte.

Bedeutung der Emissionen aus Landnutzungsänderungen

Land- und Forstwirtschaft sowie Änderungen der Landnutzung tragen erheblich zu den globalen CO2-Emissionen bei. Wenn Wälder abgeholzt und in Siedlungs- oder Ackerland umgewandelt werden, wird der im Boden und in der Biomasse gespeicherte Kohlenstoff freigesetzt. Dies führt zu einem deutlichen Anstieg der CO2-Emissionen. Umgekehrt können Änderungen wie die Aufforstung oder die Umwandlung von Ackerland in Wälder CO2-Senken schaffen, indem sie Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufnehmen und speichern.

Die Herausforderung: Informationslücken

Eine große Herausforderung besteht darin, dass genaue Daten zur CO2-Bilanz durch Landnutzungsänderungen oft fehlen. Bisherige Daten beziehen sich meist auf nationale oder regionale Ebenen und bieten keine ausreichende Genauigkeit für lokale Maßnahmen. Um gezielte Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen zu entwickeln, ist es notwendig, diese Lücke zu schließen und eine präzise, hochauflösende Erfassung der Emissionen durch Landnutzungsänderungen zu ermöglichen.

Ein innovativer Lösungsansatz: Das Online-Tool zur Emissionsschätzung

Im HeiGIT wurde ein Online-Tool entwickelt, das die CO2-Emissionen durch Veränderungen in der Flächennutzung schätzt. Dieses Tool bietet mehrere innovative Funktionen:

• Emissionskarte: Eine detaillierte Karte, die lokale Emissionsschwerpunkte und Senken identifiziert.
• Hohe räumliche Auflösung: Durch die Nutzung von Sentinel-2-Satellitenbildern mit einer Auflösung von 10 m und digitalen Geländemodellen.
• Frei wählbarer Untersuchungszeitraum: Nutzende können den Zeitraum der Analyse selbst bestimmen.
• Schätzung von Emissionen und Senken: Basierend auf den Kohlenstoffspeichern in verschiedenen Landnutzungsklassen.

Methodik und Teststudie

Das Tool verwendet Sentinel-2-Satellitenbilder und geschätzte Kohlenstoffspeicherwerte für verschiedene Landnutzungsklassen. Landnutzungsänderungen werden durch den Vergleich der Kohlenstoffspeicherwerte vor und nach der Änderung ermittelt. Die Methode wurde in einer Teststudie der Stadt Heidelberg validiert. Die Ergebnisse zeigten, dass 0,2 % der Fläche Heidelbergs Landnutzungsänderungen unterlagen, was zu Netto-Emissionen von 112 Tonnen CO2 führte.

Herausforderungen und Forschungsbedarf

Trotz der Fortschritte gibt es noch Unsicherheiten, die weiter erforscht werden müssen:

• Klassifikationsgenauigkeit: Verrauschte Bilder und Mischpixel können die Genauigkeit der Landnutzungsklassifikation beeinträchtigen.
• Schätzung der Emissionen: Annahmen über Kohlenstoffspeicherwerte und deren zeitliche Veränderungen können die Emissionsschätzungen ungenau machen.
• Nicht erfasste Emissionen: Aktuell werden nur Emissionen durch Vegetationsentfernung erfasst, nicht aber solche durch Bauaktivitäten.

Ausblick

Das Tool wird in Zukunft mit weiteren klimarelevanten Indikatoren erweitert und auf einer Open-Source-Online-Plattform verfügbar gemacht. Geplant ist auch eine Ausweitung auf weitere Klimazonen und Landnutzungsklassen, um eine globale Anwendbarkeit zu gewährleisten. Durch die Bereitstellung räumlich hoch aufgelöster Informationen können Kommunen wie Zukunftsleben gezielte Maßnahmen zur Reduzierung der CO2-Emissionen entwickeln und so ihrem Ziel der Klimaneutralität näherkommen.

Fazit

Die Quantifizierung der CO2-Emissionen durch Landnutzungsänderungen ist ein komplexes, aber essentielles Feld im Klimaschutz. Das im Dresdner Flächennutzungssymposium vorgestellte Tool bietet einen vielversprechenden Ansatz, um diese Emissionen präzise zu erfassen und somit gezielte Maßnahmen zur Emissionsreduktion zu ermöglichen. Die Arbeit des Climate Action Teams des HeiGIT ist ein bedeutender Schritt in Richtung eines besseren Verständnisses und einer effektiveren Bekämpfung der durch Landnutzungsänderungen verursachten CO2-Emissionen.

Das Climate Action Team des HeiGIT, vertreten durch Kirsten von Elverfeldt, steht bei Nachfragen stets unter kirsten.vonelverfeldt@heigit.org zur Verfügung.