Darstellung der Wurzelverläufe und bodenkundliche Feldansprache nahe der Ufermauer des Berliner Landwehrkanals

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1 Kooperations- und Beratungsstelle für Umweltfragen Technische Universität Berlin Darstellung der Wurzelverläufe und bodenkundliche Feldansprache nahe der Ufermauer des Berliner Landwehrkanals Kanalabschnitt km 0,25-0,90 Berlin - Charlottenburg, Einsteinufer Berlin,

2 Inhaltsverzeichnis Seite 1. Vorbemerkungen und Fragestellungen 2. Material und Methoden 3. Untersuchungsergebnisse 4. Zusammenfassung und Diskussion 5. Literaturverzeichnis Herausgeber: - Kooperations- und Beratungsstelle für Umweltfragen Zentraleinrichtung Kooperation (ZEK) Technische Universität Berlin Franklinstrasse 28 / 29 D Berlin Telefon Autoren: Dr.rer.nat. Michael Barsig <MichaelBarsig@web.de> Dipl.-Biol. Michael Hirschmann Dipl.-Ing. Björn Kluge, FG Standortkunde und Bodenschutz, TU Berlin, <bjoern.kluge@web.de> Diese Arbeit entstand mit freundlicher Unterstützung von Umweltberatung und Analytik Seite 2 von 45

3 1. Vorbemerkungen und Fragestellungen Ziel der vorliegenden Untersuchung ist die Gewinnung erkenntnisrelevanter Informationen zu den bodenkundlichen und biomechanischen Bedingungen am Ufer des Landwehrkanals. Die dargestellten Ergebnisse können im Rahmen des Mediationsverfahrens als Grundlage für Fragen der anstehenden Sanierungsmaßnahmen herangezogen werden. Bisher hat trotz des wissenschaftlichen Fortschritts jede Standsicherheitsanalyse an den Ufern von Gewässern einen erheblichen Unsicherheitsfaktor (JOHNSON & HEIL 1996). Zur Erhaltung des ufernahen Altbaumbestandes, der in etlichen Bereichen landschaftsprägenden Charakter hat, ist es im Zusammenhang mit der notwendigen Instandsetzung der Ufermauer von erheblicher Bedeutung, ob und inwieweit dabei in das Wurzelsystem dieser Altbäume eingegriffen wird. Die Wurzelfreilegungen und bodenkundlichen Untersuchungen erfolgten im April und Mai 2008 im Auftrag der Kooperations- und Beratungsstelle für Umweltfragen der TU Berlin (). Der Wissenschaftsladen setzt damit seine im Jahr 2000 begonnenen Aktivitäten zu Entwicklung und Pflege innerstädtischer Gewässerränder fort (s. z.b. Publikationen unter Es wurden Wurzelfreilegungen an vier gefällten Bäumen in ufernahen Bodenbereichen am Südufer des Landwehrkanals (Charlottenburger Einsteinufer) durchgeführt. Durch die Unter suchung konnten erste Erkenntnisse zum tatsächlichen Wurzelverlauf gewonnen werden. Die Ergebnisse erheben nicht den Anspruch, auf sämtliche Uferbereiche übertragbar zu sein. Sie sollen vielmehr dazu anregen, bei den kommenden Sanierungsmaßnahmen den Blick jenseits gängiger Modellvorstellungen auf die wirklichen Gegebenheiten am einzelnen Baumstandort zu richten. Des weiteren sollen Anregungen für sowohl vertiefte wie auch statistisch abgesicherte Untersuchungen gegeben werden. Die Wurzelfreilegungen sollten auch Hinweise zu den bestehenden Fragen liefern, ob die Lebendbauweise durch Gehölzwurzeln die Wirkungen von Havarien (Uferabbrüchen) im Bereich möglicherweise einsturzgefährdeter Kanalmauern, wie am Berliner Landwehrkanal, fördern oder mindern kann. Seite 3 von 45

4 Querschnitt Kanaleinfassung Abb. 1: Ausgangsmodell für die Standsicherheitsberechnung am Landwehrkanal (aus: LIEBETRUTH, BAW 2007) Abb. 2: Regelbauweise der Uferwand an vielen Abschnitten des Landwehrkanals (Quelle: Wasser- und Schifffahrtsamt Berlin) Seite 4 von 45

5 Bei der für Solitärbäume (30m hoch, 1m Durchmesser) pauschal berechneten Verkehrslast (30 kn/m 2 ) wurden pauschalisierte Wurzelkohäsionswerte von (2-)7 kn/m 2 gemäß MSD 2005 berücksichtigt (LIEBETRUTH 2007). Windbedingte Lasteinträge gingen dabei nicht in die Be rechnung mit ein. Diese baumbedingten vertikalen Lasten wurden an Standorten mit erheb lichen Defekten im Mauerwerk als so problematisch bewertet, dass im Juli Altbäume am Landwehrkanalufer gefällt wurden. Formen der Bewurzelung Nach ihrem Durchmesser können Wurzeln in Fein- bzw. Feinstwurzeln ( 0,1-0,2cm), Schwachwuzeln (0,2-0,5cm), Grobwurzeln (0,5-2,0cm), Derbwurzeln (>2,0-5,0cm) und Starkwurzeln (>5cm) unterteilt werden, wobei sich die Größenklassifizierungen in der Fach literatur unterscheiden (POLOMSKI & KUHN 1998, KUTSCHERA & LICHTENEGGER 2002, SINN 2003). Die Ausbildung der Wurzelsysteme der Bäume ist einerseits genetisch vorbestimmt, andererseits durch ökologische Parameter bestimmt wie Klima, Bodenfeuchte, Bodenerwärmung, Nährstoffgehalte im Boden, Textur und Struktur des Bodens, Windbelastung, Baum- und Wurzelkonkurrenz (LICHTENEGGER & KUTSCHERA 2002). Dennoch können morphologische Wurzeltypen unterschieden werden, welche die folgenden Wachstumsrichtungen widerspiegeln (vgl. KUTSCHERA & LICHTENEGGER 2002): Pfahl- oder Polwurzeln wachsen vom Wurzelpol ausgehend abwärts Senk- oder Senkerwurzeln verzweigen sich von dickeren Horizontalwurzeln und wachsen dort abwärts Herzwurzeln gehen vom Wurzelstock aus und verlaufen schräg nach unten Horizontalwurzeln wachsen seitwärts und verlaufen vorwiegend im Oberboden. Die untersuchten Baumarten Spitz-Ahorn, Schwarz-Erle, Weide und Euramerikanische Pappel sind verschiedenen Wurzeltypen zuzuordnen: Euramerikanische Hybrid-Pappel (Populus x euramericana): auf trockenen Böden häufige Senkerwurzelbildung, verzweigte Pol- bzw. Pfahlwurzel, wobei derartige Wurzelstränge in weitem Bogen aus unterschiedlicher Tiefe aufwärts wachsen und anschließend seitlich verlaufen können; je nach Bodenbedingungen können aber auch an der Polwurzel ansetzende Seitenwurzeln in spitzem Winkel in die Tiefe wachsen, von den Seitenwurzeln können ebenfalls Senker abgehen (LICHTENEGGER & KUTSCHERA 2002). Schwarz-Erle (Alnus glutinosa): als typischer Baum staufeuchter Böden kann sie dennoch sehr tief reichende Wurzeln bis 210cm Bodentiefe ausbilden; das Herz wurzelsystem wurde als glockenförmig beschrieben; Starkwurzeln sollen selten sein, allerdings ist die Plastizität des Schwarzerlen-Wurzelsystems in Abhängigkeit von den Bodenbedingungen ausgeprägt (KÖSTLER/BRÜCKNER/BIEBELRIETHER 1968, LICHTEN EGGER & KUTSCHERA 2002). Hänge-Weide (Salix x sep. chrysocoma), eine Kreuzung aus der Silberweide S. alba u. S. babylonica): als typischer Uferbaum an die Weichholzaue bzw. an sickerfeuchte Hängen angepasst mit ursprünglicher Polwurzel, die jedoch zumeist durch kräftige Seitenwurzeln verdrängt wird, Hauptwurzelmasse in den oberen Bodenschichten, räumliche Verteilung breit verkehrt kegelförmig, durchwegs zähe und reißfeste Wurzeln (KÖSTLER/BRÜCKNER/BIEBELRIETHER 1968, LICHTENEGGER & KUTSCHERA 2002). Seite 5 von 45

6 Spitz-Ahorn (Acer platanoides): unregelmäßig flaches, ergiebiges Herzwurzelsystem, wobei die Hauptmasse aus vielfältig untereinander verwachsenen Horizontalwurzeln (mit Abzweigungen) gebildet wird (LICHTENEGGER & KUTSCHERA 2002). 2. Material und Methoden Bodenkunde: An allen Standorten wurden Bohrungen mit dem Pürckhauerbohrer bis in eine Tiefe von 1,00 m durchgeführt. An den Bohrstockbohrungen erfolgte eine Ansprache der Substrate und Horizonte in Anlehnung an die BODENKUNDLICHE KARTIERANLEITUNG KA5. Zusätzlich wurde, soweit möglich, ein Bodenprofil an der Uferbefestigung jeweils parallel zum Baum angelegt. Bei der Feldansprache wurden folgende Parameter aufgenommen: Horizonte Bodenart Lagerungsdichte Steingehalt Carbonatgehalt ph-wert (Profile) Beimengungen/. Verwendete Kürzel der BODENKUNDLICHEN KARTIERANLEITUNG (KA 5) Horizontsymbole Ah Go Gr M A-Horizont mit bis zu 30 Masse % akkumuliertem Humus G-Horizont, mit im Jahresverlauf überwiegend oxidierenden Verhältnissen; Rostflecken; Grundwasserschwankungsbereich G-Horizont, mit im Jahresverlauf fast durchgängig reduzierenden Verhältnissen (nass an über 300 Tagen) Mineralbodenhorizont durch Umlagerung, Abspülung, Auftrag entstandener Auftragshorizont Zusätzliche Symbole und Kennzeichnungen II j Kennzeichnung verschiedener Ausgangssubstrate anthropogen umgelagertes Natursubstrat Bodenarten Su2 schwach schluffiger Sand Sl2 schwach lehmiger Sand ms Mittelsand msfs Mittelsand Wurzelerfassung: In Handarbeit mit unterschiedlichen Sondierstäben, Schippen und Spaten wurde jeweils ausgehend vom Stammstubben der Wurzelverlauf in alle Himmelsrichtungen ermittelt. Dabei wurden die Starkwurzelanläufe, Senker- und Horizontalwurzeln temporär freigelegt und dokumentiert. Seite 6 von 45

7 Außerdem wurde die Vitalität der Wurzeln bonitiert. In der Regel reichte eine Freilegung bis max. 1m Tiefe, weil die Wurzelverläufe insgesamt relativ oberflächennah waren. Der jeweilige Wurzelstock wurde nicht ausgegraben, um statische Veränderungen im Bodengefüge in Kanalnähe zu vermeiden. Eine maschinenunterstützte Ausgrabung der Wurzelstöcke wurde von den zuständigen Behörden nicht zugelassen. Demgemäß konnte nicht das gesamte Wurzelsystem frei gelegt werden, insbesondere nicht der Raum direkt unter dem Wurzelstock. Die Derb- und Starkwurzeln wurden jeweils in vivo freigelegt und vermessen. Größtes Augenmerk wurde auf die Durchwurzelung in Nähe der Ufermauer gelegt. Außerdem wurden die lateralen Wurzelverläufe freigelegt bzw. ab einem größeren vom Stammfuß aufgrund des Verlaufs abgeschätzt. Zusätzlich wurden Hauptwurzelstränge im Böschungsbereich verfolgt und dokumentiert. Die Baumstandorte Aus dem Kollektiv der im Sommer 2007 gefällten Bäume wurden die folgenden Untersuchungs bäume und standorte am Charlottenburger Einsteinufer ausgewählt, die alle in einem Bereich liegen, wo von der Bundesanstalt für Wasserbau bzw. dem Wasser- und Schifffahrtsamt Berlin eine große Gefahr des Mauer- und Böschungsversagens (vgl. LIEBETRUTH 2007) postuliert wurde. Dies führte aus Verkehrssicherungsgründen zu einer großflächigen Einzäunung der Areale. Nr.1 Spitz-Ahorn (Acer platanoides) (mit zu Weide Nr.168), Einsteinufer Nr.69, südöstlich der Dovebrücke, Landwehrkanal-km 0,25. Nr.2 Schwarz-Erle (Alnus glutinosa) (mit zu Erle Nr.155), Einsteinufer Nr.63, km 0,32. Nr.3 Hänge-Weide (Salix chrysocoma) (nähe Marchbrücke und Gehweg), km 0,58. Nr.4 Euramerikanische Pappel (Populus x euramericana syn. canadensis), Einsteinufer Nr.19 (TUB-Elektrotechnisches Institut) km 0,85. Die folgenden Karten und Luftbilder veranschaulichen die Standorte der Untersuchungsbäume. Hinweis: Die Nachbarbäume sind nicht maßstabsgerecht eingetragen, so dass die tatsächlichen Abstände der gefällten Bäume zu den noch stehenden Nachbarbäumen größer sind. Seite 7 von 45

8 Nr.1 Nr.2 Nr.3 Abb.3a/b: Lage der Baumstandorte Nr.1-3 am Einsteinufer des Berliner Landwehrkanals (Kartenausschnitte aus: BfG Koblenz, Unterhaltungsplan Landwehrkanal, Erhebung der Biotopstrukturen, Plan Nr.2, Sept. 2000; Luftbild: AeroWest/Google Earth vom ) Seite 8 von 45

9 Nr.4 Abb.4a/b: Lage des Baumstandorts Nr.4 am Einsteinufer des Berliner Landwehrkanals (nordwestlich der Charlottenburger Brücke). Die Luftbildaufnahme von 2006 zeigt noch die untersuchte Pappel. (Kartenausschnitte aus: BfG Koblenz, Unterhaltungsplan Landwehrkanal, Erhebung der Biotopstrukturen, Plan Nr.2, Sept. 2000; Luftbild: AeroWest/Google Earth vom ) Seite 9 von 45

10 3. Untersuchungsergebnisse Standort 1 (Spitz-Ahorn, Acer platanoides) Bodenkundliche Kartierung Der Oberboden besteht aus einem gering mächtigem, humusreichen Horizont mit der Bodenart Mittelsand (msfs). Der ph-wert im Oberboden liegt bei 5,5. Darunter folgt ein wenig humoser Horizont, der stark mit Ziegelresten und Bauschutt durchsetzt ist und durch die carbonathaltigen Beimengungen einen ph-wert von 7,0 aufweist. Ab einer Tiefe von etwa 67 cm treten Rostflecken auf, welche einen hydromorphen Einfluss anzeigen (j M-Go). Danach schließt ein von Grundwasser geprägter Unterbodenhorizont an, der starke Reduktions merkmale aufweist und grau gefärbt ist (j M-Gr). In etwa 81cm Tiefe befindet sich der Über gangsbereich zum Grundwasser (Kapillarsaum). Die letzten beiden Horizonte waren schwer zu durchdringen; sie weisen eine sehr dichte Lagerung auf, so dass sie für die Pflanzenwurzeln schwer zu durchwurzeln sind. An der Uferkante tritt ab 35cm Tiefe eine Schicht aus Ziegel steinen und Schieferplatten auf, die relativ dicht, aufgrund der Zwischenräume aber dennoch zu durchwurzeln ist (s. Profil, Abb.5). Alle weiteren Bohrungen im näheren Umkreis des Baumes entsprechen dem Bohrpunkt Nr.1, nur dass die Anteile von Ziegel- und Bauschuttresten sowie Feinsubstanz variieren und sich die Horizontgrenzen aufgrund der ansteigenden Böschungs neigung verschieben. Der Bodentyp nach KA5 ist ein Kolluvisol-Gley. Baum Nr. 1 Spitz-Ahorn Bohrpunkt 1 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 1,2m 0,84m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs Mittelsand < 5 mäßig mittel j Ah (M) stark humos msfs Mittelsand < 5 mäßig mittel j M Ziegelreste, humos Rostflecken; Kapillarsaum ms Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go 81 cm 81->100 ms Mittelsand < 5 frei mittel j M-Gr graue Farbe Bohrpunkt 2 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 2m 1,5m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) msfs Mittelsand < 5 mäßig mittel j M1 Ziegelsteine msfs Mittelsand < 5 hoch dicht j M/Go1 Rostflecken schwach lehmiger stark hu Sl2 Sand < 5 frei dicht j M-Go2 mos/feinsubstanz 97->100 ms Mittelsand < 5 frei dicht j M-Gr Kapillarsaum/ Feinsubstanz Seite 10 von 45

11 = m zu Festpunkt Ah (M) 0.12 msfs humos j M msfs Ziegelreste j M-Go 0.81 msfs Rostflecken Kapillarsaum bei 81 cm j M-Gr ms m Abb.5: Bohrung Nr.1: Entfernung zur Ahornstamm-Mitte etwa 1,2 m Legende der Bohrprofile Kurzbeschreibung des Bohrpunktes (Nr.1): 0-12 cm Ah (M) - Oberbodenhorizont; anthropogen umgelagertes Substrat; Auftragsboden; mit sekundärer Humusbildung; sehr humusreich, mäßiger Carbonatgehalt, Bodenart: msfs cm j M- Mineralbodenhorizont; Auftragsboden (M); weniger humusreich als Ah; mäßig carbonathaltig; viele Ziegelreste. Bodenart: msfs cm j M-Go - Mineralbodenhorizont mit Grundwassereinfluss und hydromorphen Merkmalen; Auftragsboden; weniger humusreich j M; kein Carbonat; starke Rostflecken sichtbar; Kapillarsaum bei 81 cm; dicht gelagert. Bodenart: msfs; Seite 11 von 45

12 81 - > 100 cm j M-Gr - Mineralbodenhorizont, mit im Jahresverlauf fast durchgängig reduzierenden Verhältnissen; Auftragsboden; dicht gelagert. Bodenart: ms Bohrpunkt 3 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Gley- Kolluvisol 4m Tiefe Bodenart Bezeichnung 3m Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs msfs 83->100 msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) humos Mittelsand < 5 mäßig mittel j M1 Ziegelreste grusig, humusreich, Mittelsand > 5 mäßig dicht j M2 schwarz gefärbt, Kohle Mittelsand > 5 frei dicht j M-Go Rostflecken Bohrpunkt 4 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Gley- Kolluvisol 2m Tiefe Bodenart Bezeichnung 3m Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs msfs Mittelsand < 5 mäßig mittel j Ah (M) Mittelsand < 5 mäßig mittel j M1 Mittelsand < 5 hoch mittel j M ms Mittelsand > 5 frei dicht j M3 humose Feinsubstanz 97->100 msfs Mittelsand < 5 frei dicht j M-Go Rostflecken Seite 12 von 45

13 Bohrpunkt Profil nahe Ufermauer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs msfs msfs > 83 msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) durchmischt Mittelsand < 5 mäßig mittel j M1 durchmischt Mittelsand > 20 mäßig dicht II j C Schieferplatten Mittelsand < 5 mäßig mittel j M-Go Kapillarsaum 81 cm Mittelsand < 5 frei mittel j M-Gr Wurzelverläufe Abb.6: Standort von Baum Nr.1 Seite 13 von 45

14 Baum Nr.1 Acer platanoides Stammumfang (cm) zur Ufermauer (cm) Überblick zur Durchwurzelung Dichtes Wurzelnetz stammnah (Fein- u. Grobwurzeln), Haltewurzelverlauf überwiegend parallel zur Ufermauer oder böschungsaufwärts Kraft-Umlenkerwurzel (Starkwurzel), in Nähe der Kanalmauer ab 70 cm Bodentiefe keine Durchwurzelung (Schutt, Steine) keine Grabung nach NW/W wegen einer intakten Nachbarweide; hier Wurzelkonkurrenz bzw. Wurzelkontakte keine Defekte im Mauerwerk sichtbar ab 70 cm Bodentiefe starker Schuttanteil in Nähe der Kanalmauer, ab da keine Durchwur zelung mehr Wurzeln sind noch intakt Richtung NO/NW O S/SW Wurzel- Charakteristika große gebogene Umlenkerwurzel ( 7,6-7,9 cm) ->NW nahe Granitplatte bis 30 cm Tiefe, 1 Derbwurzel unter der Granitplatte bis 30 cm Tiefe; viele Fein- u. Grobwurzeln dichtes Wurzel werk bis >3,5 m vom Stamm, in d.r. nur bis 25 cm Boden tiefe, hauptsächlich parallel zur Mauer, überkreuzende Wurzelverläufe in 4 Bodenschichten Starkwurzeln mit W1: 5,7 cm W2: 8,59 cm W3: 5,8 cm gebogene Starkwurzel in Stammnähe, 3 sich verzweigende Starkwurzelstränge ziehen in bis zu 50 cm Tiefe schräg böschungsaufwärts mit 5-7 m vom Stamm, zu beobachtende Verwachsung mit einer Weidenwurzel Starkwurzeln mit W1: 5-5,2 cm W2: 4,9-5,7 cm Seite 14 von 45

15 NO Abb.7a/b: Dichtes oberflächennahes Fein-Grobwurzelsystem am Ahorn-Standort, vor allem in Wurzelstocknähe und in O-Exposition, aber keine Wurzelanhäufung an der Ufermauer. Links im Bild: die cm dicke Granitplatte als Abdeckung der etwas schräg über der Wasserlinie an stehenden Steinquader (hier ohne Fugenrisse) Abb.8a/b: An die Mauer heranwachsende, dann umlenkende Starkwurzel Seite 15 von 45

16 Abb.9: Schwach- und Grobwurzeln sowie eine Derbwurzel (östlich der Umlenkerwurzel) neben der Ufermauer Abb.10: Nach O wachsendes Derb- und Stark-Wurzelsystem in verschiedenen Ebe nen mit vielen Verzweigungen und Über lagerungen Abb.11: Nach S wachsende Starkwurzeln, eine Verwachsung mit einer Weiden-Stark wurzel (Pfeil) Seite 16 von 45

17 Abb.12: Nach S orientiertes enges Wurzelgeflecht unterschiedlicher Wurzelklassen in 3m vom Stamm (darunter eine Weidenwurzel, Pfeil) Abb.13: Böschungsaufwärts (Richtung SO) unter der Grasnarbe (Richtung Gehweg) wachsende, mäandrierende Starkwurzel(n) des Ahorns (bis zu 5m vom Baumstubben freigelegt); Tiefe der Wurzeln: 5-35cm Seite 17 von 45

18 Standort 2 (Schwarz-Erle, Alnus glutinosa) Bodenkundliche Kartierung Der Oberboden (Ah (M)) besteht aus einem homogenen, stark humosen Substrat, das eine geringe bis mittlere Lagerungsdichte aufweist. Die Bodenart ist Mittelsand (msfs). Die ph-werte des Oberbodens liegen mit 5,5 im schwach sauren Bereich. Diesem Oberbodenhorizont folgt ein ebenfalls humoser Horizont mit der Bodenart Mittelsand (msfs). Ab einer Tiefe von etwa 85cm treten Rostflecken auf, welche einen hydromorphen Einfluss anzeigen. In etwa 80cm Tiefe befindet sich der Übergangsbereich zum Grundwasser (Kapillarsaum). Die Horizonte sind z.t. mit einem schwarzen, grusigen Material durchsetzt, dass sehr dicht gelagert ist. An der Uferkante tritt bei etwa 45cm Tiefe eine Steinpackung aus großen Kalksteinen und Bauschutt auf, die als Barriere für die Pflanzenwurzeln wirkt. Alle weiteren Bohrungen im näheren Umkreis des Baumes entsprechen dem Bohrpunkt Nr.1, nur dass die Anteile von Ziegel- und Bauschuttresten zunehmen, die Bodenart in den unteren Horizonten variieren kann und sich die Horizontgrenzen aufgrund der ansteigenden Böschungsneigung verschieben. Der Bodentyp nach KA5 ist ein Gley-Kolluvisol. Baum Nr. 2 Schwarz-Erle Bohrpunkt 1 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Gley- Kolluvisol 4,0m 0,85m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs 82->100 msfs Mittelsand < 5 mäßig mittel Ah (M) homogen, stark humos Mittelsand < 5 hoch mittel j M humos Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go Seite 18 von 45

19 = m zu Festpunkt Ah (M) humos msfs j M humos msfs Kapillarsaum bei 80 cm j M-Go msfs Rostflecken m Abb.14: Bohrung 1: Entfernung zur Baumstamm-Mitte etwa 4m. Kurzbeschreibung des Bohrpunktes (Nr.1): 0-31 cm Ah (M) - Oberbodenhorizont; anthropogen umgelagertes Substrat; Auftragsboden; mit sekundärer Humusbildung; humusreich, mäßiger Carbonatgehalt; homogen. Bodenart: msfs cm j M- Mineralbodenhorizont; Auftragsboden (M); humos, aber weniger humusreich als Ah; stark carbonathaltig; z.t. mit schwarzem grusigem Material durchsetzt und dicht gelagert. Bodenart: msfs 82 - >100 cm j M-Go- Mineralbodenhorizont mit Grundwassereinfluss und hydromorphen Merkmalen; Auftragsboden; kaum Humus; kein Carbonat; Rostflecken sichtbar; Kapillarsaum bei 80 cm; Bodenart: msfs. Seite 19 von 45

20 Bohrpunkt 2 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Gley- Kolluvisol 4,0m 0,85m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs Mittelsand < 5 mäßig mittel j Ah (M) humos msfs Mittelsand < 5 hoch mittel j M msfs Mittelsand < 5 mäßig dicht j M2 Ziegelreste ms Mittelsand > 5 frei dicht j M3 (Go) Ziegel, humos, Rostflecken 90->100 ms Mittelsand > 5 frei mittel j M-Go Kapillarsaum 95 cm Bohrpunkt 3 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Gley- Kolluvisol 2,0m 2,5m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) humos Mittelsand > 5 frei mittel j M1 Ziegelsteine, Kohlereste Mittelsand > 5 mäßig dicht j M ms Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go Rostflecken 84->100 ms Mittelsand < 5 frei mittel j M-Gr Bohrpunkt 4 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Gley- Kolluvisol 5,0m 3,5m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) Mittelsand > 5 mäßig mittel j M1 Mittelsand > 5 mäßig dicht j M2 Ziegelsteine ms Mittelsand < 5 frei dicht j M-Go Rostflecken 87->100 ms Mittelsand < 5 frei mittel j M-Gr Seite 20 von 45

21 Bohrpunkt 5 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 1,5m 1m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs ms/gs Mittelsand < 5 mäßig mittel j Ah (M) Mittelsand > 5 mäßig mittel j M1 Mittelsand/Grobsand > 5 schwach dicht j M2 70->100 ms Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go/Gr Ziegel, Steine, Bauschutt Rostflecken, humose Beimengungen Bohrpunkt 6 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Gley- Kolluvisol 1,5m 0,9m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) Sl2 schwach lehmiger Sand < 5 hoch dicht j M Grus Grus < 5 frei dicht y M2 schwarzes, grusiges, eisenhaltiges Material 71->100 msfs Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go/Gr starke Rostflecken Abb.15: Bohrstockprobe mit Mittelsand im Oberboden und grundwasserbeeinflusstem Boden ab 80cm Bodentiefe (hier deutlich vernässter Boden mit Rostflecken) Seite 21 von 45

22 Wurzelverläufe Abb.16a-c: Standort von Baum Nr.2 (daneben noch stehende Nachbar-Erle: Nr.155); zahlreiche aus dem Uferstreifen ausgegrabene Steinbrocken Seite 22 von 45

23 Baum Nr.2 Alnus glutinosa Stammumfang (cm) zur Ufermauer (cm) Überblick zur Durchwurzelung am Stammfuß sichtbare Starkwurzelanläufe, davon sind 6 uferfern zum Gehweg orientiert, 2 zum Landwehrkanal; glockenförmiges Wurzelsystem nähe Stammfuß, aber auch langes Halte- u. Zug wurzelsystem mit insges.19 Stark wurzelsträngen nach S/W/NW zumeist parallel zur Ufer mauer oder nach SW böschungsaufwärts viele Senkerwurzeln am Stammfuß, einzelne auch an der Ufermauer, z.t. unterhalb der Granit plattenabdeckung keine Grabung nach S wegen einer intakten Nachbarerle; nach S Wurzelkonkurrenz bzw. Wurzelkontakte keine Defekte im Mauerwerk sichtbar ab cm Bodentiefe starker Schuttanteil in Nähe der Kanalmauer, ab da keine Durch wurzelung mehr Wurzeln sind zumeist noch intakt, mehr stammferne Starkwurzeln als nach WURZEL ATLAS ange geben. Richtung NW W SW SO Wurzel- Charakteristika kein mauernahes Wurzelwerk, sondern nur parallel zur Mauer streifende Starkwurzelstränge, die ab 2,7 bzw.3,4 m vom Stamm etwas zum Ufer hin biegend Senkerwurzeln ausbilden ( 4,8-7,6 cm) mäßig viele Feinu. Grobwurzeln Einzelne Starkwurzelstränge schräg durch die Böschung nach oben wachsend (>5,5 m vom Stamm); andere Starkwurzelstränge nach W, dann nach NW bis 3,5-4,2 m vom Stamm, dann zum Ufer hin schwenkend und parallel wie ter wachsend (ab 4,2 m Länge verzweigend) Starkwurzeln mit W13: 5,8 cm W15: 8-16,6 cm W19: 5,7 cm einzelne Stark wurzelstränge ziehen schräg böschungs aufwärts mit >5 m von Stamm und Ufermauer, Starkwurzeln mit SW17: 8,3 cm SW17: 5,4 cm SW19: 6,4 cm deutlich weniger dichtes Wurzel werk, mit Ab stand und parallel zur Mauer, einzelne über kreuzende Starkwurzeln Seite 23 von 45

24 Abb.17a/b: Dichte Steinpackungen schon im Oberboden und glockenförmiges aus dem Wurzelstock hervorgehendes Herzwurzelsystem; einzelne Senker reichen unter die Abdeckplatte Abb.18: Intensives, aber nicht sehr tief gewachsenes Druckwurzelsystem vor der Mauerkante Abb.19: Einige der wenigen unter die Abdeckplatte gewachsenen Starkwurzeln, die aber unter der Steinplatte in 30 cm Tiefe verflacht Seite 24 von 45

25 Abb.20a-c: Nach NW orientierter Wurzelstrang, der abseits des Stammfußes zunächst einen mäandrierenden Verlauf in max. 45cm Tiefe mit deutlichem zur Kanalmauer zeigte und in 3,40m vom Stamm einzelne gekrümmte Senker hervorbringt (Bild unten), die aber das Mauerwerk kaum berühren. Einzelne Derbwurzeln ziehen anschließend weiter an der Ab deckplatte lang, eine Bodenschicht tiefer verläuft eine weitere Starkwurzel ebenfalls parallel zum Mauerwerk, bevor sie unterhalb der Steinplatte endet (Bild oben rechts). Auffällig ist hier das Bauprinzip der rechtwinkligen Wurzelüberkreuzung (z.t. mit Verwachsung), das auch bei den anderen untersuchten Baumarten häufiger beobachtet wurde. Hierbei wird eine Verstärkung der Haltefunktion vermutet, wenn sich das Wurzel-Boden-Tragwerk unter Windbelastung bewegt (vgl. SINN 2003) Seite 25 von 45

26 Abb.21: Typische Wurzelüberkreuzungen und Wurzelbügel Abb.22a-c: Auf der uferabgewandten Seite umziehen Starkwurzeln den Stammfuß, darunter ziehen Herzwurzeln in Richtung SO, S und W Seite 26 von 45

27 Abb.23: Im bogenförmigen Verlauf nach S (links) bzw. W/SW (rechts) zum Gehweg an der Böschungskante hin ziehende Starkwurzeln (Länge >5,5m, Tiefe 25-65cm) Abb.24: S/SW-orientierter Haltewurzelstrang (oberflächennah) mit einer Länge >5m Seite 27 von 45

28 Standort 3 (Hänge-Weide, Salix chrysocoma) Bodenkundliche Kartierung Beschreibung: Der Oberboden (Ah/j M) besteht aus einem sehr mächtigen und stark humosen feinsandigem Mittelsand (msfs), mit einer geringen Lagerungsdichte. Ziegelreste oder Beimischungen waren nur wenig zu finden. Der ph-wert im Oberboden liegt bei 4,5. Dem Horizont folgt ein wenig humoser Horizont, dessen Bodenart ebenfalls Mittelsand ist. Ab etwa 70cm treten Rostflecken auf, die den Einfluss von zeitweiligen Wassereinfluss zeigen (j M-Go). Danach folgt ein durch Grundwasser geprägter Horizont mit der Bodenart Mittelsand (ms), der Reduktionsmerkmale aufweist. Der Kapillarsaum befindet sich bei 87cm. Vereinzelt wurden Ziegelreste und Bauschutt in allen Bohrstockproben gefunden, traten jedoch deutlich weniger auf als bei der untersuchten Pappel Nr.4. Direkt an der Mauerkante tritt ab etwa 30cm eine Steinpackung aus Kalksteinen auf, die schwer durchwurzelt werden kann und eine Barrierewirkung für die Pflanzenwurzeln ausübt (Profil). Im weiteren Umkreis des Baumes ist das Substrat gut durchwurzelbar (Bohrstockproben). Die weiteren Bohrungen im näheren Umkreis des Baumes entsprechen dem Bohrpunkt Nr.1, nur das die Horizontgrenzen variieren. Der Bodentyp nach KA5 ist ein Kolluvisol-Gley m zu Festpunkt Ah/j (M) msfs humos j M-Go msfs Rostflecken j M-Gr ms Kapillarsaum bei 87 cm m Abb.25: Böschungskante (Bohrung 1): Entfernung zur Baumstamm-Mitte etwa 4m. Seite 28 von 45

29 Kurzbeschreibung des Bohrpunktes (Nr. 1): 0-55 cm Ah/ j (M) - Oberbodenhorizont; anthropogen umgelagertes Substrat; Auftragsboden; sehr humusreich, mäßig carbonathaltig, z.t. mit kleinen Ziegelstücken durchsetzt. Bodenart: msfs cm j M-Go - Mineralbodenhorizont mit Grundwassereinfluss und hydromorphen Merkmalen; Auftragsboden; weniger humusreich als Ah/ j (M); stark carbonathaltig; Rostflecken sichtbar. Bodenart: msfs 87 - > 100 cm j M-Gr - Mineralbodenhorizont mit im Jahresverlauf fast durchgängig reduzierenden Verhältnissen; Auftragsboden; Kapillarsaum bei 87 cm; Bodenart: ms. Baum Nr. 3 Hänge - Weide Bohrpunkt 1 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 4,0m 1m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonat-- gehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs 87->100 msfs Mittelsand < 5 mäßig mittel j Ah (M) Rostflecken/Ziegelreste Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go / Bauschutt Mittelsand < 5 schwach mittel j M-Gr Kapillarsaum 87 cm Bohrpunkt 2 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 2,5m 0,78m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs 82->100 msfs Mittelsand < 5 mäßig mittel j Ah (M) Rostflecken/Ziegelreste Mittelsand < 5 mäßig mittel j M-Go Mittelsand < 5 schwach mittel j M-Gr Kapillarsaum 80 cm Seite 29 von 45

30 Bohrpunkt 3 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 2,0m 1,2m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) schwach humos Mittelsand < 5 frei mittel j M schwach humos ms Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go Rostflecken 91->100 ms Mittelsand < 5 schwach mittel j M-Gr Kapillarsaum 85 cm Bohrpunkt Profil zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol 2,0m 0,35m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA ms >33 fs/sl3 schwach schluffiger Sand < 5 frei mittel j Ah (M) Feinsand/mittel lehmiger Sand < 5 stark mittel j C Steinpackung (Kalk) Wurzelverläufe Abb.26: Standort der Weide Nr.3 in Nähe der Marchbrücke und frei gelegtes Bodenprofil (Pfeil) Seite 30 von 45

31 Baum Nr.3 Salix chrysocoma Stammumfang (cm) zur Ufermauer (cm) Überblick zur Durchwurzelung Die Weide war zum Kanal hin geneigt, daher ist auf der uferorien tierten Seite das Druckwurzelsy-- stem verstärkt keine Grabung nach SO+SW wegen des Gehwegs, hauptsächliche Sondierung der mauernahen Wurzeln Starkwurzeln mit W1a/b: 7,6-10,2 cm W2a/b: 7,3-8,9 cm W5: 10,6 cm zumeist parallel zur Ufermauer geringe Wurzeltiefe in Mauernähe, ein auf der Mauer fußender Wurzelkopf (geschädigt) mit Senkern viele Senkerwurzeln am Stamm fuß, einzelne auch an der U- fermauer, z.t. unterhalb der Granitplattenabdeckung keine Defekte im Mauerwerk sichtbar bis auf eine kleine, vermutlich länger bestehende Höhlung unter einer der Granitplatten ab cm Bodentiefe starker Schuttanteil in Nähe der Kanalmauer, ab da keine Durchwurzelung mehr Wurzeln sind bis auf eine Starkwurzelnekrose noch intakt, Weide treibt daher wieder aus Abb.27: Wurzelkopf auf bzw. an der Mauer; die abgehenden Senkerwurzeln orientieren sich dagegen parallel oder distal zur Mauerkante Seite 31 von 45

32 5 5 Abb.28a-c: Weiden-Stützwurzeln auf der Druckseite, die (bis auf eine Wurzel) an der Mauer ihre Wachstumsrichtung umgelenkt haben. Die untere Wurzel Nr.5, die zunächst in Mauerrichtung wuchs, lenkte unterhalb der Granitplatte um und wuchs dann ebenfalls weiter parallel zum Mauerwerk Eine andere in Richtung NW (Dovebrücke) wachsende Derb-Starkwurzel unterquert ebenfalls die Granitplatte in einer Länge von 70cm, kommt dann in 50cm Bodentiefe wieder vor der Mauerkante zum Vorschein, wendet sich nach W ab und verjüngt sich deutlich Standort 4 (Euramerikanische Hybrid-Pappel, Populus x euramerikana) Bodenkundliche Kartierung Beschreibung: Die Abb.29 (auf der folgenden Seite) zeigt den typischen Bodenaufbau im näheren Umkreis des Baumes Nr.4. Der Oberboden (j Ah) besteht aus einem humosen, feinsandigen Mittelsand (msfs), der mit Ziegelresten und Bauschutt durchsetzt ist. Er weist ein geringe bis mittlere Lagerungsdichte auf. Die ph-werte liegen mit 4,5 5,5 im mäßig sauren bis schwach sauren Bereich. Dem humusreichen Oberbodenhorizont folgt ein weniger humoser Horizont, dessen Bodenart ebenfalls Mittelsand ist. Dieser ist ebenfalls durch das Auftreten von großen Mengen von Ziegelresten geprägt. Ab einer Tiefe von etwa 60-70cm treten Rostflecken auf, welche einen hydromorphen Einfluss anzeigen. Danach schließt ein von Grundwasser geprägter Unterbodenhorizont an, der Reduktionsmerkmale aufweist. In etwa 80cm Tiefe befindet sich der Übergangsbereich zum Grundwasser (Kapillarsaum). Auch in diesem Horizont wurden noch größere Mengen an Ziegelresten und Bauschutt gefunden. An der Uferkante tritt bei etwa 40cm eine Steinpackung (Ziegel- und Kalksteine) auf, die als Barriere für die Pflanzenwurzeln wirken kann. Die weiteren Bohrungen im näheren Umkreis des Baumes entsprechen dem Bohrpunkt Nr.1, nur dass sich die Horizontgrenzen aufgrund der ansteigenden Böschungsneigung verschieben. Der Bodentyp nach KA5 ist ein Kolluvisol-Gley. Seite 32 von 45

33 = m zu Festpunkt j Ah (M) msfs humos j M-Go msfs Rostflecken Ziegelreste j M-Gr msfs Kapillarsaum 80 cm Ziegelreste/Kalksteine m Abb.29: Bohrung 1: 45cm zur Mauerkante, 1m zum Baumstamm. Kurzbeschreibung des Bohrpunktes (Nr. 1): 0-30 cm j Ah (M) - Oberbodenhorizont; anthropogen umgelagertes Substrat; Auf tragsboden; sehr humusreich, carbonatfrei, z.t. mit kleinen Ziegelstücken durchsetzt. Bodenart: msfs cm j M-Go - Mineralbodenhorizont mit Grundwassereinfluss und hydromorphen Merkmalen; anthropogen umgelagertes Substrat; Auftragsboden; weniger humusreich als jah; carbonatfrei; Rostflecken sichtbar. Bodenart: msfs 70 - > 100 cm j M-Gr - Mineralbodenhorizont, mit im Jahresverlauf fast durchgängig redu zierenden Verhältnissen; anthropogen umgelagertes Substrat; Auftragsboden; wenig humus; Kapillarsaum bei 80cm; Ziegelsteinschicht bei etwa 75cm. Bodenart: msfs. Seite 33 von 45

34 Baum Nr. 4 Euramerikanische Pappel Bohrpunkt 1 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 1,0m 0,45m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs 70->100 msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) Aufschüttung Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go Rostflecken Mittelsand < 5 frei mittel j M-Gr vereinzelt Kalksteine/Ziegelreste, Kapillarsaum 80cm Bohrpunkt 2 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 3,0m 0,5m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs 76->100 msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) Aufschüttung, Ziegelreste Mittelsand < 5 mäßig mittel j M-Go Rostflecken Mittelsand < 5 frei mittel j M-Gr Kapillarsaum 85 cm Bohrpunkt 3 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 3,0m 2,5m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs 74->100 msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah (M) Aufschüttung Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go Rostflecken Seite 34 von 45

35 Bohrpunkt 4 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol- Gley 4,0m 1,2m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA msfs msfs 67->100 msfs Mittelsand < 5 frei mittel j Ah Aufschüttung Mittelsand < 5 frei mittel j M-Go Rostflecken Kalksteine/Ziegelreste Mittelsand < 5 frei mittel j M-Gr Bohrpunkt 5 zum Baum zum Ufer Bodentyp KA5: Kolluvisol 6,0m 4,2m Tiefe Bodenart Bezeichnung Kies und Steine Carbonatgehalt Lagerungsdichte Horizontsymbol [cm] KA5 KA5 [Vol.%] KA Su2 52->100 msfs schwach schluffiger Sand < 5 frei mittel j Ah stark humos Mittelsand < 5 mäßig mittel j M Ziegelreste Abb.30: Die Bohrstockprobe Nr.1 zeigt freies Bodenwasser ab 90cm Tiefe (Pfeil) Wurzelverläufe Abb.31: Standort der Pappel Nr.4 am Einsteinufer Seite 35 von 45

36 Baum Nr.4 Populus x euramericana Stammumfang (cm) zur Ufermauer (cm) Überblick zur Durchwurzelung vergleichsweise wenige Fein- und Grobwurzeln Haltewurzelverlauf überwiegend parallel zur Ufermauer oder böschungsaufwärts in Nähe der Kanalmauer ab 70 cm Bodentiefe keine Durchwurzelung (Schutt, Steine), hier Kraft-Umlenkerwurzel (Starkwurzel) ( 20,7 cm!) keine Defekte im Mauerwerk sichtbar ab cm Bodentiefe zunehmender Schuttanteil in Nähe der Kanalmauer Durchwurzelung insgesamt nicht tiefer als 70 cm Wurzeln sind noch intakt, Wiederaustrieb Richtung SO/O S SW/W NW Wurzel- Wurzelwerk verläuft einzelne lange Wur- einzelne Stark- Charakteristika zumeist relazelstränge schräg wurzelstränge zie- tiv flach parallel durch die Böschung hen schräg böschungsaufwärts zur Mauer mit deutlicher Aufgabelung (kleine Senkerwurzeln) nach oben wachsend (>5,1 m vom Stamm) zum Gehwegzaun hin mit >5m vom Stamm 1 lange Haltewurzel verläuft eng entlang der Mauerabdeckung Starkwurzeln mit SO1: 7,1 cm SO2: 11,5 cm auch hier Wurzelüberkreuzungen zur statischen Stabili sierung des Wurzel- Bodenraums Starkwurzeln mit S1: 5,4 cm Starkwurzeln mit SW1: 12,4 cm SW2: 5,1 cm SW3: 5,4 cm W1: 12,7 cm W4: 7,3 cm W5: 7,1 cm Druckwurzelfuß (aus Starkwurzelanlauf) in Nähe der Abdeckplatte, stumpf endend, nicht tiefer als 40 cm reichend, dort nur Schwachbzw. Feinwurzel verzweigung sonst nur einzelne Derbwurzeln nach NW streichend ohne nennenswerten Mauerkontakt Seite 36 von 45

37 Abb.32a/b: Umlenkerwurzel aus Starkwurzelanlauf an der Mauerkante. Dadurch werden die biegelastbedingten Momente am Mauerwerk vorbeigeleitet, das folgerichtig auch nicht derangiert wurde Abb.33: Aus einem NW orientierten Starkwurzelanlauf hervorgehender Druckwurzelfuß, der etwas unterhalb die Abdeckplatte reicht (bis 35 cm Bodentiefe) und sich wegen der darunter liegenden Steinpackung nur in Fein- und Schwachwurzeln verzweigt Seite 37 von 45

38 Abb.34: Stammabseits (hier bis 2m ) reichen nur wenige Derbwurzeln parallel zur Uferkante nach NW Abb.35a/b: SO/O-Exposition: eine die Umlenkerwurzel überlagernde zweite Umlenkerwurzel sowie parallel zur Ufermauer überwiegend nach SO verlaufende Starkwurzeln, die sich zumeist in Mauernähe in kleine Senker-Grobwurzeln verzweigen und verjüngen Abb.36: Eine nach SO verlaufende Starkwurzel zieht sich eng an der Abdeckplatte entlang und wendet sich in 3,5m vom Stamm von der Mauer ab Seite 38 von 45

39 Abb.37: Nach SW bzw. S (unten) orientierte Zugwurzelstränge, deren Verlauf verfolgt wurde (s.u.) Abb.38a/b: In S- und SW-Richtung erreichen die Zugwurzeln jeweils den Gehwegzaun in >5m vom Pappelstamm Seite 39 von 45

40 4. Zusammenfassung und Diskussion Insgesamt haben die empirischen Wurzeluntersuchungen an den vier untersuchten Baumarten in Nähe des Landwehrkanalufers gezeigt, dass das jeweilige Wurzelsystem überwiegend die eingeleiteten Kräfte jenseits der Kanalmauer ableitet. Nur ein geringfügiger Lastanteil dürfte auf das Mauerwerk einwirken, dabei vor allem an der Oberfläche, nicht in der Tiefe. Dies liegt daran, dass durch den Kapillarsaum hinter der Ufermauer ausreichende Wasserkapazitäten vorhanden sind, so dass die ufernahen Bäume keinen Wachstumsreiz benötigen, um in die Tiefe zu wachsen. Abb.39: Sichtbarer Einfluss des Kapillarsaums auf die Wasserversorgung der ufernahen Vegetation (hier Gräser am Urbanhafen) während einer lang anhaltenden Trockenperiode Anfang Juni 2008 Seite 40 von 45

41 Abb.40: Schematische Darstellung der Wurzelverhältnisse am Landwehrkanal. Ein wesentlicher Parameter für die Festigkeit des Bodens ist die Scherfestigkeit, die bei schubbelasteten Böden durch die Wurzelsysteme von Bäumen wesentlich erhöht werden kann. Die vorgelegten Wurzelaufgrabungen haben weit reichende Wurzel systeme der untersuchten Einzelbäume aufgezeigt, die über den Wurzelteller hinaus ragen und diesen dadurch verriegeln. Durch die Wurzel-Boden-Vernetzung ist der Widerstand gegen das Abgleiten zweier Flächen an der Wurzelplatte (Scherfuge) erhöht. Die vielfach gefundenen Wurzelverzweigungen wirken als Schubkiller (nach MATTHECK 2007). Pflanzenwurzeln... wirken ähnlich wie Bewehrungsstahl im Beton... bzw. wie Geokunststoffe in der Geotechnik. (KATZENBACH & WERNER 2007) Abb.41: Wechselwirkungen zwischen Baum und Boden (nach SINN 2003, verändert) Seite 41 von 45

42 Durch die effektive Verriegelung der Wurzelplatten ist es auch nach jahrelangen Beobach tungen am Landwehrkanal bisher nicht zu einem Abkippen eines Wurzeltellers (wie beim klassischen Fichten-Windwurf in der unten stehenden Abbildung) gekommen: (Quelle: Schweizerische Unfallversicherungsanstalt Suva 2002). Baumwurzeln können prinzipiell als Ursache für Mauerbelastungen gelten, wenn die Uferbäume durch Windbelastung Biegemomente in den Boden und eine angrenzende Mauer auf der Lee seite einleiten oder über eine kräftig verdickte Wurzel- Lanze auf die Mauer platzieren. Die dargestellten Ergebnisse weisen darauf hin, dass solche mechanischen Belastungen nur von geringer Bedeutung sein dürften, weil an keinem Untersuchungsstandort mit Wurzelkontakten die Mauerplatten derangiert worden sind im Gegensatz zur unten stehenden Abbildung Umlenkerwurzeln an der Abdeck plattenkante der Mauer eine Kraftumleitung bewirken bei Wurzelkontakten aufgrund der Wachstumsrichtung der Senkerwurzeln an der Mauer nur höchst selten eine horizontale Krafteinleitung erfolgt die Wurzelkontakte hauptsächlich auf die Maueroberfläche beschränkt sind. Abb.42: Mechanische Wurzel-Baum-Verbindung bei Krafteinleitung direkt gegen die Mauer (aus: MATTHECK 2007). Bei Wurzelaufgrabungen von Bäumen am Ufer des Leipzig-Saale-Kanals wurde ebenfalls festgestellt, dass sich die Wurzeln hauptsächlich in der Deckschicht im oberen Bodenhorizont ausbreiten und eine untere Kiesschicht nicht nennenswert durchwurzelten (vgl. BFG 2000). Seite 42 von 45

43 Zusammenfassend kann festgestellt werden: Insgesamt werden nur über einzelne gebogene Wurzeln sehr geringe bis geringe Kraftmomente in die Ufermauer eingeleitet. Bei der untersuchten Erle sind einzelne Senker zur Ufermauer-Abdeckplatte orientiert, doch auch hier besteht wegen des hohen Schuttanteils ab 45cm Tiefe keine nennenswerte Durchwurzelung zu den Steinquadern im Mauerwerk. Entgegen dem vom WSA Berlin verwendeten Bauschema der Ufermauer ist festzustellen, dass auch im Uferstreifen vor der Granit-Abdeckplatte häufig ab 45-70cm Bodentiefe eine Schuttschicht angeschüttet wurde, so dass hier die Durchwurzelung gering erscheint. Außerdem schränkt das am untersuchten Uferstreifen hoch anstehende Grundwasser ab ca. 1m Tiefe die Durchwurzelungstiefe ein. Somit bilden die Ufermauer und das Wurzelsystem der untersuchten Bäume in Ufernähe keine mechanische Einheit. Die Wurzeln erreichen wegen des relativ hoch anstehenden Grundwassers keine großen Tiefen, sondern es dominieren relativ flache und weiträu mige sowie vitale Wurzelverläufe. Halte- und Zugwurzeln, die deutlich über den Wur zelteller hinausragen und sich durch Überkreuzungen zusätzlich stabilisieren, verriegeln diesen mechanisch im Böschungsbereich (vgl. MATTHECK/ BETHGE/MÜLLER 2004). Verwachsungen mit den Wurzeln benachbarter Bäume (auch bei verschiedenen Arten möglich) bewirken zusätzlich eine Ausdehnung des statisch relevanten Wurzelgeflechts. Nach SINN (2003) sind die Verwachsungen (Wurzelanastomosen) zwischen Wurzeln eines Baumes wie auch zwischen Wurzeln benachbarter Bäume in skelettreichen Böden eine häufige Erscheinung mit dem Vorteil, dass der Zusammenhalt der Wurzel- Bodenmatrix und die Standsicherheit erhöht werden. Solche komplexen Matrix- Bildungen sind allerdings schwer quantifizierbar und in Modellrechnungen zur Stand sicherheit von Böschungen (nach DIN) bisher nicht berücksichtigt. Auch die bodenkundlichen Sondierungen ergaben keine Anhaltspunkte für eine Insta bilität des ufernahen Bodengefüges oder größere Auskolkungen. Ein Böschungsbruch bei einem Versagen der Ufermauer erscheint insbesondere wegen der weit reichenden Wurzelsysteme dort unwahrscheinlich, wo Bäume am Kanalufer wachsen. Hier erscheint die Scherfestigkeit hoch zu sein und die Uferstabilität erscheint weniger gefährdet als in den bisherigen Havarieszenarien zum Landwehrkanal. Die Fällung der Bäume aufgrund ihrer Vertikallast erscheint im Nachhinein nicht not wendig gewesen zu sein, zumal die baumbedingten Momenteinleitungen über die zahlreichen Starkwurzelsysteme seitlich abgeleitet werden. Ob diese Detailergebnisse auch auf die ufernah wachsenden Rosskastanien am Cornelius- oder Herkulesufer des Landwehrkanals zu übertragen sind, kann nur durch zusätzliche Wurzelaufgrabungen und Bodensondierungen an dieser Stelle überprüft werden. Ein derartiges Folgeprojekt wäre im Vorfeld der Ufermauersanierung sinnvoll und empfehlenswert. Nach den bisherigen Untersuchungsergebnissen wäre es problematisch, wenn infolge der Sanierungsarbeiten das Wurzelwerk verletzt oder abgeschnitten würde. Die Stark wurzeln in Nähe der Ufermauer und des Wurzelstocks würden bei einer Verletzung oder Schnittmaßnahme zu einer möglichen Eintrittspforte für holzzerstörende Pilze mit fatalen Folgen für die Lebensdauer der Altbäume. Deshalb sollten derartige Maßnahmen durch ein schonendes Verfahren bei der Ufermauersanierung vermieden werden. Bei der Sanierung der Ufermauer sollte auch der relevante kapillare Aufstieg berücksichtigt werden: hierbei dürfen keine wasserlöslichen wurzeltoxischen Substanzen freigesetzt werden. Seite 43 von 45

44 Es ist fraglich, ob Georadar-Untersuchungen (vgl. DIESENDORF et al. 2007) angesichts der komplizierten Bodenverhältnisse am Landwehrkanal Wurzelaufgrabungen zu biosta tischen Fragestellungen ersetzen könnten. Falls solche Bodenradar-Untersuchungen am Landwehrkanal durchgeführt werden sollten, wäre eine zeitnahe Kontrolle mit Wurzelfreilegungen und bodenkundlichen Sondierungen dringend erforderlich und eine interdisziplinäre Zusammenarbeit der beteiligten Forschenden wünschenswert. Auch eine vergleichende bzw. ergänzende Erprobung der Darstellung der Wurzelreichweiten mit Hilfe der Schalltomographie (nach RINN 2008) wäre möglich. Seite 44 von 45

45 5. Literaturnachweis Bodenkundliche Kartieranleitung, : Arbeitsgruppe Boden (Eckelmann, W. ; Sponagel, H.; Grottenthaler, W.; Hartmann, K.-J. u.a.). Hg. von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Zusammenarbeit mit den Staatlichen Geologischen Diensten der Bundesrepublik Deutschland. Verlag E. Schweizerbart: Hannover. Bundesanstalt für Gewässerkunde (Hg.), 2000: Untersuchungen zur Durchwurzelung von Tondichtungen an Dämmen. Diesendorf, T.; Bieker, D.; Gustke, B.; Weihs, U. & Rust, S., 2007: Vergleich zwischen der elektrischen Widerstandstomographie und dem Radar bei der Wurzelortung. In: Dujesiefken, D. & Kockerbeck, P.(Hg.): Jahrbuch der Baumpflege 2007, Johnson, P.A. & Heil, T.M., 1996: Uncertainty in estimating bankfull conditions. Water Resources Bulletin 32 (6), Katzenbach, R. & Werner, A., 2007: Erhöhung der Standsicherheit von Deichen und Dämmen durch Bewuchs. In: Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften Berlin (Hg.): Bautechnik und Naturgefahren. 1. Departmentkongress Bautechnik und Naturgefahren, Wien 10./ , 1-4. Köstler, J.N.; Brückner, E. & Bibelriether, H., 1968: Die Wurzeln der Waldbäume. P. Parey Verlag: Hamburg/Berlin. Kutschera, L. & Lichtenegger, E., 2002: Wurzelatlas mitteleuropäischer Waldbäume und Sträucher. Leopold Stocker Verlag: Graz. Liebetruth, F., 2007: Ufermauern am Landwehrkanal km 0,0 bis 10,74. Geotechnische Stellungnahme zu den Uferstandsicherheiten nach DIN 4084 (1981) für verschiedene Berechnungsannahmen. Bundesamt für Wasserbau, Hamburg, i.a. des Wasser- und Schifffahrtsamtes Berlin ( ). Mattheck, C., 2007: Aktualisierte Feldanleitung für Baumkontrollen mit Visual Tree Assessment. Forschungszentrum Karlsruhe GmbH. Mattheck, C.; Bethge, K. & Müller, P., 2004: Die Baumwurzel zieht immer am kürzeren Hebel. Die Verankerung des Baumes im Boden. 10. VTA-Seminar Messen und Beurteilen am Baum, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH. MSD, 2005: Merkblatt Standsicherheit von Dämmen an Bundeswasserstraßen (MSD) Hg. v. Bundesamt für Wasserbau, Karlsruhe, Hamburg, Ilmenau. Polomski, J. & Kühn, N., 1998: Wurzelsysteme. P. Haupt Verlag: Bern/Stuttgart/Wien. Rinn, F., 2008: Wurzeldiagnose mit einem Schalltomographen. AFZ-Der Wald 12, Sinn, G., 2003: Baumstatik. Stand- und Bruchsicherheit von Bäumen an Straßen, in Parks und der freien Landschaft. Biologische Aspekte und eine Einführung in die Baumstatik unter besonderer Berücksichtigung der Neigungs- und Dehnungsmessverfahren. Thalacker Medien, Braunschweig. Seite 45 von 45