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Garten-/Landschaftsbau
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Baumpflanzgruben
Die Steuerung von Baumwurzeln
Jungfernsteig in Hamburg: Fertig gestellte Fläche mit Wurzelglocken und vollständig
überpflasterten Baumgruben.
Text: Felix Käppeli, Cham
Bilder: Dr. Clemens Heidger, Hannover
In erster Linie ist nicht der Wassermangel der wachstumsbegrenzende
Faktor für die Ausbreitung von Baumwurzeln, sondern die fehlende
Bodenluft. Durch dauerhafte und tief reichende Belüftungsmassnahmen
ist es möglich, das Wurzelwachstum von Stadtbäumen zu fördern
und gleichzeitig die Baumwurzeln zu lenken. Dadurch ergibt sich die
Möglichkeit, Gehwege und Strassen als erweiterten durchwurzelbaren
Standraum von Strassenbäumen nutzbar zu machen.
Bäume sind sehr komplexe und dynamische
Individuen. Die erfolgreiche Planung
von Baumpflanzungen in städtischen Gebieten
beruht darauf, dass die individuellen
und dynamischen Wachstumsprozesse
von Bäumen über einen Zeitrahmen
von 50 bis 80 Jahren vorausblickend abgeschätzt
werden können. Die zentrale
Frage muss somit lauten: Wie gelingt es
bereits zum Zeitpunkt der Neupflanzung
einen Baumstandort so zu optimieren,
dass eine Wirksamkeit über einen grossen
Zeitraum dauerhaft erhalten bleibt, so
dass das Gehölz ein hohes Alter erreicht
und damit seine gestalterische Qualität
erfüllt. Von entscheidender Bedeutung
sind die Bodeneigenschaften und das Volumen
des durchwurzelbaren Raums. Verlangen
doch gewisse Einzelbäume einen
durchwurzelbaren Bodenraum von min-
die Gärtner-Fachzeitschrift 2/2006
destens 300 m 3 (1,5 m Tiefe) und Grosssträucher
gedeihen am besten bei einem
Bodenvolumen von mindestens 100 m 3
(1 m Tiefe).
In der Praxis sind die Bodenverhältnisse
leider mehrheitlich alles andere als optimal.
Sehr oft handelt es sich um stark verdichtete,
inhomogene Auffüllböden, die
sich als Baumstandort nur wenig eignen.
Um unter solchen Umständen erfolgreiche
und dauerhafte Baumpflanzungen
durchführen zu können, sind neben den
bekannten Massnahmen zur Standortoptimierung
auch innovative Ideen und
Techniken erforderlich. Ein am Institut für
Grünplanung und Gartenarchitektur der
Universität Hannover bearbeitetes Forschungsvorhaben
über Bäume an städtischen
Strassen hatte die Entwicklung und
Erprobung von vegetationstechnischen
und bautechnischen Massnahmen zur
Optimierung des Wurzel- und Standraumes
von Bäumen in Stadtstrassen zum
Ziel. Die Untersuchungen mit einer Ge-
samtlaufzeit von über zehn Jahren konzentrierten
sich auf Baumscheibenpflanzungen,
bei denen extreme Standortbedingungen
vorliegen. Sie umfassten
unterschiedliche Bauweisen für die Belüftung
in der Fläche in Form einer Luft führenden
Tragschicht oder als linear geführte
Belüftungsgräben sowie die Tiefenbelüftung
durch vertikal geführte Belüftungsbohrungen.
Erprobt wurden die entwickelten
Bauweisen an den Baumarten
Eichen, Eschen und Linden in den Städten
Hannover und Münster.
Wurzeln wachsen
aus den Pflanzgruben
Die Untersuchungsergebnisse belegen,
dass es unabhängig von den Pflanzgruben-Bauweisen,
den Bodenverhältnissen
und den spezifizierten Eigenschaften der
Baumarten immer zu einem Herauswurzeln
aus der Pflanzgrube gekommen ist.
Zum Herauswurzeln nutzen die Bäume in
der Hauptsache Grobporenräume. Generell
kommt es im Kontaktbereich zwischen
Baumsubstrat und dem benachbarten,
verdichteten Stadtboden aber zu einer
Zunahme an Fein- und Mittelporen zu Lasten
der Grobporen, was eine höhere Dichte
bewirkt und somit den Eindringwiderstand
heraufsetzt. Eine verminderte
Wuchsentwicklung ist dann immer die
Folge. Auch ein gross dimensioniertes Volumen
an Luft führendem und sackungsstabilem
Baumsubstrat von mindestens
12 m 3 , reicht als durchwurzelbarer Bodenraum
auf die Dauer für einen Baum nicht
aus. Immer dann, wenn der gesamte Grubenraum
vollständig durchwurzelt ist,
und das kann bereits nach zwei bis drei
Vegetationsperioden der Fall sein, kommt
es zu einem «Blumentopf-Effekt».Die Wurzeln
können die Kontaktflächen zwischen
dem Baumsubstrat und dem umgebenden
«festen» Boden nicht durchdringen.
Ziel muss es sein, über den unmittelbaren
Baumstandort hinausgehend das gesamte
Baumumfeld durch ergänzende

Massnahmen so zu optimieren, dass eine
Vergrösserung des durchwurzelbaren Bodenraumes
erreicht wird. Durch verschiedenartige
Belüftungsmassnahmen ergibt
sich heute die Möglichkeit, den wurzelkonformen
Raum zu vergrössern. Mit derselben
Technik kann ebenfalls die Wuchsrichtung
der Baumwurzeln bestimmt werden.
Flächenbelüftung
Infolge der Flächenbelüftung ist der umgebende
Boden sowohl vertikal als auch
horizontal als erweiterter Wurzelraum er-
schlossen worden. Die maximale Durchwurzelungstiefe
beträgt 160 cm, die seitliche
Ausdehnung erreicht Distanzen von
mehr als drei Metern. Voraussetzung für
eine solche vertikale und horizontale
Wurzelausdehnung ist die Erreichbarkeit
von durchwurzelbaren Bodenzonen.
Wird diese unterbunden, etwa durch
Isolation, die im Allgemeinen von undurchwurzelbaren
Sandkörnern ausgeht,
bleibt die Wirkung der Massnahme
auf die oberflächennahen Zonen beschränkt.
Zusammenfassend kann für diese Bauweise
festgehalten werden, dass unter
dem Einfluss einer Luft führenden Tragschicht
der Pflanzgrubennebenraum viel
leichter, das heisst mit einem erheblich
geringeren Energieaufwand erschlossen
Grubenbelüftung
Tiefenbelüftung
werden kann als bei der konventionellen
Pflanztechnik. Ausserdem hat sich gezeigt,
dass die Länge des räumlich erschlossenen
Seitenraumes weit grösser
ist, als bisher angenommen.
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Grabenbelüftung
Wie in den Untersuchungen nachgewiesen
werden konnte, führt ein grabenförmiger
Belüftungskörper immer zu einer
deutlich feststellbaren Reaktion. In sämtlichen
Fällen wird der Pflanzgrubenseitenraum
erschlossen und immer beginnen
die Durchwurzelungen in der Kontaktflächenzone
zum Belüftungsgraben. Ein
massgeblicher Faktor ist aber die Erreichbarkeit
der ventilierenden Schotterschicht
des Grabens. Entscheidend ist daher
der präzise Anschluss an die Pflanzgrubenwand.
Die bewurzelungsintensivs-
Die Belüftungsgräben sind mind. 30 cm
breit und verbinden die Pflanzgruben
miteinander. Die gelben Dränagerohre
dienen ausschliesslich der Belüftung.
te Zone ist der Sohlbereich des Belüftungsgrabens.
Die seitliche Ausdehnung
erstreckt sich über eine Länge von mehr
als drei Metern.
Tiefenbelüftung
Wie bereits bei der Grabenbelüftung nachgewiesen
werden konnte, führt ebenso die
Tiefenbelüftung immer zu einer deutlichen
Reaktion am Wurzelsystem des Strassenbaumes.
In sämtlichen Fällen kommt es zu
einer Abänderung des Wurzelsystems. Infolge
der punktuellen Tiefenbelüftung
kommt es zu einer Umkehrung des artspezifischen
Wurzelwachstums. Unter normalen
Bedingungen wächst die Hauptwurzel
geotrop, während die Seitenwurzel sich
schräg oder horizontal im Boden ausbrei-
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tet. Aufgrund der anatomischen und morphologischen
Flexibilität können sich aber
die Baumwurzeln der kleinräumigen
Heterogenität der Luft führenden Bodenschichten
anpassen.
Kombination
Wenn, wie vorangehend dargestellt wurde,
bereits der grabenförmige Belüftungskörper
zu einer Prägung des Wurzelsystems
geführt hat, die in noch stärkerem
Masse bei einer Tiefenbelüftung gegeben
ist, dann war zu erwarten, dass die Kombination
beider Bauweisen zu einer weiteren
Steigerung führt. Genau das wird
durch die Ergebnisse bestätigt. Die sich so
einstellende Wurzelarchitektur ist als Reaktion
auf die Bauweise eindeutig vertikal-horizontal
ausgerichtet.
Andere Massnahmen dagegen, bei denen
pneumatisch mit Hilfe von Belüftungslanzen
versucht wird, den Standort
zu sanieren, sind wenig Erfolg versprechend.
Da der Boden nach der explosionsartigen
Behandlung wieder in seine ursprüngliche
Lage zusammenfällt, wird
eine dauerhafte Stabilisierung der Gefügestruktur
nicht erreicht.
Präventiver Durchwurzelungsschutz
Bei Neuanpflanzungen wird der Einsatz
von Pflanzglocken empfohlen. Bei vegetationstechnisch
korrekter Anwendung bieten
diese Bauelemente den wirksamsten
und nachhaltigsten Durchwurzelungsschutz.Dabei
ist darauf zu achten,dass nur
solche Systeme verwendet werden, die
sich nach unten weiten, um dadurch die
Wurzeln in tiefere Bodenzonen zu leiten.
In jedem Fall sind darüber hinausgehend
vegetationstechnisch geeignete Untergrundverhältnisse
erforderlich. Denn nur
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Systembauweise
mit Wurzelglocke
diese garantieren eine rasche Tiefendurchwurzelung,
auf der die Funktionsweise
von Wurzelglocken basiert. In Verbindung
mit grabenförmigen oder tief reichenden
Belüftungsmassnahmen gewährleistet
diese Bauweise über den
Durchwurzelungsschutz hinaus die Möglichkeit,
den erweiterten Bodenraum im
Umfeld des Baumes zu erschliessen. Den
wirkungsvollsten Schutz bieten monolithische
Elemente, die nur aus einem Bauteil
bestehen und keine Fugen aufweisen.
Sie sind quasi undurchwurzelbar.Wird aus
Kostengründen eine derartige Lösung
verworfen, gilt es bei anderen Einfassungselementen
die Menge an Stossfugen
zu beachten. Je geringer ihr Fugenanteil
ist, desto wirkungsvoller ist der Durchwurzelungsschutz.
Folgerungen für die Praxis
Ausgehend vom erreichten Erkenntnisstand
ist es ohne grossen Aufwand mög-
lich, bautechnische Massnahmen zur
Standortoptimierung bei Strassenbäumen
unter Berücksichtigung der Erfordernisse
des Tief- und Strassenbaues anwendungsbezogen
einzusetzen. Die Ausführung
ist sowohl während der Neu- oder
Umbaumassnahme als auch nachträglich
realisierbar. Von entscheidender Bedeutung
sind die Untergrundverhältnisse. Es
ist von der Beschaffenheit des umgebenden
Bodenkörpers abhängig, an welcher
Stelle und in welcher Tiefe es zu Einwurzelungen
kommt.
Bei schwächer bindigen bis bindigen
Stadtböden, also bei lehmigen oder sandig-schluffigen,
meist gut nährstoffversorgten
reliktischen Unterböden, gilt:
● Die Wirksamkeit von Belüftungsgräben
ist hoch.
● Die Wirksamkeit von Tiefenbohrungen
ist ebenfalls hoch.
● Die Wirksamkeit der Kombination
aus Graben- und Tiefenbelüftung ist am
höchsten.
Bei sehr leichten Stadtböden mit geringem
Feinerdeanteil, also bei wenig bis
nicht nährstoffversorgten reliktischen
Sandböden, erzielen vertikal geführte Belüftungsbohrungen
die höchste Wirkung.
Das Spektrum der anwendbaren Baumarten
muss mit den Bodenverhältnissen abgestimmt
werden.
Bei sehr schweren Stadtböden mit abweichenden
Bodeneigenschaften, also
bei stark bindigen reliktischen Unterböden
aus Schluff und Ton, zeigen bei geringen
Flurwasserabständen nur vertikal geführte
Tiefbohrungen eine gute Wirkung.
Die Auswahl beschränkt sich bei feuchtnassen
Untergründen auf nur wenige
Baumarten.
Quelle: Heidger Clemens, 2004: Baumwurzeln
sind lenkbar – aber wie? Jahrbuch
der Baumpflege. Verlag Thalacker, Braunschweig.
Die Wurzelglocken
werden direkt auf
die Oberfläche der
mit einem speziellen
Baumsubstrat
verfüllten und verdichtetenPflanzgrube
gesetzt. Sie
verhindern das
Einwurzeln in den
Oberbau und die
Decke von angrenzenden
Belägen.