Gesunder Stadtboden

Damit Bäume gut gedeihen können, benötigen sie eine ausreichende Nährstoffversorgung in einem unverdichteten, gut belüfteten und feuchten Boden. Diese Bodenverhältnisse ermöglichen es den Baumwurzeln, alle wesentlichen Elemente zu erhalten, die sie für ein gesundes Wachstum benötigen: Nährstoffe, Sauerstoff und Wasser.

Diese Gegebenheiten sind ebenjene Elemente und Voraussetzungen, die der Baum auch in seinem natürlichen Umfeld, im Waldboden vorfinden würde. In bebauten städtischen Gebieten sind diese Bodenverhältnisse kaum vorhanden. Daher möchten wir hier die Bodenanforderungen von Stadtbäumen klären und eine Definition für die optimale Bodenqualität liefern.

Der „Boden“ ist die oberste Schicht der Erdkruste und ist der Lebensraum, in dem Bäume und andere Pflanzen wachsen und ihre Wurzeln ausbreiten. Der Boden besteht aus fein gemahlenen Gesteinspartikeln und Materialien wie Sand, Schluff, Lehm und Kies; durchzogen von lebenswichtigen Hohlräumen zwischen den luft- und wasserhaltigen Partikeln.

Obwohl einige potentielle Einschränkungen des städtischen Bodens durch die Auswahl von Arten – wie z.B. räumliche Beschränkungen, Boden-PH-Wert, nasser und trockener Boden und sogar Versalzungen – behoben werden können, ist ein negativer Bodenzustand, der durch die Pflanzenauswahl nicht gemildert werden kann, der verdichtete Boden. Eine ausreichende Versorgung mit qualitativ hochwertigem und unverdichtetem Boden ist für ein langfristiges Leben von Stadtbäumen absolut erforderlich.

Die Bodenart bezieht sich in der Regel auf die unterschiedlichen Größen der Mineralpartikel in einer bestimmten Probe. Jede Größe spielt dabei eine wesentlich andere Rolle. So stellt beispielsweise Sand die größten Partikel dar und bestimmt die Belüftungs- und Drainageeigenschaften, während mikroskopisch kleine Tonpartikel chemisch aktiv mit Pflanzennährstoffen und Wasser verbunden sind. Das Verhältnis dieser Partikelgrößen bestimmt die Bodenart: Lehm, Ton, Ton-Lehm, Schlufflehm-Böden, usw.. Sandböden haben
sehr große Partikel, die es Pflanzenwurzeln, Wasser und Luft ermöglichen, sich frei zu bewegen. Tonpartikel dagegen sind sehr klein und dicht gepackt, so dass wenig Platz für Nährstoffe und Wurzelwachstum bleibt.

Nährstoffe

Es wurden siebzehn essentielle Bodennährstoffe identifiziert. Während Kohlenstoff und Sauerstoff aus der Luft aufgenommen werden, werden andere Nährstoffe wie Wasser aus dem Boden gewonnen und von den Wurzeln des Baumes aufgenommen. Nährstoffe bestehen aus Calcium, Schwefel und Magnesium (neben einer Reihe von anderen Spurenelementen), doch die Hauptnährstoffe sind:

  • Stickstoff (für gesundes Stamm und Blattwachstum)
  • Phosphor (für Wurzelwachstum)
  • Kalium (für die gesamte Pflanzengesundheit – insbesondere das Immunsystem)

Organische Materie

Neben der mineralischen Zusammensetzung des Bodens spielt auch organisches Material eine entscheidende Rolle für die Bodenfruchtbarkeit und die Wachstumseigenschaften der Pflanzen. Organische Stoffe verbessern den Sandboden, indem sie Wasser zurückhalten und den Lehmboden durchlässiger machen, sodass Wasser, Luft und Wurzeln tiefer eindringen können.

Böden verändern sich in Zusammensetzung und Aussehen mit der Tiefe, wodurch ein sogenanntes Bodenprofil entsteht. Bodenprofile haben typischerweise eine obere Schicht, die Humus-Schicht, die aus verrottendem organischem Material, das durch heruntergefallenes Laub und andere pflanzliche Ablagerungen gebildet wird. Diese Humus-Schicht wird auch „O-Horizont“ genannt. Unterhalb der organischen Substanz befindet sich der Oberboden (oder „A-Horizont“), der eine Tiefe von einigen Zentimeter, bis zu mehreren Metern erreichen kann. Diese Schicht besteht aus zersetzten organischen Stoffen und Mineralien und ist meist dunkel- oder rotbraun gefärbt. In dieser Schicht konzentrieren sich die meisten Baumwurzeln.

Unter dem Oberboden befindet sich ein Untergrund („B-Horizont“), der in der Regel keine organische Substanz enthält und daher einen schlechteren Nährwert besitzt. Bei ausreichendem Sauerstoffgehalt und ausreichender Drainage können Baumwurzeln bis in diese Schicht eindringen. Unterhalb der Bodenschichten liegt das Ausgangsmaterial („C-Horizont“), das die Hauptquelle des Bodens ist. Dieses Material kann Übergangsmaterial, schwerer Ton oder Weichgestein sein. Organische Stoffe und Verwitterung beeinflussen diese Schicht in der Regel nicht mehr.

Kationenaustausch

Die Nährstoffaufnahme im Boden erfolgt durch den Austausch von Kationen – positiv geladene Ionen. Faserige Wurzeln pumpen Wasserstoffionen (H+) in den Boden, die an negativ geladenen Bodenpartikeln die gebundenen Kationen verdrängen, sodass die Kationen von der Wurzel aufgenommen werden können. Wurzeln, insbesondere die feinen Faserwurzeln, sind das wichtigste Organ für die Aufnahme von Nährstoffen.

Wie viel Boden brauchen Bäume?

Bäume brauchen eine angemessene Menge an feuchtem, gut belüftetem und unverdichtetem Boden, um in der städtischen Umgebung wachsen zu können. Diese Bedingungen ermöglichen es den Wurzeln des Baumes, Nährstoffe, Sauerstoff und Wasser zu erhalten – alles essentiell für ein gesundes Baumwachstum. Nachdem wir im Detail die Bodenanforderungen für ein gesundes Wurzelwachstum definiert haben, wollen wir besprechen, wie viel dieser Bodenräume es braucht, damit ein Baum gedeihen und wachsen kann.

Neben den Nährstoffen, die Bäume durch ihre Wurzeln aus dem Boden erhalten, benötigen sie auch Sauerstoff und Wasser, die die Hohlräume zwischen den Bodenpartikeln einnehmen. Diese Hohlräume sind im unverdichteten Boden reichlich vorhanden, jedoch wird der Boden in städtischen Gebieten in der Regel verdichtet, um eine strukturelle Stabilität für gepflasterte Flächen zu gewährleisten – so dass kein Hohlraum zwischen den Bodenpartikeln vorhanden ist. Selbst wenn Boden nicht extra verdichtet wird, findet im Laufe der Zeit eine Verdichtung durch den Straßenverkehr statt.

Wenn der Boden allein als Konstruktionsmaterial für die Tragfähigkeit von Gebäuden, Fahrzeugen und Fußgängern gedacht ist, wird er so weit verdichtet, dass Luft und Wasser ausgeschlossen sind und ein völlig unzureichender Platz für Wurzelwachstum zur Verfügung steht. Bäume, die in diesen ungeeigneten städtischen Baumgruben gepflanzt werden, sind häufig von verdichtetem Boden umgeben, was dazu führt, dass sich die Wurzeln den Platz zwischen Boden und gepflasterter Oberfläche suchen, wo ausreichend Luft und Wasser vorhanden sind. Dies führt dann zu einer Wurzelbildung im Belag.

Wenn der Bedarf eines Baumes an Nährstoffen, Wasser und Luft nicht mehr gedeckt werden kann, leidet die Gesundheit des Baumes und der Baum beginnt abzusinken und schließlich zu sterben. Bäume, die unter diesen Bedingungen wachsen sollen, erreichen kaum die Reife und bieten nicht annähernd die Vorteile, die gesunde, ausgewachsene Bäume bieten können. Diese Herausforderung schafft einen grundlegenden Konflikt für Bäume in gepflasterten Gebieten. Um sicherzustellen, dass jeder Baum das bekommt, was er braucht, um zur Reife zu gelangen, ist eine sorgfältige Betrachtung des ober- und unterirdischen Raumes notwendig. Die alte Methode, eine Baumgrubenfläche von der Größe der Pflasteröffnung bereitzustellen, ist eindeutig unzureichend und führt zu einer lebenslangen kostspieligen Pflasterreparatur und verurteilt den Baum zu einem vorzeitigen und langsam-qualvollem Tod. Wie viel unverdichteten Boden brauchen nun Bäume, um gesund zu reifen? – Es können verschiedene Methoden zur Bestimmung des erforderlichen Bodenvolumens verwendet werden, um den ungefähren Untergrundraum zu berechnen, den ein Baum für ein gesundes Wurzelwachstum benötigt.

Die Baumkronenmethode

Die wahrscheinlich einfachste Methode zur Berechnung des Bodenvolumens ist die Schätzung des projizierten Durchmessers der zu erwartenden Baumkrone und deren Multiplikation mit einer Tiefe von 0,6 m.

Verallgemeinert gilt:

  • 10 m für die Entwicklung von Baldachinen für große Bäume
  • 6 m für die Entwicklung von Vordächern für mittlere Bäume
  • 3 m für Abschirmungen, Schutzgurte oder Parkgruppenbepflanzungen
  • in jedem Fall min. 2,5 m

Ein ausreichendes Platzangebot für die optimale Entwicklung von Wurzelwerk ist entscheidend für die Gesundheit eines Baumes. Die Wurzeln eines wachsenden Baumes erstrecken sich weit in den umgebenden Boden und erreichen gerne mehr als den doppelten Durchmesser der Baumkrone. Die Stamm-Messschieber-Methode Der Stammdurchmesser ist ein weiterer Indikator für die Wurzelausbreitung.

Für junge Bäume mit einem Durchmesser von weniger als etwa 20 cm gilt ein Verhältnis von Wurzelradius zu Stammdurchmesser von etwa 38:1 – daher könnte ein Baum mit einem Stammdurchmesser von 15cm bei voller Reife ein Wurzelsystem haben, das sich fast 6m vom Stamm entfernt erstreckt.

Empfohlene Bodenvolumen

Mindestbodenmengen sind:

  • Kleiner Baum: 5–15 m3
  • Mittlerer Baum: 20–40 m3
  • Großer Baum: 50+ m3

Wie erhöhen wir also das Volumen des unverdichteten Bodens, das für das Wurzelwachstum zur Verfügung steht, ohne die Stabilität von Bürgersteigen und Straßen zu beeinträchtigen? Bodenstützzellen werden unterirdisch zu einer Strukturmatrix zusammengefügt, die dann mit unverdichtetem Boden gefüllt wird.

So wird ein gesundes Wurzelwachstum ermöglicht und gleichzeitig eine tragende Struktur für gepflasterte Flächen geschaffen. Dies ist eine bewährte Methode für Straßen- und Stadtbäume, die in zahlreichen Projekten auf der ganzen Welt erfolgreich eingesetzt wird.

Durch das Verständnis, welche Bodenbedingungen städtische Bäume benötigen, um sich bestmöglich zu entfalten, können Landschaftsarchitekten, Planer und Fachleute für Stadtentwicklung nun die nötigen Schritte unternehmen und Systeme einsetzen, die den Erfolg unserer städtischen Baumbestände sicherstellen.

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