Groene daken in context: inzicht krijgen in de impact van de lokale en regionale omgeving op de diversiteit en prestaties van extensieve groendaken

Het aantal mensen dat in steden leeft blijft stijgen, en daardoor wordt de 21e eeuw meer en meer getekend door verstedelijking. Steden groeien, en daarmee ook hun impact op het milieu en de natuur. Dat de temperatuur in steden stijgt, het risico op overstromingen groter wordt en planten en dieren hun habitat verliezen zijn slechts enkele van de problemen die de toekomst met zich mee brengt. Toch biedt de natuur ook oplossingen voor deze problemen door de voordelen (ook ecosysteemdiensten genoemd) die ze waarborgt. Zo zijn groendaken een manier om natuur opnieuw in steden te integreren, door planten en substraat (‘grond’) op onze daken aan te brengen. Bovendien brengen ze ook een heel aantal voordelen met zich mee, zoals het isoleren van gebouwen en het beperken van overstromingen, zonder dat ze extra plaats innemen in de steden. Vooral extensieve groendaken worden op vele plaatsen aangebracht op zowel oudere als nieuwe gebouwen omwille van hun voordelen, hun lage gewicht (de substraatdikte is maximaal 20 cm), het beperkte onderhoud en hun relatief lage kostprijs.

De omvang van de voordelen die extensieve groendaken kunnen leveren, kan echter soms moeilijk te voorspellen zijn omwille van twee redenen. Ten eerste zijn extensieve groendaken ‘natuurlijke proefbuizen’ omdat ze soorten, die normaal gezien niet tezamen voorkomen in de natuur, samen zetten in een door mensen ontworpen omgeving, die geen mensen nodig heeft om te blijven voortbestaan. Deze proefbuizen kunnen ook omschreven worden als ‘nieuwe’ ecosystemen (Engels: novel ecosystems). Door de nieuwe eigenschappen die deze ecosystemen met zich meebrengen, is het nodig om na te gaan in welke mate klassieke ecologische wetenschap hierop van toepassing is. Ten tweede kan de vegetatie (de planten op de daken, vaak voornamelijk bestaande uit succulenten (of vetplanten, bv. Sedum)) als semi-natuurlijk gezien worden aangezien ze zich spontaan ontwikkelt doorheen de tijd. De natuurlijke processen blijven hier aan de gang omwille van het beperkte onderhoud. Dit kan leiden tot onvoorziene problemen, zoals het voorkomen van onkruid op de daken en kale plekken tussen de vegetatie. Zowel de eigenaars van groendaken als groendakbedrijven beschouwen dit onkruid en deze kale plekken als problematisch en als een indicator van de verlaagde performantie van het gehele extensieve groendak. In deze doctoraatsthesis proberen we daarom de gaten in onze kennis over extensieve groendaken als novel ecosystemen op te vullen en proberen we het voorkomen van onkruid en kale plekken te begrijpen door ze te bekijken vanuit verschillende wetenschappelijke disciplines en perspectieven.

Om te beginnen probeerden we een antwoord te geven op de vraag of het uiterlijk (van extensieve groendaken) telt. Hierbij legden we de focus op kale plekken en op onkruid naast andere visuele kenmerken van groendaken. We verzamelden informatie over de voorkeuren bij extensieve groendaken van 155 Vlamingen aan de hand van een discreet keuze-experiment. Dit is een specifiek type enquête waaruit de afzonderlijke effecten van verandering in eigenschappen van een bepaald goed of dienst afgeleid kunnen worden. De resultaten van dit experiment gaven aan dat het uiterlijk van extensieve groendaken inderdaad van belang is voor (potentiële) groendakeigenaars. De aanwezigheid van kale plekken bleek de belangrijkste te zijn van alle eigenschappen en bleek een groot negatief effect te hebben op de voorkeuren van de respondenten. Groendaken met veel en/of grote kale plekken werden met andere woorden als ongewenst beschouwd. Het belang van de aanwezigheid van onkruid was minder groot, maar had desalniettemin een negatief effect op de voorkeuren. Ten slotte bleek een groendak met gemengde vegetatie (die bestaat uit een menging van standaard succulenten en kruiden) de voorkeur van de respondenten te genieten, omwille van de kleurrijke en gevarieerde vegetatie.

Vervolgens onderzochten we tot nu toe onbekende, novel eigenschappen van extensieve groendaken en focussen we op hun community assembly, ofwel hoe de gemeenschap van plantensoorten op extensieve groendaken zich vormt doorheen te tijd. Binnen dit community assembly concept moeten soorten die voorkomen in het gebied rond het groendak door een reeks van drie filters geraken vooraleer ze zich succesvol op het groendak kunnen vestigen en er kunnen groeien. De eerste filter hangt samen met het feit of de plant erin slaagt het groendak te bereiken (verbreidingsfilter). De tweede filter bestaat uit omgevingsfactoren zoals droogte en zonlicht (lokale abiotische filter). De derde en laatste filter wordt bepaald door de interacties met andere planten die al aanwezig zijn op het groendak (lokale biotische filter). Om het belang van deze filters te onderzoeken, werden gegevens verzameld over de omgevingsfactoren en vegetatie op 129 extensieve groendaken in Vlaanderen en Brussel. Als eerste kwam hieruit naar boven dat de spontaan koloniserende planten op de groendaken erg vergelijkbaar zijn met de planten (en onkruiden) die we vaak terugvinden in onze tuinen. Deze spontaan koloniserende planten leken over het algemeen geen moeite te hebben om de daken te bereiken (verbreidingsfilter). Ten tweede werkten lokale omgevingsfactoren zoals blootstelling aan zonlicht als een sterke filter op de soorten. Als laatste zagen we een direct conflict om ruimte tussen de aanwezige soorten, waarbij de meetbare kenmerken (traits, bv. grootte, zaadmassa) van spontane soorten ook verspreid worden (functionele (trait) divergentie) om zo de ecologische niches, die niet door aanwezige soorten bezet worden, op te vullen (lokale abiotische filter).

Een andere, klassiek ecologische aanpak is een zaadbankstudie (studie naar de opslag van zaden in de grond). Het gebruik van een dergelijke studie was tot nog toe ongekend bij groendaken en is in andere nieuwe ecosystemen (bv. braakliggende stukken land) ook nog maar weinig bestudeerd. Naast de gegevens die we verkregen in het vorige hoofdstuk, namen we ook bodemstalen van zaadbanken uit een subset van 109 groendaken. De resultaten bewezen de aanwezigheid van een zaadbank op extensieve groendaken en legden gelijkenissen met andere nieuwe (stedelijke) systemen bloot voor zaadbankdensiteit, de similariteit tussen zaadbank en vegetatie en de tijdsperiode die zaden kunnen overleven onder de grond. Zaadbanken van oudere daken bevatten ook meer soorten en een hogere dichtheid aan zaden. Daardoor kunnen ze beschouwd worden als reservoirs van biodiversiteit. Ten slotte toonden we aan dat de zaadbank zich doorheen de tijd trager ontwikkelt dan de vegetatie.

Vertrekkende vanuit de gegevens en inzichten die we uit de vorige hoofdstukken hebben verkregen, probeerden we de aanwezigheid van kale plekken en onkruid op extensieve groendaken te begrijpen. Uit dit onderzoek bleek dat kale plekken gemiddeld meer dan één derde van de oppervlakte van de bestudeerde groendaken innamen. De oppervlakte ingenomen door onkruid was beduidend kleiner, maar het aantal soorten onkruid was wel hoger dan het aantal soorten in aangeplante vegetatie. Door te focussen op de impact van de lokale abiotische-, lokale biotische- en de regionale omgeving, zagen we dat de bedekking door onkruid kleiner was als de lokale abiotische omstandigheden extreem waren (blootstelling aan zonlicht en de lage productiviteit van het substraat). Ook wanneer de daken zich verder weg bevonden van grote potentiële zaadbronhabitats zoals parken (lage proximiteit) was de bedekking door onkruiden lager. Voor boomsoorten (voornamelijk zaailingen) werd de bedekking beperkt door lage proximiteit en de hoogte van het dak, en door extreme abiotische omstandigheden. Eenjarige plantensoorten leken echter geen verspreidingsbeperkingen te vertonen en gedijden in extreme leefomstandigheden met een beperkte spreiding van de traits (bv. zaadgewicht) van aangeplante soorten. Ten slotte werd aangetoond dat kale plekken kleiner worden naarmate het groendak ouder is en naarmate de bodemproductiviteit toeneemt. Aan de hand van deze resultaten maakten we adviezen op voor het ontwerp en onderhoud van groendaken.

Tot slot werd een exploratieve pilootstudie voor het gebruik van hyperspectrale remote sensing ontwikkeld om de prestatie van extensieve groendaken te evalueren. Hierbij werd gefocust op bedekking door vegetatie en (functionele, of trait-) diversiteit in soorten. Bedekking door vegetatie kon eenvoudig gemeten worden aan de hand van hyperspectrale metingen vanop de grond of vanuit de lucht en een aantal verschillende aanpakken wat betreft de verdere verwerking. Voor de diversiteit in soorten en traits werden echter enkel lage correlaties met de variatie in spectrale metingen gevonden. Over het algemeen konden we aantonen dat hyperspectrale remote sensing praktische toepassingen kan inhouden om in de toekomst groendaken te controleren en te onderhouden.

Dit manuscript levert dus inzichten in verschillende, weinig bestudeerde wetenschappelijke en praktisch georiënteerde aspecten van extensieve groendaken. Door extensieve groendaken op een multidisciplinaire manier en vanuit verschillende perspectieven te bekijken, kunnen we concluderen dat ze in een brede context (bv. ruimtelijk, temporeel, psychologisch) geplaatst moeten worden. We zien echter ook de nood voor verder onderzoek binnen dit uitgebreid kader om zo de rol van extensieve groendaken te vergroten en te optimaliseren, zodat we de leefbaarheid van onze als maar meer verstedelijkte wereld kunnen blijven garanderen.