This thesis assessed the capacity of the regulating ecosystem services (R-ES) of stormwater regulation (SW-R) and local climate regulation (CL-R) in the context of urban densification, which adversely affects the provision of these services. Conducted in collaboration with the FORMAS-funded REPLAN project, the study focused on the Södertörn Municipalities, located on the Södertörn peninsula, south of Stockholm. Their plans for further growth in both population size and urban development, combined with their mix of urban and natural landscapes, made this area an interesting subject for assessment. 

GIS-based spatial analysis was employed to model and map the current capacity of SW-R and CL-R to meet human demand, incorporating a scenario perspective to enable a comprehensive assessment of the impacts of urban densification over time. The projected scenario, set to 2040, was developed based on population growth projections and new housing distribution proposals as outlined by the public consultation proposal for The Regional Development Plan for Stockholm County (RUFS) 2060. For the spatial modelling and analysis, two primary models were employed. The scenario required the processing of land use data to model urban expansion within the study area. This was accomplished using Python scripting, which automated the process and enabled capacity calculations for the areas expected to be impacted by urbanisation. 

Two main models, developed by Goldenberg et al. (2017), were applied for the spatial modelling and analysis. Firstly, the SW-R model was applied to assess the study area's capacity to manage stormwater runoff based on the infiltration capacities of different land cover types and soils, under the influence of topography. Additionally, a flow accumulation module was integrated to adjust the SW-R capacity to meet demand based on runoff patterns. Next, the CL-R model was used to evaluate the study area's capacity for air mixing and heat distribution, primarily based on land cover. The results of the land cover assessment were converted into 150-meter-wide hexagons to simulate the typical distance that air moves to mix and equalize temperatures. 

The results revealed spatial variations in current SW-R and CL-R capacities. Urbanised areas exhibited varying levels of deficiency, whereas surrounding non-urban areas generally demonstrated sufficient capacity to meet demand. The projected 2040 scenario indicated that while non-urban areas will remain mostly unaltered, further urban densification, such as the expansion of impervious surfaces and reduction of green spaces, will exacerbate the deficiencies found in urban areas. This will amplify the risks associated with impaired SW-R and local CL-R capacities, such as flooding and the urban heat island effect. These findings underscore the necessity for mitigation measures to enhance urban resilience and sustainability. 

Denna masteruppsats syftade till att utvärdera både nuvarande och framtida kapaciteter hos de reglerande ekosystemtjänsterna dagvatten- och lokal klimatreglering i samband med urban förtätning, vilket har en negativ inverkan på tillhandahållandet av dessa tjänster. Studien genomfördes i samarbete med det FORMAS-finansierade projektet REPLAN och fokuserade på Södertörnskommunerna, belägna på Södertörns-halvön söder om Stockholm. Kommunkollektivets planer på fortsatt tillväxt sett till såväl befolkningsmängd som stadsutveckling, tillsammans med regionens blandning av urbana och naturliga landskap, gjorde området till ett intressant studieobjekt. 

GIS-baserad rumslig analys låg till grund för modellering och kartläggning av de nuvarande kapaciteterna hos dagvatten- och klimatreglering för att möta mänsklig efterfrågan, med ett scenarioperspektiv som möjliggör en omfattande bedömning av effekterna av urban förtätning över tid. Det framskrivna scenariot, satt till år 2040, utformades baserat på befolkningsprognoser och förslag om bostadsfördelning enligt samrådsförslaget för den regionala utvecklingsplanen för Stockholmsregionen (RUFS) 2060. Scenariot krävde bearbetning av landanvändningsdata för att modellera urban expansion inom studieområdet. Detta genomfördes med hjälp av Python-skriptning, vilket automatiserade processen och möjliggjorde kapacitetsberäkningar för de områden som förväntas påverkas av urbaniseringen. 

För den rumsliga modelleringen och analysen tillämpades två huvudmodeller framtagna av Goldenberg et al. (2017). Först utvärderades studieområdets kapacitet att hantera avrinning, baserat på infiltrationskapaciteter hos olika markanvändningstyper och jordarter i samverkan med topografi. Därefter integrerades en flödesackumulerings-modul för att justera den beräknade kapaciteten utifrån avrinningsmönster. Sedan tillämpades modellen för lokal klimatreglering för att bedöma studieområdets kapacitet för luftblandning och värmefördelning, huvudsakligen baserat på markanvändning. Resultatet av markanvändningsbedömningen omvandlades därefter med hjälp av Python-skriptning till 150 meter breda hexagoner, i syfte att simulera det typiska avståndet som luft rör sig för att blandas och jämna ut temperaturer. 

Resultaten visade på rumsliga variationer i nuvarande kapaciteter för dagvatten- och lokal klimatreglering. Urbaniserade områden uppvisade varierande nivåer av kapacitets-brist, medan omgivande icke-urbana områden generellt visade tillräcklig kapacitet för att möta efterfrågan. Scenarioanalysen indikerade att medan icke-urbana områden förblir mestadels oförändrade så kommer ytterligare urban förtätning att förvärra kapacitets-bristerna i urbana områden. Ökningen av impermeabla ytor och minskade grönytor kommer att resultera i högre risker kopplade till bristande dagvatten- och lokal klimatreglering, såsom översvämningar och värmeöeffekten. Dessa resultat under-stryker behovet av åtgärder för att stärka urban resiliens och hållbarhet.