Integrierte Lösungen zur Anpassung der Städte an den Klimawandel

Zusammenfassung

Rekorde bei Klimaextremen verringern die Lebensqualität in Städten, verschärfen die Ungleichheit und bedrohen die Infrastruktur. Anpassungsmaßnahmen, die technologische, naturbasierte und soziale Lösungen integrieren, können mehrere Vorteile bieten, um komplexe sozioökologische Probleme in Städten anzugehen und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit gegenüber möglichen Auswirkungen zu erhöhen. Bei der Entwicklung und Umsetzung integrierter Lösungen gibt es jedoch noch viele Herausforderungen. In diesem Viewpoint betrachten wir den Wert der Integration der drei Lösungsansätze, die Herausforderungen und potenziellen Voraussetzungen für die Integration von Lösungsansätzen und stellen Beispiele für Herausforderungen und angewandte Lösungen in drei Städten mit unterschiedlichen urbanen Kontexten und Klimazonen vor (Freiburg, Deutschland; Durban, Südafrika; und Singapur). Wir schließen mit einer Diskussion über Forschungsrichtungen und stellen einen Fahrplan zur Verfügung, um die Maßnahmen zu identifizieren, die eine erfolgreiche Umsetzung von integrierten Klimalösungen ermöglichen. Wir betonen die Notwendigkeit einer systematischeren Forschung, die darauf abzielt, ein integrationsfreundliches Umfeld zu schaffen, integrierte Lösungen in verschiedenen Kontexten zu erreichen, um Fehlanpassungen zu vermeiden, gleichzeitig die Lebensqualität, Nachhaltigkeit und Gleichberechtigung zu verbessern und lokale Lösungen zu übertragen und zu vervielfältigen. Städte in systematisch benachteiligten Ländern (manchmal auch als globaler Süden bezeichnet) sind für die künftige Stadtentwicklung von zentraler Bedeutung und müssen vorrangig behandelt werden. Die Unterstützung von Entscheidungsträgern und Gemeinden beim Verständnis der potenziellen Chancen, die mit integrierten Lösungen für den Klimawandel verbunden sind, wird dringende und bewusste Schritte zur Anpassung von Städten an die dynamische Klimarealität fördern.

Städte stehen vor noch nie dagewesenen klimatischen Herausforderungen

Extreme Wetterereignisse treten in Städten auf allen Kontinenten immer häufiger auf. Klimarekorde im Jahr 2019 haben weit verbreitete Hitzewellen auf der Nord- und Südhalbkugel aufgezeichnet. Durch den Klimawandel ausgelöste Waldbrände haben 2018 und 2019 Städte und Gemeinden in Kalifornien, Chile und Australien verwüstet, und gleichzeitig erhöhen extremere Niederschlagsmuster sowohl das Dürre- als auch das Hochwasserrisiko in Städten. Der steigende Meeresspiegel hat in Verbindung mit anderen Umweltproblemen in Küstenstädten einen ökologischen und sozialen Wandel ausgelöst, der in der Geschichte seinesgleichen sucht. Aktuelle Modelle zum Klimawandel sagen voraus, dass die mittlere Höchsttemperatur in Städten weltweit in nur wenigen Jahrzehnten um 2-8 °C steigen wird, wobei Städte in Europa, Südamerika und Afrika möglicherweise mit stärkeren und häufigeren Dürren konfrontiert sein werden, was die derzeitige Wasserknappheit und -krise noch verschärft.

Heute lebt mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten, und der Anteil der Stadtbewohner wird bis 2070 auf über 70% ansteigen. Der verstärkte Fokus auf Städte in den letzten zehn Jahren hat in Verbindung mit den Herausforderungen, die der Klimawandel mit Sicherheit mit sich bringen wird, dazu geführt, dass alle Regierungsebenen Aktivitäten, Innovationen und transformative Veränderungen vorantreiben, um die Städte bei der Bewältigung der Auswirkungen des Klimawandels zu unterstützen. Diese Maßnahmen haben sich als unzureichend erwiesen, und es besteht ein deutlicher Bedarf, Entscheidungsträgern dabei zu helfen, strategisch über die Schichtung von Anpassungslösungen innerhalb der Städte nachzudenken, die zu einer größeren Widerstandsfähigkeit über mehrere potenzielle Zukünfte hinweg führen können.

Die Integration verschiedener Anpassungsmaßnahmen wird erforderlich sein, um die für die Stärkung der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel und den Schutz der städtischen Infrastruktur und Gemeinschaften erforderlichen Veränderungen zu erreichen. Dieser Standpunkt soll eine Diskussion darüber anregen, wie drei Arten von Lösungen (d. h. technologische, naturbasierte und soziale Lösungen) systematisch integriert werden können, um die Widerstandsfähigkeit von Städten gegen den Klimawandel zu stärken, und Wege zur Überwindung der verschiedenen Herausforderungen aufzeigen, die die Integration behindern. Wir stellen drei Fallstudien mit unterschiedlichen Einschränkungen und Entscheidungskontexten vor, um verschiedene Ansätze aufzuzeigen. Schließlich beschreiben wir, wie Integration einen langfristigen und grundlegenden Wandel ermöglichen könnte.

Die wichtigsten Arten von städtischen Lösungen

Es gibt zahlreiche Belege für die Relevanz einer Reihe von technologischen, naturbasierten und sozialen Lösungen für die Anpassung von Städten an die klimatischen Herausforderungen, aber es bleibt die Frage, wie diese unterschiedlichen, aber komplementären Lösungen am besten integriert werden können, um den Nutzen zu maximieren. Wir geben eine Zusammenfassung der einzelnen Lösungstypen, zeigen einige der wichtigsten Vorteile auf, betrachten die Herausforderungen und Möglichkeiten, die für ihre Integration bestehen könnten, und stellen dann drei kurze Fallstudien vor, um zu zeigen, wie die Integration stattgefunden hat und wie die Herausforderungen überwunden wurden, um mehrere Ziele im Zusammenhang mit nachhaltiger Milderung und Anpassung zu erreichen.

Städtische Technologielösungen

Technologische Lösungen für die Anpassung von Städten an den Klimawandel sind gut erforscht, und es werden ständig neue Technologien entwickelt und auf ihre Gesamtwirksamkeit hin untersucht. So gilt beispielsweise die Klimatisierung als Schutzfaktor für die Gesundheit während Hitzewellen, aber eine Umstellung auf systembasierte Heiz- und Kühlsysteme, die die Vorteile von Kühltürmen oder der Fernverteilung nutzen, kann Energie sparen und den sensiblen Wärmeabfluss verringern. Auch einfache technologische Lösungen sind weit verbreitet, um Städten zu helfen, widerstandsfähigere Systeme zu schaffen. Baumaterialien, die die Albedo städtischer Oberflächen erhöhen, um das Sonnenlicht zu reflektieren, wie z. B. helle Farben, können die Wärmebelastung von Gebäuden im Sommer verringern , und durchlässige Beläge, die Asphalt ersetzen, können die städtische Hitze und den Abfluss von Regenwasser mindern, indem sie die Strahlung reflektieren, für Verdunstungskühlung sorgen und es dem darunter liegenden Boden ermöglichen, Niederschläge zu absorbieren. In zunehmendem Maße können Big Data und Internet-of-Things-Tools die Entscheidungsträger in Echtzeit informieren, um effektivere Entscheidungen über den Ressourcenbedarf und die Ressourcenströme in Städten zu treffen. Sensoren und automatisierte oder unbemannte Systeme (z. B. Bewässerungssysteme auf Abruf) werden im Rahmen von Smart Cities immer häufiger eingesetzt, um Wasser vor oder während Dürren und Überschwemmungen zu sparen, zu recyceln und wiederzuverwerten. Obwohl technologische Lösungen gut erforscht sind und ständig neue Lösungen entwickelt oder verbessert werden, bleiben sie für viele Städte unerreichbar, da sie nicht über die Ressourcen verfügen, um sie umzusetzen und zu warten. Oftmals erfordern technologische Lösungen ein soziales und staatliches Eingreifen, um Hindernisse bei der Umsetzung zu überwinden.

Urbane, naturnahe Lösungen

Naturbasierte Lösungen (d. h. die Nutzung von Vegetation und blau-grüner Infrastruktur) können eine Vielzahl von Ökosystemleistungen erbringen, wie z. B. die Verbesserung der Umwelt und die Förderung von Gesundheit und Wohlbefinden. Zunehmend werden naturbasierte Lösungen eingesetzt, um Probleme wie extreme Hitze, Dürre oder Überschwemmungen zu lindern. Bäume werden häufig zur Kühlung von Verkehrskorridoren verwendet, und der regionale Baumbestand kann selbst mesoklimatische Muster beeinflussen. In überschwemmungsgefährdeten Städten helfen Bioswales entlang von Straßen oder Pflanzenkläranlagen in neu gebauten Vororten bei der Regulierung vertikaler und horizontaler hydrologischer Flüsse.

Städtische naturbasierte Lösungen reagieren jedoch empfindlich auf viele der klimatischen Herausforderungen, die sie angehen sollen, da sich Veränderungen der Temperatur und der Niederschläge auf die grüne Infrastruktur selbst auswirken. Beispielsweise kann eine verringerte Wasserverfügbarkeit zur Unterstützung von Bäumen und ihrem Blätterdach zu einem raschen Rückgang der Beschattung, der Transpiration und der Verdunstungskühlung führen. Aus diesem Grund erfordern naturbasierte Lösungen ein angemessenes Management, um ihre gewünschten Funktionen und Leistungen zu erhalten, wenn sich die Umwelt verändert. Die Widerstandsfähigkeit der städtischen Vegetation muss daher unter alternativen Szenarien des zukünftigen Klimawandels geplant werden, um sicherzustellen, dass die Vorteile weiterhin genutzt werden können. Obwohl Forscher und Praktiker zunehmend auf sie aufmerksam werden, bleibt unklar, inwieweit naturbasierte Lösungen mit der grauen Infrastruktur vergleichbar sind und diese in Bezug auf ihre Wirksamkeit ersetzen können. Naturbasierte Lösungen können, wenn sie in großem Maßstab umgesetzt werden, große finanzielle und verwaltungstechnische Herausforderungen darstellen.

Urbane soziale Lösungen

Soziale Lösungen für den Klimawandel beruhen auf der Untersuchung von Veränderungen in den sozialen Werten, die den Einzelnen dazu ermutigen, sein Verhalten und seine Praktiken zu ändern. Diese Lösungen können die Akzeptanz und Annahme neuer oder bisher unbequemer Maßnahmen erhöhen. Soziale Mobilisierungsinitiativen, von staatlich geleiteten Planungsprozessen bis hin zu Basisinitiativen auf Stadtteilebene, können wahrgenommene Barrieren für nachhaltige Klimalösungen abbauen und durch Engagement, Lernen und praktische Beteiligung zum Handeln motivieren. Viele soziale Lösungen zielen darauf ab, Ungleichheit und Auswirkungen auf gefährdete Bevölkerungsgruppen zu verringern, wie z. B. diejenigen, die weniger Ressourcen für technische Lösungen (z. B. Klimaanlagen), weniger Zugang zu kühleren privaten oder öffentlichen Grünflächen sowie weniger Zugang zu Informationen für die Anpassung haben. In Städten mit einer großen Anzahl armer Gemeinschaften kann das Bewusstsein für Klimarisiken hoch sein, aber die Fähigkeit, sich selbst zu schützen, kann begrenzt sein. Politische Entmündigung oder Isolation können die Risiken des Klimawandels weiter verschärfen, wenn Gruppen nicht in Entscheidungsprozesse zur Anpassung und Abschwächung einbezogen werden.

Bestehende Anfälligkeitsmuster verdeutlichen die Notwendigkeit, strukturelle Ungleichheit bei der Gestaltung von Anreizen, öffentlichem Engagement und Notfallplänen zu berücksichtigen, die bestehende Ungleichheit nicht verschärfen oder verstärken. Strategien wie der Aufbau von Allianzen zwischen kommunalen und lokalen Institutionen könnten notwendig sein, um Anreize für die Zusammenarbeit bei regionalen Prozessen zu schaffen (z. B. Verkehrsnetze, Wassersysteme und Flächennutzungspolitik). Strategische Rollen, wie z. B. Netzwerkmakler, können unverbundene oder entrechtete Gruppen miteinander verbinden, um sicherzustellen, dass alle Interessengruppen gehört werden und Wissen geteilt und gemeinsam produziert wird.

Die Bedeutung der Integration

Einzelne Lösungstypen sind nicht in der Lage, die Komplexität und den Umfang der Anpassung an den Klimawandel in Städten zu bewältigen. Die unterschiedlichen Qualitäten der einzelnen Lösungstypen können, wenn sie integriert werden, die notwendigen Komponenten liefern, um einen strukturellen oder systemischen Wandel zu ermöglichen und gleichzeitig sicherzustellen, dass der Fokus nicht zu eng auf spezifische oder eindimensionale Ergebnisse gelegt wird. So können beispielsweise Klimaanlagen zwar einen Schutz vor hohen Temperaturen bieten, aber auch soziale Lösungen wie eine Änderung der Bürokultur, die eine legerere Arbeitskleidung zulässt, oder die Verlegung der Betriebszeiten in kühlere Zeiten zur Senkung des Energieverbrauchs können den Kohlenstoffausstoß verringern. Technischer Hochwasserschutz wie Deiche oder Pumpwerke werden durch naturnahe Lösungen wie Strandaufschüttungen, Uferrenaturierungen oder Feuchtgebiete ergänzt, um Städte vor dem Wellenschlag zu schützen und gleichzeitig wertvolle Räume für die Erholung und die Erhaltung der biologischen Vielfalt zu schaffen.

Ein weiteres Beispiel für einen Sektor, der stark von der Integration verschiedener Lösungen profitieren würde, ist der städtische Verkehr. Die Entwicklung öffentlicher und aktiver Verkehrssysteme (z. B. Fuß- und Radwege), die durchlässige Bürgersteige verwenden und von der Vegetation beschattet werden, bietet den Stadtbewohnern bei extremer Hitze kühlere Wege; eine Verhaltensänderung hin zu öffentlichen oder aktiven Verkehrsmitteln könnte jedoch auch eine soziale Komponente erfordern, um die Gemeinden zu ermutigen, die Fahrzeugnutzung einzuschränken und diese Alternativen zu nutzen. Eine Umstellung auf nachhaltigere und erschwinglichere Verkehrslösungen, wie z. B. die Verringerung der Autonutzung und der Umstieg auf öffentliche Verkehrsmittel oder das Fahrrad, erfordert wirtschaftliche und psychologische Instrumente zur Förderung von Verhaltensänderungen (z. B. Anreize und negative Anreize).

Die Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) zielen darauf ab, mehrere Ziele gleichzeitig in Angriff zu nehmen, darunter die Beendigung der Armut (Ziel 1), die Gewährleistung von Gesundheit und Wohlbefinden (Ziel 3), der Aufbau nachhaltiger Gemeinschaften und Städte (Ziel 11), die Schaffung integrativer Institutionen auf allen Ebenen (Ziel 16) und vieles mehr. Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Städte bedrohen alle diese SDGs sowie die Ziele zum Schutz der biologischen Vielfalt. Klimamaßnahmen (Ziel 13) sind daher für die Verwirklichung nachhaltiger Städte von entscheidender Bedeutung, da die Städte bereits viele der Auswirkungen des Klimawandels zu spüren bekommen. Durch die Annahme umfassender, integrierter Lösungen kann eine mehrdimensionale Resilienz entwickelt werden, um die Herausforderungen zu bewältigen (Abbildung 1).

Herausforderungen und Voraussetzungen für einen integrierten Ansatz zur Anpassung

Es gibt zahlreiche Belege für die Anfälligkeit der Gesellschaft gegenüber extremen Hitze-, Hochwasser- und Dürreereignissen, und es besteht unmittelbarer Handlungsbedarf, um die Anpassung an die potenziellen Auswirkungen des Klimawandels in den Städten zu unterstützen und diese abzumildern. Die zunehmende Verstädterung wird dazu führen, dass immer mehr Stadtbewohner Hitzeinseln und extremen Wetterereignissen ausgesetzt sind, dass sich die Städte immer weiter in Überschwemmungsgebiete ausdehnen und dass sich das Schadensrisiko für die städtische Infrastruktur erhöht. Selbst für Städte, die über geeignete Verwaltungsstrukturen und -prozesse sowie finanzielle Kapazitäten verfügen, um auf den Klimadruck zu reagieren, könnte die Konvergenz von Urbanisierung und rasantem Klimawandel ihre Fähigkeit untergraben, wirksam, gerecht und rechtzeitig zu reagieren. Der potenzielle Zuwachs von 4 Milliarden Menschen in den ärmsten Regionen der Welt wird zu wachsenden Herausforderungen bei der Gewährleistung von Gerechtigkeit und reaktionsfähiger Anpassung führen.

Viele der Hindernisse dürften in systematisch begünstigten Ländern (manchmal auch als “Globaler Norden” bezeichnet) und systematisch benachteiligten Ländern (manchmal auch als “Globaler Süden” bezeichnet) ähnlich sein, wobei der normale Betrieb isoliert abläuft und die undurchsichtige Entscheidungsfindung die Fähigkeit zur Entwicklung integrierter Lösungen verringert. Städte sind jedoch komplex und vielfältig, mit unterschiedlichen Hindernissen, Beschränkungen und Möglichkeiten (z. B. Ressourcen, Kapital und Führung), je nach ihren besonderen Umständen. Frühere Arbeiten im Bereich der städtischen Nachhaltigkeit betonen, dass sowohl Systemdenken als auch komplexe, anpassungsfähige Lösungen erforderlich sind, und die Notwendigkeit solcher Lösungen gilt insbesondere für die Auswirkungen des Klimawandels auf Städte. Der Klimawandel wird zusätzliche Herausforderungen für diese ohnehin schon komplexen Systeme mit sich bringen, in denen Veränderungen unbeabsichtigte Kompromisse mit sich bringen können, insbesondere in Bereichen, in denen die Komplexität nicht gut beschrieben ist. Darüber hinaus müssen bei der Einführung eines stadtspezifischen Lösungspakets die Reihenfolge und der Zeitplan für die Umsetzung der einzelnen Lösungen berücksichtigt werden. Während einige Lösungen eine sofortige greifbare Wirkung haben könnten, könnten andere erst dann wirksam werden, wenn die entsprechenden Lösungen vorhanden sind (Panel).

Integration durch sozial-kulturellen Wandel ermöglichen – Freiburg, Deutschland

Freiburg (∼230 000 Einwohner, 153 km2 Fläche) im Südwesten Deutschlands hat eine lange Geschichte von Bürgerinitiativen, die bis in die 1970er Jahre zurückreicht. Eines der Hauptziele der Bürgerinitiative war die Ablehnung der Kernenergie und die Konzentration auf sicherere, energieeffiziente Quellen. Obwohl sich die Kampagne ursprünglich auf den Energiesektor konzentrierte, hat der größere gesellschaftliche und kulturelle Wandel, der sich durch diese Aktion entwickelt hat, Freiburg in die Lage versetzt, einige der größten Herausforderungen für eine größere Transformation und die Integration von Anpassungslösungen für den Klimawandel zu überwinden. Viele der vorgenommenen Änderungen wurden auf lokaler Ebene eingeleitet, aber die Integration über die verschiedenen Zuständigkeitsbereiche hinweg hat eine Integration auf mehreren Ebenen und große Infrastrukturprojekte ermöglicht.

Auf der städtischen Ebene gab es drei wesentliche Veränderungen. Erstens wurden erhebliche Fortschritte bei der Stadtgestaltung gemacht, um die Zugänglichkeit des öffentlichen Verkehrs zu verbessern. Als technisch-ökologische Lösung wurden zum Beispiel Straßenbahnkorridore mit begrünten, durchlässigen Oberflächen als Teil einer wassersensiblen Stadtgestaltung und zur Regenwasserableitung gebaut. Als soziale Lösung wurden die Kosten für den öffentlichen Verkehr subventioniert, um die Nutzung des Autos zu verhindern. Darüber hinaus wurde durch eine gemischte Nutzung sichergestellt, dass die Bedürfnisse der Gemeinschaft vor Ort befriedigt werden (z. B. Schulen, Geschäfte, Dienstleistungen und Grünflächen), wodurch der Bedarf an Privatfahrzeugen verringert wurde. Zweitens wurde die Gestaltung und Pflege von ausgedehnten Grünflächen für den Klimaschutz und das menschliche Wohlbefinden berücksichtigt. Naturnahe Lösungen, wie die aktive Bewirtschaftung von 600 Hektar Parkanlagen und 5000 Hektar Wald, förderten die Gesundheit und das Wohlbefinden der Bevölkerung und verringerten gleichzeitig die Lufttemperaturen bei Hitzewellen um 2-3°C. Schließlich wurden Anstrengungen unternommen, um die Kohlenstoffemissionen zu verringern und die Energieeinsparungen zu erhöhen. Als soziotechnische Lösung zur Förderung von Energieeinsparungen wurde in Freiburg ein Förderprogramm für die Nachrüstung von Gebäuden (z. B. Dämmung) aufgelegt, das den Energieverbrauch in Schulen und Büros um bis zu 38 % pro Gebäude senkte. Steuergutschriften und Subventionen der Bundesregierung und der regionalen Energieversorger haben die Einführung erneuerbarer Energien gefördert.

Die Integration von Lösungen wurde auch auf der Ebene der Stadtteile umgesetzt. Ein Beispiel hierfür ist der in den 1990er Jahren entwickelte Stadtteil Vauban, in dem eine kommunale Mitverwaltungsstruktur für die Entscheidungsfindung eingeführt wurde, die Inklusivität und den Wunsch nach alternativen Wegen der Entscheidungsfindung demonstriert. Integrierte Lösungen innerhalb des Stadtteils Vauban wurden durch die gemeinsame Entwicklung verschiedener Nutzergruppen geschaffen, um die unterschiedlichen Bedürfnisse zu ermitteln und zu berücksichtigen. So wurden beispielsweise die Gebäude von Vauban nach den Grundsätzen des Passivhauses entworfen, aber durch die Integration von technischen, naturbasierten und sozialen Lösungen ermöglicht. Die hochtechnisch isolierten Gebäude absorbieren im Winter die Sonnenwärme und ermöglichen im Sommer durch passive Belüftung eine schnelle Wärmeabgabe. Linden (Tilia sp) beschatten die Gebäude im Sommer, ermöglichen aber nach dem Laubfall im Herbst eine solare Beheizung. Eine groß angelegte Aufklärungskampagne ermutigte die Bewohner, ihr Verhalten zu ändern, was zu einer Senkung des Energieverbrauchs um etwa 80 % führte.

Opportunistische Integration zum Aufbau von Anpassungspfaden – Durban, Südafrika

Die südafrikanische Stadt Durban (∼3-1 Mio. Einwohner, 2292 km2 Fläche) hat mit sehr ungleichen sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Bedingungen zu kämpfen. Durban ist der größte Containerhafen auf dem afrikanischen Kontinent und gleichzeitig die ärmste Großstadt Südafrikas. Die Erwartung, dass der Klimawandel die Entwicklungsbemühungen untergraben und die Notlage der am meisten gefährdeten Einwohner der Stadt verschärfen könnte, hat dazu geführt, dass man sich auf die Anpassung konzentriert. Zu den wichtigsten klimatischen Schwachstellen für die Menschen in Durban gehören extreme Hitze, veränderte Niederschlagsmengen und -verteilung sowie der Anstieg des Meeresspiegels – all dies wirkt sich auf die Zerstörung von Ökosystemen und die Nachhaltigkeit der Lebensgrundlagen aus.

In Durban besteht die größte Herausforderung im Zusammenhang mit der Klimaanpassung darin, dass sie mit anderen Entwicklungsprozessen und -projekten in der Stadtverwaltung um Ressourcen und politische Unterstützung konkurriert. Die Anpassung an den Klimawandel erfordert jedoch eine angemessene finanzielle und technologische Unterstützung. Daher müssen die vorgeschlagenen Projekte zur Anpassung an den Klimawandel so viel Nutzen wie möglich bringen, auch für die Infrastruktur und die Erbringung von Dienstleistungen, die Bewältigung von Problemen der Ungleichheit und die Entwicklung wirtschaftlicher Möglichkeiten für die Gemeinschaft.

Aufgrund der begrenzten Präzedenzfälle, des Interesses, der Führung, der institutionellen Unterstützung und der Ressourcen war der Anpassungsansatz von Durban notwendigerweise schrittweise und opportunistisch. Die Stadt verließ sich darauf, institutionelle Vorreiter zu kultivieren, die über tiefgreifende sektorale Kenntnisse verfügen und die dann Integrationspunkte und sich überschneidende Einflussbereiche und Netzwerke identifizieren können. Diese politischen Vorreiter waren von entscheidender Bedeutung, um den Klimawandel als zentrales Entwicklungsthema zu etablieren und sein Profil zu schärfen. So richtete die Stadtverwaltung beispielsweise eine Partnerschaft mehrerer Interessengruppen ein, um an der Entwicklung einer biologischen Infrastruktur (kombinierte ökologische und technische Lösungen) zu arbeiten, um die zunehmenden Probleme der Wassersicherheit im Einzugsgebiet des Umgeni-Flusses anzugehen. Diese Art von integriertem Rahmen half auch bei der Schaffung sektorübergreifender Koalitionen (z. B. zwischen den städtischen Abteilungen für Wasser, Infrastruktur und Energie) und strategischer Multi-Stakeholder-Planungsmöglichkeiten, um einen breiteren Diskurs über die Anpassungsagenda zu ermöglichen, und bei der Schaffung eines so genannten “No-regrets”-Ansatzes, der die Herausforderungen in den Bereichen Wasser, biologische Vielfalt, Klima und Armut berücksichtigt.

Ein weiterer Faktor für die integrierte Anpassung in Durban war der Übergang zu einem adaptiven Management, das es der Stadtverwaltung ermöglichte, aus Erfolgen und Misserfolgen zu lernen und einen Kreislauf der Reflexion in Gang zu setzen, um die Komplexität der Anpassungsmaßnahmen zu verstehen. Die Abkehr von isolierten Ansätzen und die Einführung integrierter Ansätze zur Entwicklung von Lösungen mit Mehrfachnutzen kann zu langfristigen Nachhaltigkeitsgewinnen führen, die zur Überwindung von Ressourcen- und politischen Herausforderungen beitragen.

Nutzung von Big Data zur Integration von Informationen für die Anpassungsplanung-Singapur

Singapur (Bevölkerung ∼5,4 Millionen Menschen, 724 km2 Fläche) ist als eine der kompaktesten Städte der Welt bekannt. Das hohe Urbanisierungstempo hat die Waldflächen in Singapur reduziert, aber das Konzept der Integration von grünen Freiflächen in Gebäude und städtische Infrastruktur hat Singapur den Spitznamen “Gartenstadt” eingebracht. In den letzten zehn Jahren hat sich der Schwerpunkt darauf verlagert, eine Stadt in der Natur zu werden, um die Erhaltung der biologischen Vielfalt und die Anwendung naturbasierter Lösungen zu stärken. Klimamodelle prognostizieren, dass die Temperaturen in Singapur weiter ansteigen werden, mit langfristigen Durchschnittstemperaturen von +1,4-4,6°C bis zum Jahr 2100. Die kompakte Bauweise der Stadt hat jedoch auch den Hitzeinsel-Effekt innerhalb der Stadt verstärkt, der zwischen städtischen und ländlichen Gebieten in Singapur mehr als 7°C betragen kann. Singapurs Bevölkerung, Wirtschaft und Ökosysteme sind anfällig für die negativen Auswirkungen eines weiteren Temperaturanstiegs.

Die Eindämmung der durch den Klimawandel steigenden Temperaturen und des städtischen Hitzeinsel-Effekts erfordert integrierte Lösungen für eine klimasensible Gestaltung der lokalen Umwelt in Singapur. Die Herausforderung in Singapur ist der Wettbewerb um den begrenzten Raum für Veränderungen in einer Stadt mit hoher Bevölkerungsdichte. Viele Lösungen sind ökologischer und technologischer Natur, mit Richtlinien für die Stadtgestaltung, die Gebäudetechnologien und die Entwicklung von begrünten Dächern und Wänden berücksichtigen, und Cooling Singapore, ein interdisziplinäres Projekt zwischen Universitäten und der Regierung von Singapur, hat zur Erstellung eines Strategiedokuments speziell für das Klima von Singapur geführt. In der neuen Forschungsphase sollen jedoch Big Data und räumliche Informationsplattformen genutzt werden, um einen inselweiten digitalen städtischen Klimazwilling (DUCT) von Singapur zu entwickeln, indem relevante Berechnungsmodelle (einschließlich Umwelt-, Landoberflächen-, Industrie-, Verkehrs- und Gebäudeenergiemodelle) sowie Klimamodelle auf regionaler und Mikroebene integriert werden. Die Idee eines solchen DUCT ist es, ein Entscheidungshilfesystem zu entwickeln, das dabei hilft, Prioritäten zu setzen und Strategien in Bezug auf ökologische, wirtschaftliche und soziale Aspekte auszuwählen.

In diesem Sinne wird die Technologie zur Entwicklung eines integrierten Stadtmodells Stadtplanern, Ingenieuren und Forschern dabei helfen, den Nutzen und die Kosten verschiedener Planungsszenarien abzuwägen, einschließlich integrierter Lösungspakete, um verschiedene Kühlungsmaßnahmen mit dem größten Nutzen zu bewerten. Zu diesen Lösungen könnten innovative Verkehrssysteme, fortschrittliche Gebäudetechnologien, Vegetationstypologien, Materialien für Gebäude und Straßenbeläge sowie klimasensible Lösungen für die Stadtgestaltung auf verschiedenen räumlichen Ebenen gehören. Die Entwicklung dieser Fähigkeit ist für die Stadtplanungsämter von entscheidender Bedeutung, um in Zukunft eine solide klimainformierte Politikgestaltung zu ermöglichen.

Die drei in diesem Viewpoint vorgestellten Fallstudien zeigen, dass technologische, naturbasierte und soziale Lösungen miteinander kombiniert werden können, um viele Nachhaltigkeitsziele gleichzeitig zu erreichen und Ergebnisse zu erzielen, die die Widerstandsfähigkeit der Stadt gegenüber dem Klimawandel in verschiedenen sozioökonomischen Kontexten erhöhen (Abbildung 2). Die Entwicklung, Überwachung und Bewertung von Strategien, die ein besseres Verständnis ihres Einsatzes in verschiedenen Kontexten ermöglichen, wird für die Übertragung und Ausweitung von Lösungen zunehmend notwendig sein.

Forschungsrichtungen und Wege in die Zukunft

Um die Widerstandsfähigkeit der Städte gegenüber dem Klimawandel zu stärken, müssen kontextsensitive und lokal verankerte Lösungen integriert werden. Die Entwicklung und Umsetzung integrierter Lösungen, die alle drei Ziele umfassen (d. h. technisch solide, naturnah und sozial gerecht), ist mit zahlreichen Herausforderungen verbunden und erfordert eine systematische Forschung, die darauf abzielt, die Hindernisse für effektive Ergebnisse aufzudecken.

Erstens muss erforscht werden, wie ein günstiges Umfeld geschaffen werden kann, um integrierte Lösungen zu ermöglichen und zu unterstützen. Die Freiburger Fallstudie zeigt, dass ein großer Bedarf an sozialer Unterstützung in der gesamten Gemeinschaft und an lokalen Regierungen besteht, um stadtteilweite bis stadtweite integrierte Lösungen zu schaffen. In Durban war es notwendig, Führungspersönlichkeiten zu identifizieren und eine sektorübergreifende Zusammenarbeit zu schaffen, um von opportunistischen integrierten Maßnahmen zu profitieren. Diese Beispiele verdeutlichen, dass Entscheidungen zur Anpassung und Abschwächung des Klimawandels gemeinsam mit den Betroffenen im Rahmen von Entwicklungsprozessen getroffen werden sollten, um die verschiedenen Werte innerhalb der Gemeinschaft zu berücksichtigen und eine kollektive Handlungsfähigkeit und Unterstützung für die Entscheidungen aufzubauen. Die Einbeziehung von mehr Menschen und die gemeinsame Produktion von Wissen kann zu einer größeren Repräsentation von Erfahrungen, Wissen und Interessen führen, die alternative Wege zur Lösung von Problemen hervorbringen. Es bedarf weiterer Forschung, um zu verstehen, wie institutionelle Förderer und Hindernisse die gesellschaftliche Anpassung und Verhaltensänderung beeinflussen und wie Städte Prozesse steuern können, um Veränderungen auf allen Ebenen der Entscheidungsfindung zu fördern.

Zweitens muss man verstehen, wie man Lösungen in verschiedenen Kontexten integrieren kann. Jede einzelne Lösung hat unterschiedliche Qualitäten und Auswirkungen, die sie in Kombination mit anderen Lösungen mehr oder weniger effektiv machen können. So kann beispielsweise ein Radweg, der mit Bäumen beschattet und mit einem durchlässigen Belag versehen ist, einen viel kühleren Weg schaffen als eine dieser beiden Lösungen allein. Es kann jedoch zu Kompromissen und Rückkopplungen zwischen einer Lösung und der Wirksamkeit anderer Lösungen kommen. So können beispielsweise naturbasierte Lösungen, die die Speicherung von Wasser zur Verringerung des Hochwasserrisikos oder zur Verdunstungskühlung beinhalten, bei unzureichender Bewirtschaftung Brutstätten für Insekten als Krankheitsüberträger bieten. Daher müssen verschiedene Alternativen zur Erreichung derselben Ziele in Betracht gezogen werden, und die Flexibilität, die Lösungen in verschiedenen städtischen Kontexten und Klimazonen zu ändern, wird es den Städten ermöglichen, die Stärken der verschiedenen Lösungen zu nutzen und konkurrierende Ziele und Fehlanpassungen zu vermeiden.

Drittens können Städte in das Verständnis investieren, wie Lösungen zusammenwirken können, um Lebensqualität, Nachhaltigkeit und Gleichberechtigung zu verbessern. Ein Großteil der aktuellen Forschung zur urbanen Nachhaltigkeit stammt aus Städten des globalen Nordens, und es gibt eine Lücke im Verständnis des sozialen, ökologischen und wirtschaftlichen Kontextes in aufstrebenden städtischen Regionen des globalen Südens und der Frage, wie ihre Fähigkeit, sich an den Klimawandel anzupassen, andere Städte weltweit informieren kann. Viele Regionen, insbesondere im Globalen Süden, wurden bisher nur unzureichend erforscht, obwohl diese Regionen eine größere Anzahl gefährdeter städtischer Bevölkerungsgruppen mit weniger Zugang zu Ressourcen aufweisen und daher unverhältnismäßig stark von Klimaextremen betroffen sind. Entscheidend ist, dass informelle städtische Siedlungen in vielen Entwicklungsländern kaum Zugang zu technologischen Lösungen haben und aufgrund ihrer relativ geringen Kosten und breiten Zugänglichkeit in erster Linie auf naturbasierte Lösungen angewiesen sein könnten, um sich an die klimatischen Herausforderungen anzupassen. Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel und zur Abschwächung des Klimawandels können die sozioökonomischen Ungleichheiten zwischen den Bevölkerungsgruppen innerhalb einer Stadt, zwischen Städten weltweit oder sogar zwischen den Generationen verschärfen. Andererseits können Maßnahmen, die jetzt ergriffen werden, auch für künftige Generationen von Vorteil sein.

Schließlich können Forscher mit den Entscheidungsträgern der Städte in einem koordinierten Ansatz zusammenarbeiten, um diese lokalisierten Lösungen zu nutzen und Wege zu finden, um Lösungen und Innovationen, die wirksam auf den Klimawandel in den Städten reagieren können, miteinander zu verbinden, zu verstärken, zu übertragen und nachhaltig zu vergrößern. Dieser Ansatz könnte bedeuten, dass die Städte ihre eigenen Lösungen überwachen und bewerten müssen, während sie gleichzeitig zusammenarbeiten und die gewonnenen Erkenntnisse städteübergreifend umsetzen. Die städteübergreifende Zusammenarbeit muss über administrative Grenzen, sektorale Zuständigkeiten und Wissensgruppen hinausgehen. Organisationen wie C40 und ICLEI schaffen Netzwerke, um Wissensbrücken zu schaffen. Einige Erkenntnisse lassen sich regional ausweiten oder auf Städte mit ähnlichem Klima, ähnlichen Landschaftstypen und ähnlicher Bevölkerung übertragen; viele der vorgeschlagenen Lösungen eignen sich jedoch nicht sofort für den Einsatz in einer bestimmten Stadt und müssen weiterentwickelt und kontextabhängig umgesetzt werden. Koordinierte Maßnahmen könnten auch verschiedene Koalitionen und Governance-Strukturen erfordern, um integrierte Wege der Problemlösung und Zukunftsvisionen oder Vorausschau zu entwickeln.

Schlussfolgerungen

Integrierte Lösungen für die Anpassung an den Klimawandel bieten Chancen und ein großes Potenzial für langfristige nachhaltige Veränderungen. Allerdings gibt es Herausforderungen bei der Schaffung und Umsetzung integrierter Lösungen, darunter konkurrierende Prioritäten, fehlende Ressourcen und Planung unter Unsicherheit. Die drei Fallstudien zeigen, dass es Faktoren gibt, die zur Überwindung dieser Herausforderungen beitragen können, wie z. B. bürgerschaftliches Engagement, multi-institutioneller Opportunismus und Big-Data-Szenarienmodellierung. Ein besseres Verständnis dafür, wie ein förderliches Umfeld geschaffen werden kann, wie Lösungen in verschiedene Kontexte integriert werden können, wie Lösungen sich ergänzen können und wie Lösungen übertragen und erweitert werden können, sind alles wichtige nächste Schritte, um integrierte Lösungen in die Anpassungsentscheidungen von Städten weltweit einzubinden.

Mitwirkende

BBL und AO haben die Idee für diesen Standpunkt entwickelt. BBL leitete das Schreiben und die Entwicklung des Standpunkts. AO leitete die Entwicklung der Abbildungen mit Unterstützung von TM. Alle Autoren trugen zur Literaturrecherche, zum Schreiben, zur Überarbeitung und zur Redaktion des Standpunkts bei.

Erklärung der Interessen

Wir erklären, dass wir keine konkurrierenden Interessen haben.