Identifizierung von Zonen für die ökologische Wiederherstellung auf Basis ökologischer Sicherheitsmuster in einem sich wandelnden Rohstoffbezirk

Warum beschädigte Bergbaulandschaften unseren Alltag berühren

Weltweit zahlen Städte, die auf Kohle oder anderen Mineralien aufgebaut wurden, oft einen versteckten Preis: absinkender Boden, verschmutztes Wasser und schrumpfende Grünflächen. Diese Veränderungen verunstalten die Landschaft nicht nur oberflächlich; sie schwächen auch still und leise die natürlichen Systeme, die unsere Luft und unser Wasser reinigen, vor Überschwemmungen schützen und die Nahrungsmittelproduktion unterstützen. Diese Studie untersucht den Bezirk Tongshan in Xuzhou im Osten Chinas — eine typische Bergbaustadt im Wandel — und zeigt, wie Wissenschaft eine gezieltere ökologische Reparatur leiten kann, damit Menschen, Natur und lokale Wirtschaft gemeinsam besser dastehen.

Vom Kohleland zu grüneren Flächen

Tongshan umgibt den städtischen Kern von Xuzhou und ist seit langem durch Bergwerke, Senkungsgruben und ausgedehnte Bautätigkeit zerschnitten. Zugleich bildet der Bezirk eine wichtige ökologische Barriere aus Ackerland, Wäldern und Seen. Die Autorinnen und Autoren wollten eine praktische Frage beantworten: Wohin sollten knappe Wiederherstellungsmittel zuerst fließen, um den größten ökologischen Nutzen zu erzielen? Dafür entwickelten sie einen „Bewertung–Muster–Zonierungs“-Rahmen. Zuerst maßen sie, wie gut die Landschaft zentrale ökologische „Aufgaben“ erfüllte, etwa sauberes Wasser liefern, Bodenerosion verhindern, Kohlenstoff speichern und Lebensräume für Wildtiere bieten. Dann kartierten sie, wie leicht Pflanzen und Tiere sich im Bezirk bewegen können. Schließlich teilten sie das Land in Zonen ein, die unterschiedliche Schutz- oder Wiederherstellungsmaßnahmen erfordern.

Den Puls der Ökosystemleistungen messen

Das Team untersuchte vier Zeitpunkte — 2005, 2010, 2015 und 2022 — unter Verwendung des weitverbreiteten InVEST-Modells zusammen mit Satellitendaten und lokalen Karten. Sie berechneten fünf zentrale Ökosystemleistungen: Wasserabfluss (wie viel Wasser die Landschaft speichert und abgibt), Habitatqualität, Kohlenstoffspeicherung in Pflanzen und Boden, Kohlenstoffbindung und Sauerstofffreisetzung durch Vegetation sowie Schutz vor Bodenerosion. Diese Leistungen kombinierten sie zu einem umfassenden Index für Ökosystemleistungen, der die allgemeine ökologische „Gesundheitsnote“ für jeden Ort darstellt. Über fast zwei Jahrzehnte lagen viele der leistungsstärksten Flächen in den wald- und gartenreichen Landschaften im Nordosten und Süden, während Stadtzentren und stark bergbaulich geprägte Zonen konstant schlecht abschnitten. Im Mittel folgte der Index einer N-förmigen Kurve, mit einem markanten Einbruch um 2010 — als Tongshan vom Landkreis zum Bezirk umgewandelt wurde und Bauflächen schnell Ackerland und Wald ersetzten.

Ökologische Lebensadern und Druckstellen kartieren

Als Nächstes richteten die Forschenden ihren Blick darauf, wie leicht die Natur quer durch das Land fließen kann. Sie identifizierten „ökologische Quellen“ — Flächen, die in allen Jahren durchgängig als außerordentlich wichtig für Ökosystemleistungen eingestuft wurden — und behandelten sie als Rückzugsräume für Biodiversität und wichtige natürliche Funktionen. Mithilfe einer an elektrische Stromkreise angelehnten Methode berechneten sie eine „Widerstandsoberfläche“, die zeigt, wie stark verschiedene Elemente — etwa Autobahnen, dichte Wohnbebauung, Bergbausenken, steile Hänge und helle nächtliche Beleuchtung — die Bewegung von Arten und ökologischen Prozessen behindern. Dadurch ergaben sich 126,6 Quadratkilometer ökologischer Quellen, 147 Korridore mit insgesamt etwa 592 Kilometern sowie Dutzende Engstellen und Barrieren, an denen Korridore durch enge Lücken gedrängt oder sogar getrennt werden, insbesondere in bebauten und bergbaulich belasteten Teilen des Bezirks.

Vier Zonen für klügere Wiederherstellung

Um diese Karten in Handlungsempfehlungen zu überführen, entwickelten die Autorinnen und Autoren einen einfachen Zonierungsindex, der drei Elemente vereinigt: wie stark die Ökosystemleistungen heute sind, wie schwierig die Bewegung ökologischer Prozesse ist (der Widerstand) und ob sich die Bedingungen im Zeitverlauf bessern oder verschlechtern. Mit diesem Index teilten sie Tongshan in vier ökologische Zonen ein. Pufferzonen, in denen die Bedingungen allgemein gut, aber noch verwundbar sind, decken mehr als die Hälfte des Bezirks ab und bieten eine große Chance, die Funktionsfähigkeit der Natur mit moderatem Aufwand zu erhalten. Schutzzonen, etwa ein Zehntel der Fläche, sind die „Kronjuwelen“ aus Wäldern und produktivem Ackerland, die strengen Schutz benötigen. Warnzonen sind Orte, an denen die Natur unter Druck steht und ohne vorbeugende Maßnahmen weiter verschlechtern könnte. Wiederherstellungszonen — etwas mehr als 5 % der Fläche — sind am stärksten geschädigt, oft überlappend mit Bergbausenken und dichter Bebauung, und erfordern dringende, gezielte Reparaturen.

Was das für Menschen und Politik bedeutet

Für Bewohnerinnen und Bewohner sowie Planende in Tongshan und anderen rohstofforientierten Städten ist die Botschaft klar: Ökologische Wiederherstellung wirkt am besten, wenn sie geleitet wird von dem Wissen, wo die Natur noch stark ist, wo sie zusammenbricht und wie der Mensch die Landschaft umgestaltet. Die Studie zeigt, dass frühere Wiederherstellungsprojekte in manchen Bereichen geholfen haben, große Teile der Landschaft aber weiterhin in einem fragilen Zwischenzustand verbleiben — weder unberührt noch völlig zerstört — in dem kluges Management den Ausschlag geben kann. Indem man Bewertungen von Ökosystemleistungen mit Bewegungswegen für Wildtiere und klaren Zonierungsregeln kombiniert, liefert der Rahmen eine praktische Roadmap: Hochfunktionale Zonen schützen, Puffer stärken, in Warnbereichen früh handeln und intensive Wiederherstellung auf die am stärksten beschädigten Hotspots konzentrieren. Auf diese Weise können Städte, die aus einer Bergbauvergangenheit hervorgehen, gesündere Landschaften wiederaufbauen, die das tägliche Leben besser unterstützen — von sichererem Wasser und Boden bis hin zu lebenswerteren Nachbarschaften.

Zitation: Ma, Y., Wang, R., Wang, Y. et al. Identifying ecological restoration zones based on ecological security patterns in a resource transitioning district. Sci Rep 16, 5829 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36110-3

Schlüsselwörter: ökologische Wiederherstellung, Ökosystemleistungen, Stadt mit Bergbautradition, Landnutzungswandel, räumliche Planung