Comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures

Rapid urbanisation in recent years has led to the deterioration of urban ecosystems and the emergence of numerous environmental and socio-economic problems. In response to these challenges, the implementation of green structures has gained considerable popularity as a sustainable approach to urban p...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2025
Hauptverfasser: Shumbar, Kostiantyn, Kravchenko, Мaryna, Vasylenko, Lesya, Tkachenko, Tetiana, Voloshkina, Olena, Shcherbak, Andrii
Format: Artikel
Sprache:Ukrainisch
Veröffentlicht: Kyiv National University of Construction and Architecture 2025
Schlagworte:
Online Zugang:https://es-journal.in.ua/article/view/351641
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Environmental safety and natural resources

Institution

Environmental safety and natural resources
_version_ 1856543182897020928
author Shumbar, Kostiantyn
Kravchenko, Мaryna
Vasylenko, Lesya
Tkachenko, Tetiana
Voloshkina, Olena
Shcherbak, Andrii
author_facet Shumbar, Kostiantyn
Kravchenko, Мaryna
Vasylenko, Lesya
Tkachenko, Tetiana
Voloshkina, Olena
Shcherbak, Andrii
author_sort Shumbar, Kostiantyn
baseUrl_str
collection OJS
datestamp_date 2026-02-05T18:53:19Z
description Rapid urbanisation in recent years has led to the deterioration of urban ecosystems and the emergence of numerous environmental and socio-economic problems. In response to these challenges, the implementation of green structures has gained considerable popularity as a sustainable approach to urban planning. This paper presents a comprehensive assessment of the costs, benefits (ecosystem services) and impacts (ecosystem disservices) associated with the use of green structures in the urban environment, using the emergy accounting approach, which allows for the quantitative assessment of resource costs in biophysical units through the prism of energy transformations. To achieve this goal, a new integrated assessment system is proposed, covering key components: assessment of the costs of implementing and operating green structures, assessment of ecosystem services, determination of environmental costs to compensate for damage to public health and biodiversity, and identification of ecosystem disservices. In particular, the economic efficiency of green walls in reducing noise pollution is investigated using the example of typical urban configurations of apartment buildings. The results show that green roofs provide greater benefits to the ecosystem compared to other types of green structures, but they are accompanied by high initial construction costs and require more intensive maintenance. Green walls demonstrated the highest emergent costs for noise pollution reduction (5.77×1012 sej/m2·year), indicating their potential effectiveness in improving the city's acoustic environment. Cost-benefit calculations are presented for two simulated architectural configurations, reflecting the impact of green walls on noise reduction and aesthetic benefits for residents; the results show that in both cases the benefits significantly outweigh the costs. The data obtained provides valuable information for urban planners, policymakers and other stakeholders, facilitating informed decisions on the development of sustainable cities to ensure the well-being of current and future generations.
first_indexed 2026-02-08T07:59:10Z
format Article
id es-journalinua-article-351641
institution Environmental safety and natural resources
language Ukrainian
last_indexed 2026-02-08T07:59:10Z
publishDate 2025
publisher Kyiv National University of Construction and Architecture
record_format ojs
spelling es-journalinua-article-3516412026-02-05T18:53:19Z Comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures Комплексна емергійна оцінка екосистемних послуг і економічної ефективності міських зелених конструкцій Shumbar, Kostiantyn Kravchenko, Мaryna Vasylenko, Lesya Tkachenko, Tetiana Voloshkina, Olena Shcherbak, Andrii міська зелена інфраструктура зелені конструкції екосистемні послуги емергійний облік економічна ефективність шумозахисна функція urban green infrastructure green structures ecosystem services emergy accounting cost-effectiveness noise protection function Rapid urbanisation in recent years has led to the deterioration of urban ecosystems and the emergence of numerous environmental and socio-economic problems. In response to these challenges, the implementation of green structures has gained considerable popularity as a sustainable approach to urban planning. This paper presents a comprehensive assessment of the costs, benefits (ecosystem services) and impacts (ecosystem disservices) associated with the use of green structures in the urban environment, using the emergy accounting approach, which allows for the quantitative assessment of resource costs in biophysical units through the prism of energy transformations. To achieve this goal, a new integrated assessment system is proposed, covering key components: assessment of the costs of implementing and operating green structures, assessment of ecosystem services, determination of environmental costs to compensate for damage to public health and biodiversity, and identification of ecosystem disservices. In particular, the economic efficiency of green walls in reducing noise pollution is investigated using the example of typical urban configurations of apartment buildings. The results show that green roofs provide greater benefits to the ecosystem compared to other types of green structures, but they are accompanied by high initial construction costs and require more intensive maintenance. Green walls demonstrated the highest emergent costs for noise pollution reduction (5.77×1012 sej/m2·year), indicating their potential effectiveness in improving the city's acoustic environment. Cost-benefit calculations are presented for two simulated architectural configurations, reflecting the impact of green walls on noise reduction and aesthetic benefits for residents; the results show that in both cases the benefits significantly outweigh the costs. The data obtained provides valuable information for urban planners, policymakers and other stakeholders, facilitating informed decisions on the development of sustainable cities to ensure the well-being of current and future generations. Стрімка урбанізація останніх років призвела до погіршення стану міських екосистем та виникнення численних екологічних і соціально-економічних проблем. Як відповідь на ці виклики, впровадження зелених конструкцій набуло значної популярності як сталий підхід до міського планування. У цій роботі представлено комплексну оцінку витрат, вигод (екосистемних послуг) та впливів (екосистемних диспослуг), пов’язаних із застосуванням зелених конструкцій у міському середовищі, з використанням підходу емергійного обліку (emergy accounting), який дозволяє кількісно оцінювати ресурсні витрати у біофізичних одиницях через призму енергетичних трансформацій. Для досягнення цієї мети запропоновано нову інтегровану систему оцінки, яка охоплює ключові компоненти: оцінку витрат на впровадження та експлуатацію зелених конструкцій, оцінку екосистемних послуг, визначення екологічних витрат на компенсацію шкоди для здоров’я населення та біорізноманіття, а також ідентифікацію екосистемних диспослуг. Зокрема, досліджено економічну ефективність зелених стін у зниженні шумового навантаження на прикладі типових міських конфігурацій багатоквартирних будинків. Результати показують, що зелені дахи забезпечують більші переваги для екосистеми порівняно з іншими типами зелених конструкцій, однак вони супроводжуються високими початковими витратами на будівництво та потребують більш інтенсивного обслуговування. Зелені стіни продемонстрували найвищі емергійні витрати на зниження шумового забруднення (5,77×1012 sej/м2·рік), що вказує на їхню потенційну ефективність у покращенні акустичного середовища міста. Наведено розрахунки співвідношення вигод і витрат для двох імітованих архітектурних конфігурацій, що відображають вплив зелених стін на зниження шумового навантаження та естетичні переваги для мешканців; результати свідчать, що в обох випадках вигоди суттєво перевищують витрати. Отримані дані надають цінну інформацію для міських планувальників, політиків та інших зацікавлених сторін, сприяючи прийняттю обґрунтованих рішень щодо розвитку сталих міст для забезпечення добробуту нинішніх і майбутніх поколінь. Kyiv National University of Construction and Architecture 2025-12-22 Article Article application/pdf https://es-journal.in.ua/article/view/351641 10.32347/2411-4049.2025.4.20-34 Environmental safety and natural resources; Vol. 56 No. 4 (2025): Environmental safety and natural resources; 20-34 Екологічна безпека та природокористування; Том 56 № 4 (2025): Екологічна безпека та природокористування; 20-34 2616-2121 2411-4049 10.32347/2411-4049.2025.4 uk https://es-journal.in.ua/article/view/351641/338629 Copyright (c) 2026 К.В. Шумбар, М.В. Кравченко, Л.О. Василенко, Т.М. Ткаченко, О.С. Волошкіна, А.І. Щербак http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle urban green infrastructure
green structures
ecosystem services
emergy accounting
cost-effectiveness
noise protection function
Shumbar, Kostiantyn
Kravchenko, Мaryna
Vasylenko, Lesya
Tkachenko, Tetiana
Voloshkina, Olena
Shcherbak, Andrii
Comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures
title Comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures
title_alt Комплексна емергійна оцінка екосистемних послуг і економічної ефективності міських зелених конструкцій
title_full Comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures
title_fullStr Comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures
title_full_unstemmed Comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures
title_short Comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures
title_sort comprehensive emergent assessment of ecosystem services and economic efficiency of urban green structures
topic urban green infrastructure
green structures
ecosystem services
emergy accounting
cost-effectiveness
noise protection function
topic_facet міська зелена інфраструктура
зелені конструкції
екосистемні послуги
емергійний облік
економічна ефективність
шумозахисна функція
urban green infrastructure
green structures
ecosystem services
emergy accounting
cost-effectiveness
noise protection function
url https://es-journal.in.ua/article/view/351641
work_keys_str_mv AT shumbarkostiantyn comprehensiveemergentassessmentofecosystemservicesandeconomicefficiencyofurbangreenstructures
AT kravchenkomaryna comprehensiveemergentassessmentofecosystemservicesandeconomicefficiencyofurbangreenstructures
AT vasylenkolesya comprehensiveemergentassessmentofecosystemservicesandeconomicefficiencyofurbangreenstructures
AT tkachenkotetiana comprehensiveemergentassessmentofecosystemservicesandeconomicefficiencyofurbangreenstructures
AT voloshkinaolena comprehensiveemergentassessmentofecosystemservicesandeconomicefficiencyofurbangreenstructures
AT shcherbakandrii comprehensiveemergentassessmentofecosystemservicesandeconomicefficiencyofurbangreenstructures
AT shumbarkostiantyn kompleksnaemergíjnaocínkaekosistemnihposlugíekonomíčnoíefektivnostímísʹkihzelenihkonstrukcíj
AT kravchenkomaryna kompleksnaemergíjnaocínkaekosistemnihposlugíekonomíčnoíefektivnostímísʹkihzelenihkonstrukcíj
AT vasylenkolesya kompleksnaemergíjnaocínkaekosistemnihposlugíekonomíčnoíefektivnostímísʹkihzelenihkonstrukcíj
AT tkachenkotetiana kompleksnaemergíjnaocínkaekosistemnihposlugíekonomíčnoíefektivnostímísʹkihzelenihkonstrukcíj
AT voloshkinaolena kompleksnaemergíjnaocínkaekosistemnihposlugíekonomíčnoíefektivnostímísʹkihzelenihkonstrukcíj
AT shcherbakandrii kompleksnaemergíjnaocínkaekosistemnihposlugíekonomíčnoíefektivnostímísʹkihzelenihkonstrukcíj