Klimawandel Stadtstraßen Baumsubstrate Baumgesundheit. Stefan Schmidt HBLFA Schönbrunn Wien

Transkript

1 Klimawandel Stadtstraßen Baumsubstrate Baumgesundheit Stefan Schmidt HBLFA Schönbrunn Wien

2 Städte = aufgeheizte Wärmeinseln Urban Heat Island Klima Die Ausgangslage Stadtklima Einige Bemerkungen zum Thema Bäume und Klima Rückstrahlung!! Temperaturen bis zu 10 C höher als im Umland

3 Klima Hitzetage (T max > 30 C) Daten: Deutscher Wetterdienst Beispiele des Klimawandels, Standorte in Süddeutschland Susanne Böll LWG Veitshöchheim

4 Klima Hitzetage (T max > 30 C) Prof. Paeth, Uni Würzburg, Institut für Geografie & Geologie Modellvorhersage für Daten: Deutscher Wetterdienst Beispiele des Klimawandels, Standorte in Süddeutschland Susanne Böll LWG Veitshöchheim

5 Klima Sommertage (T max > 25 C) Daten: Deutscher Wetterdienst Beispiele des Klimawandels, Wien Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014

6 Klima Beispiele des Klimawandels, Wien Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014

7 Lebenswerte Stadt = Stadt im Grünen Stadtbäume als Multitalente Schattenspender Unsere Stadtbäume erfüllen eine Vielzahl von Funktionen: Klima CO 2 Fixierer Klimaanlage Staubfilter Steigerung der Lebensqualität Straßenbäume als ein Ansatz zur Problemlösung Vortrag Susanne Böll LWG Veitshöchheim Lebensraum für Fauna und Flora

8 Wichtige Ökosystemleistung von Straßenbäumen Schattenspender Klima Straßenbäume als ein Ansatz zur Problemlösung gefühlte 15 C Unterschied Vortrag Susanne Böll LWG Veitshöchheim

9 Wichtige Ökosystemleistung von Straßenbäumen Schattenspender Klima Straßenbäume als ein Ansatz zur Problemlösung Vortrag Sanda Lenzholzer Wageningen

10 1 erwachsener Baum besitzt dieselbe Kühlleistung wie 10 Klimaanlagen! Klima Straßenbäume sind wesentlicher Teil der green Infrastructure Susanne Böll LWG Veitshöchheim

11 1 erwachsener Baum besitzt dieselbe Kühlleistung wie 10 Klimaanlagen! Klima Ökosystemleistung. Reife Bäume mit ausladenden Kronen. Aufenthaltsqualität Schatten Verdunstungskälte Staubfilter

12 Boden Die Ausgangslage: Standorte Örjan Stal VIÖS AB Schweden

13 Boden Lebensraum Straße Betonpflaster Örjan Stal VIÖS AB Schweden Sand Asphalt Tragschichten

14 Fraxinus pennsylvanica WÜ, Feb Boden J.V. Herrmann Ungefähre Begrenzung des Pflanzballens Feinwurzeln nach einem Jahr im geeigneten Substrat Josef Herrmann LWG Veitshöchheim m

15 Boden Wieviel Raum brauchen Baumwurzeln? Wieviel durchwurzelbaren Raum brauchen Bäume? 12 m³? 24 m³? 36 m³? 300 m³? Noch mehr? übliche Baumgrube 3m³ Graphik: LWG Veitshöchheim 2016 Bakker und Kopinga (1988) empfehlen 0,75m³ pro m² Kronenprojektionsfläche

16 Boden Wieviel Raum brauchen Baumwurzeln? übliche Baumgrube 3m³ Graphik: LWG Veitshöchheim 2016 Durchschnittliche Lebenserwartung eines Stadtbaums

17 Boden Fehlender Wurzelraum verursacht Schäden Örjan Stal VIÖS AB Schweden

18 Boden Foto oben: CU Structural Soil, a comprehensive Guide Cornell University 2015 Fotos unten: Schmidt 2014 / 2017 Fehlender Wurzelraum verursacht Schäden

19 Boden Wie alt können diese Bäume werden

20 Boden Straßenstandorte die den Naturstandort oder einen Baumschulboden simulieren funktionieren nicht. Sagten Krieter und Malkus schon 1996 nachdem sie 700 Bäume in 14 Städten untersucht hatten. Was brauchen wir? Substrate: Bild Bjorn Embren Strukturstabil Mit hoher Verdichtbarkeit Hoher nutzbarer Wasserkapazität Hoher Luftkapazität Billig ph <7,0

21 Verteilung von Wasser und Luft im Boden im Optimalzustand Boden Was bietet also eine 12m³ Baumgrube im ungestörten Zustand? 1500 l pflanzenverfügbares Wasser 1500 l nicht pflanzenverfügbares Wasser 3000 l Luft Graphik Joh. Prügl Bodeninstitut 2015

22 Verteilung von Wasser und Luft im üblichen Boden am Standort neben der Straße Porenvolumen 25 Vol % Davon weniger als 10% Luftporen 75 Vol % Festsubstanz Boden Was bietet eine 12m³ Baumgrube mit Boden nach einiger Zeit? 900 l pflanzenverfügbares Wasser 1500 l nicht pflanzenverfügbares Wasser 300 l Luft Bild und Rechnung Joh. Prügl Bodeninstitut 2015

23 Warum ist das so? Vibrationen Befahrung /Verdichtung Salz (chemische Verdichtung) Porenvolumen 25 Vol % Davon weniger als 10% Luftporen 75 Vol % Festsubstanz Boden Diese Art von Boden ist für Wurzeln kaum noch erschließbar. Es fehlt verfügbares Wasser und vor allem Luft Bild und Rechnung Joh. Prügl Bodeninstitut 2015

24 Die empfindlichen Poren der Ton Humus Komplexe des Bodens werden durch die Poren eines abgestuften Mineralgemischs ersetzt. Ein grobes Stützkorn überträgt die Verkehrslast zum Untergrund. Sand und Schluff in den Zwischenräumen bleiben unverdichtet und sorgen für die Luft und Wasserporen Baumsubstrate Structural soils Strukturstabil hohe Verdichtbarkeit Hohe nutzbare Wasserkapazität Hohe Luftkapazität Billig Für den Tiefbau akzeptabel Prinzipielle Funktionsweise eines Baumsubstrats (Cornell University Structural Soil)

25 Dichte Durchwurzelung des Baumsubstrats. Keine Wurzeln im verdichteten Boden Baumsubstrate Tilia euchlora Schönbrunn 3.Standjahr

26 Baumsubstrate Herangehensweisen an Baumsubstrate Zentralgemischte Schüttsubstrate, kornabgestuft Deutschland, FLL Empfehlungen. Österreich, Schweiz an FLL angelehnte Rezepturen. Beispiel Wiener Baumsubstrat Zentralgemischte Schüttsubstrate, Stützkorn durch Hydrogel mit Füllmaterial verklebt USA CU Structural Soil Packlage mit eingeschlämmtem Feinboden Schweden, Stockholm Beispiel Grazer Baumsubstrat

27 Bauweise nicht überbaubar Baumsubstrate Einschichtaufbau Große Tiefe möglich weil ausreichend Luftporen Ansatz FLL vorgemischte Substrate Nicht überbaubar Nicht überbaubar

28 Bauweise überbaubar Überbaubar Nicht überbaubar 35 MN / m2 Baumsubstrate / Structural soils vorgemischte Substrate Überbaubar Einschichtaufbau Entwicklung in die Breite

29 Baumsubstrate Ansatz FLL vorgemischte Substrate überbaubar Josef Herrmann Stefan Schmidt Schüttbaustoff Nicht überbaubar

30 Baumsubstrate Ansatz FLL vorgemischte Substrate überbaubar FLL Bauweise 1 nicht überbaubar Wasserdurchlässigkeit >= 5,0x10 6 m/s Wasserkapazität 25 Vol% Luftkapazität bei max Wasserkap. >=10 Vol% Organische Substanz 1 4 Masse% Verdichtungsgrad Dpr 83 87% Wiener Baumsubstrat Seit 1996 kontinuierliche Entwicklung eines tiefbaunahen Substrats aus lokalen Baustoffen und Materialien 10 mineralische und 2 organische Anteile Graphik: BAW Petzenkirchen 2014

31 Baumsubstrate Ansatz FLL vorgemischte Substrate überbaubar FLL Bauweise 2 überbaubar Wasserdurchlässigkeit 5,0x10 6 m/s Wasserkapazität 25 Vol% Luftkapazität bei max Wasserkap. 10 Vol% Organische Substanz 1 2 Masse% Verdichtungsgrad Dpr 87% Verformungsmodul ev2 45MN/m² Wiener Baumsubstrat Seit 1996 kontinuierliche Entwicklung eines tiefbaunahen Substrats aus lokalen Baustoffen und Materialien 9 mineralische und 0,5 organische Anteile Graphik: BAW Petzenkirchen 2014

32 Verwendung seit 1994 Zentralgemischtes Substrat Stützkorn: Splitt 20 40mm Feinboden als Wasserspeicher: Lehm mit Ton ( 20%) Organische Masse: 2 5% Kleber: Hydrogel Einbautiefe cm Einbau unter befestigten Flächen Empfohlenes Volumen 2m³ / m² Kronenprojektionsfläche Baumsubstrate CU Structural Soil (Cornell University Ithaca NY) Fotos: Cornell University UHI Structural Soil 2005

33 CU Structural Soil (Cornell University Ithaca NY) Baumsubstrate / Structural soils Building Face CU Structural Soil 3 Thick Bark Mulch Poured In Place Concrete Curb Base Course Pref. 36 Prepared Subgrade

34 Baumsubstrate CU Structural Soil (Cornell University Ithaca NY) CU Structural Soil Nahaufnahme CU Structural Soil Einbau im Gehwegbereich Fotos: Cornell University UHI Structural Soil 2015

35 1. Pavement, bearing layer 2. Geotextile 3. Layer of crushed rock for infiltration of surface water and airing of the soil 4. Structure of granite stones the space between is filled with soil 5. Terrace or construction 6. Plant box of conrete 7. Tree 8. Planting soil 9. Catchment chamber for infiltration of storm water and airing the structural soil Inlets Storm water down carbondioxide up Baumsubstrate Ansatz Grobschotter + eingeschlämmter Feinboden (Stockholm System) Örjan Stal VIÖS AB Schweden

36 Baumsubstrate

37 Baumsubstrate Ansatz Grobschotter + eingeschlämmter Feinboden (Stockholm System) Örjan Stal VIÖS AB Schweden

38 Baumsubstrate Einbautechnik (Stockholm System) Einschlämmen von Wurzelsubstrat Örjan Stal VIÖS AB Schweden

39 Baumsubstrate Einbautechnik (Stockholm System) Örjan Stal VIÖS AB Schweden

40 Rainwater from M 2 of roofs and sidewalks leads in to the soil pit of 12 trees and in the airy layer and the structural soil beneath the sidewalk. Baumsubstrate

41 Baumsubstrate Durchwurzelung Überbaubares Substrat (Stockholm System) Örjan Stal VIÖS AB Schweden

42 Baumsubstrate Vorbild Stockholm In grobe Struktur Eingeschlämmtes Wurzelsubstrat Stadt Graz und FREILAND landschaftsarchitektur entwickeln ein System das die Straße auch als Baumstandort definiert. Pilotprojekt Eggenberger Allee

43 Baumsubstrate

44 Systemkomponente Unterpflanzung Stammschutz Biodiversität Mechanischer /thermischer Stress Mahd Spätwinter Axel Heinrich Wädenswil 2016 Baumsubstrate

45 Minimale Unterpflanzung Stammschutz 7 Stauden p. Standort C Strategen Mechanischer /termischer Stress Mahd Spätwinter Axel Heinrich Wädenswil 2016 Baumsubstrate

46 Baumsubstrate Schleppenpflanzung Hält Samen, Schmutz.. aus dem Baumstreifen Höhere Dichte niedrige Arten Axel Heinrich Wädenswil 2016

47 Baumsubstrate Magnolia kobus Gleditsia triacanthos Skyline Acer monspessulanum Ginkgo biloba Baumartenwahl Stadtgrün 2021 neue Bäume braucht das Land LWG Veitshöchheim Quercus frainetto Trump Acer buergerianum Quercus cerris Quercus x hispanica Wageningen Celtis australis

48 Baumsubstrate Nächste Aufgaben Retention von Niederschlagswasser Im Baumsubstrat Vorbilder aus USA und Skandinavien NYC Retention in der Baumscheibe Aufnahme von Starkregen ins Baumumfeld

49 Moshe FELDENKRAIS (* 1904, 1984) Physiker, Physiologe, Judo-Lehrer