Hinweise für die Baumansprache bei verdichteten Böden

Den Wurzelbereich eines Baumes bei der Baumansprache zu beurteilen ist eine Herausforderung, denn eines der wichtigsten Organe des Baumes befindet sich unter der Erde. Da naturgemäß nicht in den Boden hineingeschaut werden kann, findet dieser Teil bei der Baumansprache kaum Berücksichtigung.

"Das Wesentliche ist für die Augen unsichtbar" (Saint-Exupéry 2015) so verhält es sich auch beim Baum, bei dem ein wesentlicher Teil unter der Erde verborgen ist (Abb. 1). Für die Augen unsichtbar stellen die Wurzeln das Leben und Überleben eines Baumes sicher, der mit seiner Krone, dem Stamm, seinen Wurzeln und dem ihn umgebenden Boden zeit seines Lebens eine nahezu untrennbare Einheit bildet. Werden Wurzeln in ihrer Entwicklung gestört, zieht das Konsequenzen für die sichtbaren Teile des Baumes nach sich und umgekehrt.

Ausschlaggebend für eine optimale Bereitstellung von Nährstoffen, Luft und Wasser für Wurzeln ist eine gute Bodenstruktur (auch Bodengefüge genannt). Diese räumliche Anordnung der festen Bodenbestandteile beeinflusst die Größenverteilung und Kontinuität der Poren, von denen die Wasser- und Sauerstoffverfügbarkeit der Wurzeln abhängt. Durch mechanische Belastung wird die Bodenstruktur zerstört und damit die Funktion des Bodens als Lebensraum für Wurzeln eingeschränkt. Diese schädliche Bodenverdichtung im Wurzelbereich von Bäumen ist in der Stadt allgegenwärtig, denn neben der Funktion als Standort für Bäume dient der Boden als Widerlager für zahlreiche Lasten (Abb. 2), wie beispielsweise dem Fahrzeugverkehr.

Weitere Beeinträchtigungen des Bodens wie Trockenheit, Vernässung, Schadstoffeinträge oder Sauerstoffmangel aufgrund hoher Versiegelungsgrade verschärfen die Situation für unsere Bäume (Abb. 3). Hinzukommend konkurrieren deren Wurzeln mit zahlreichen unterirdischen, technischen Einrichtungen zur Ver- und Entsorgung der Städte um den wenigen, zur Verfügung stehenden Platz (vgl. Streckenbach 2011).

Der Boden wird kaum berücksichtigt

Die Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. (FLL) sieht in den Baumkontrollrichtlinien (FLL 2010) vor, dass bei der Kontrolle von Bäumen zur Feststellung der Verkehrssicherheit auch Merkmale des Bodens aufgenommen werden. Neben einem Bodenauf- oder -abtrag sind die Bodenverdichtung und -versiegelung als verdächtiger Umstand zu erfassen.

Tatsächlich beschränkt sich die Baumansprache in der Praxis oftmals auf die oberirdischen Baumteile (Krone, Stamm und Stammfuß). Schadsymptome des Bodens werden nicht beachtet oder fehlerhaft bewertet. Aus der bislang begrenzten Betrachtungsweise ergeben sich unnötige Einschränkungen bei der Baumansprache. In der Folge sind die ausgesprochenen Empfehlungen oftmals nicht geeignet, zu einer Verbesserung der Baumvitalität beizutragen und die Verkehrssicherheit der Bäume nachhaltig zu gewährleisten.

Ursächlich hierfür ist vermutlich der Zwang zur Rationalisierung, welcher eine schnelle Baumkontrolle erfordert. Darüber hinaus fehlt es oft an Fachwissen, die Symptome für schädliche Bodenveränderungen zu erkennen. Letztlich dürften sich viele Baumverantwortliche die Frage stellen, ob der Boden überhaupt für die Verkehrssicherheit eines Baumes von Bedeutung ist.

Bei der Baumkontrolle werden unter anderem Höhlungen, Kappungsstellen und Anfahrtsschäden aufgenommen, obwohl in den meisten Fällen keine direkte Handlungsempfehlung daraus abgeleitet wird. Solche Schäden sind Indizien für eine zukünftig eintretende Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit, wie sie auch bei schädlichen Bodenverdichtungen zu erwarten ist. Es wäre aber unökonomisch, bei jeder diagnostizierten Bodenschadverdichtung eine Bodenlockerung zu empfehlen. Aber spätestens wenn ein erhaltenswerter Baum sichtbare Störungen in der Vitalität zeigt, ist es notwendig, die Ursachen zu beseitigen. Durch eine gezielte Standortsverbesserung können bodenbedingte Beeinträchtigungen beseitigt werden. Die ansonsten notwendig werdenden Kosten für zusätzliche baumpflegerische Maßnahmen am unbehandelten Standort können bereits mittelfristig eingespart werden.

Ferner ist es hilfreich, bedeutsame Informationen früh zu dokumentieren, wenn beispielsweise Bauvorhaben an einem Baumstandort durchgeführt wurden. Denn die bei den Bauarbeiten regelmäßig entstehende Bodenschadverdichtung wird häufig durch eine Schicht Mutterboden überdeckt.

Dieser "grüne Mantel des Vergessens" macht schädliche Eingriffe nahezu unsichtbar (Abb. 4 und 5). Bei der zukünftigen Baumansprache bieten Informationen zur Baum-Boden-Historie ein großes Potenzial zur Bewertung der aktuellen Verkehrssicherheit.

Die Wurzelraumansprache im Arbeitsalltag umsetzen

Die Heterogenität urbaner Baumstandorte stellt uns vor die Herausforderung, die für die Gegebenheiten und Fragestellung jeweils beste Untersuchungsmethode zu wählen. Leider gibt es nicht die eine Methode, welche in allen Situationen angewendet werden kann. Abhängig von der Beschaffenheit des Standortes, der gewünschten Genauigkeit und den vorhandenen personellen und finanziellen Mitteln kann die Wahl der Methode unterschiedlich ausfallen.

Die Methoden zur Untersuchung des Bodens können analog zur Baumansprache den folgenden Untersuchungsintensitäten zugeordnet werden:

1. Methoden der einfachen Sichtkontrolle

2. Methoden der intensiven, visuellen Untersuchung

3. Methoden der eingehenden Bodenuntersuchung

Die Genauigkeit der Aussagen, und im Regelfall auch der finanzielle und personelle Aufwand, nehmen von der einfachen Sichtkontrolle bis zur eingehenden Bodenuntersuchung zu. Im Folgenden werden die Methoden der eingehenden Bodenuntersuchung nicht besprochen, da sie nur bei entsprechender Spezialisierung sinnvoll anwendbar sind. Alle vorgestellten Methoden haben gemeinsam, dass sie kostengünstig und relativ einfach in der Umsetzung sind. Hinterlassen die visuellen Untersuchungen offene Fragen oder ist eine höhere Genauigkeit der Ergebnisse gefordert, sollten bodenkundlich versierte Sachverständige hinzugezogen werden.

Methoden der einfachen Sichtkontrolle

Bei der Baumkontrolle darf der Aufwand einer Wurzelraumansprache nur relativ gering sein, wenngleich eine hohe Aussagekraft der Bewertung gefordert ist. Ein routinierter Baumkontrolleur kann innerhalb weniger Minuten im Rahmen der Ersterfassung eines Baumes die nötige Standortsbewertung durchführen. In der Regel dürfte dieses nur wenige Augenblicke dauern, da die meisten Bäume nicht näher auf die Wurzelraumbeschaffenheit überprüft werden müssen. So zeigt bereits ein vitaler und gesunder Baum auf der Blumenwiese selbst, dass es ihm an seinem Standort gut zu ergehen scheint und es keinen Anlass gibt, den Kontrollumfang zu erweitern.

Eine Bodenschadverdichtung kann in vielen Fällen anhand der Oberflächenbeschaffenheit erkannt werden. Eine gute Bodenstruktur (Abb. 6) zeigt sich durch einen hohen Krümelanteil und/oder offensichtliche biologische Aktivität (bspw. Regenwurm-Kothaufen).

Dagegen kann Bodenschadverdichtung unter anderem durch Fahrspuren, Pfützenbildung, fehlende Vegetation oder eine strukturlose, verschlämmte Oberfläche erkannt werden (Abb. 7). Zusätzlich weisen gegebenenfalls eine hellgraue bis hellbraune Verfärbung der Oberfläche sowie Fäulnisgeruch auf starke Verdichtung hin.

Häufig kann aufgrund der menschlichen Aktivität am Standort der Verdichtungsgrad abgeschätzt werden. Stark frequentierte oder als Parkplätze genutzte Baumscheiben weisen im Regelfall eine hohe Verdichtung auf (Abb. 8). Aber auch singuläre Ereignisse, wie ein Fest mit hohem Besucheraufkommen oder Bauvorhaben, können den Standort nachhaltig verdichten. Solche Ereignisse sollten, wie schon erwähnt, unbedingt dokumentiert werden, da sie helfen, die spätere Reaktion des Baumes zu interpretieren.

In einigen Fällen weist der Baum selbst auf Bodenverdichtung hin. So bildet er Adventivwurzeln aus, wenn der Wurzelraum eingeschränkt ist. Sie können aber auch bei Wurzelverletzungen, Auffüllungen oder anderen Stressfaktoren ausgebildet werden. Oberflächlich streichende Wurzeln können ebenfalls ein Hinweis darauf sein, dass der Boden nicht tiefgründig erschließbar ist (Abb. 7). Allerdings gibt es auch Arten (wie etwa die Ahornblättrige Platane und den Silber-Ahorn), die bereits genetisch bedingt bevorzugt ein oberflächennahes Wurzelsystem ausbilden.

Mit Hilfe des Sondierstabes, der bei der Baumkontrolle mitgeführt werden sollte, kann der Grad und die Tiefe der Verdichtung abgeschätzt werden. Dabei wird der Sondierstab an mehreren Stellen im Wurzelbereich senkrecht, langsam und gleichmäßig in den Boden gedrückt. Je höher der benötigte Kraftaufwand ist, desto dichter ist der Boden in der entsprechenden Tiefe gelagert. Wie leicht der Stab in den Boden zu drücken ist, also wie hoch der Eindringwiderstand ist, hängt neben der Verdichtung erheblich von der Bodenart, der Bodenfeuchte und dem Grobbodenanteil ab. Ein hoher Grobbodenanteil kann eine Messung unter Umständen unmöglich machen. Wenn ein Boden sehr feucht ist, ist der Widerstand geringer, ist der Boden sehr trocken, ist der Widerstand deutlich höher. Ein trockener Boden kann somit Verdichtung vortäuschen.

Von großem Nutzen ist die Messung einer Referenzfläche, um ein Gefühl für den Eindringwiderstand bei gegebener Bodenfeuchte zu bekommen (Weyer und Boeddinghaus 2009). Mit etwas Übung und Erfahrung ist der Sondierstab ein gutes Hilfsmittel zur schnellen Abschätzung der Erheblichkeit und Verteilung einer schädlichen Bodenverdichtung. Man erhält wichtige Informationen über die Dichteverteilung um den Baum herum, kann Verdichtungshorizonte aufspüren, den Skelettanteil grob abschätzen und gegebenenfalls Starkwurzelverläufen nachgehen.

Eine besondere Hilfe bei der Bodendiagnose kann die krautige Vegetation sein. So kann der Deckungsgrad der krautigen Vegetation den Verdichtungsgrad widerspiegeln. Fehlt die krautige Vegetation komplett, kann im Regelfall von einer starken Bodenverdichtung ausgegangen werden. Aber auch die Artenzusammensetzung weist auf die Bodenqualität hin. Sogenannte Zeigerpflanzen reagieren sensibel auf Veränderungen der Lebensbedingungen und geben daher gute Hinweise zur Beschaffenheit des Standortes.

Auf forstlich geprägten Standorten wurden als Verdichtungszeiger beispielsweise Ruderalarten und Nässe-/Feuchtezeiger wie Winkel- und Waldsegge, Drahtschmiele, Flatterbinse, Brennnessel oder Großes Springkraut identifiziert (Weltecke und Gaertig 2011). Licht (2015) nennt als Verdichtungszeiger Arten der Trittrasengesellschaft wie Deutsches Weidelgras (Englisches Raygras), Zarte Binse, Breitblättriger Wegerich und Weiß-Klee.

Methoden der intensiven, visuellen Bodenuntersuchung

Bei der intensiven, visuellen Bodenuntersuchung wird ein Spaten zu Hilfe genommen. Da die Struktur der obersten Bodenschicht ausschlaggebend für den Gasaustausch und Wassertransport ist, reicht es in den meisten Fällen aus, eine Bodenprobe aus dem Oberboden zu nehmen. Wenn tiefer liegende Verdichtungshorizonte oder Belüftungskorridore vermutet werden, macht es Sinn, den Boden auch in größerer Tiefe zu untersuchen, beispielsweise mit einem Erdbohrstock.

Ein zentraler Parameter, um Bodenschadverdichtung zu diagnostizieren, ist die Gefügeform. Hierzu sollte man sich vergegenwärtigen, dass innerhalb eines Dichtelevels unterschiedliche Gefügeformen auftreten können. Zur Gefügeansprache wird ein rechtwinkliger, gut 20 Zentimeter dicker Bodenmonolith aus der zu untersuchenden Bodentiefe entnommen. Dieser Monolith wird aus rund einem Meter Höhe auf eine harte, ebene Oberfläche fallen gelassen.

Die entstandenen Bruchstücke können nun einer Gefügeform zugeordnet werden (Abb. 9). Die häufigsten Gefügeformen sind (Ad-hoc-AG Boden 2005):

a) Grundgefüge (Räumliche Anordnung von Bodenteilchen, bei der (noch) keine Aggregatbildung stattgefunden hat)

• Einzelkorngefüge: Die Bodenteilchen liegen lose nebeneinander. Dieses Gefüge ist typisch für Sandböden oder bei kiesreichen Böden.
• Kohärentgefüge: Die Bodenteilchen bilden eine zusammenhaftende, nicht gegliederte Bodenmasse, deren Bestandteile meist miteinander verklebt sind.

b) Aggregatgefüge (Bodenteilchen fügen sich zu Aggregaten bestimmter Formen und Größen zusammen)

• Krümelgefüge: Entstehung durch biologische Aktivität (Regenwürmer); Besteht aus mehr oder weniger rundlichen Aggregaten zusammengeballter Bodenteilchen mit sehr rauer Oberfläche.
• Subpolyedergefüge: Besteht aus Aggregaten mit stumpfen Kanten und etwa gleichen Achsenlängen, die durch mehrere unregelmäßige, meist raue Flächen begrenzt sind.
• Plattengefüge: Besteht aus plattigen Bodenaggregaten mit meist horizontal liegenden Grenzflächen. Das Plattengefüge entsteht oft durch mechanische Verdichtung.

Einzelkorn- und Krümelgefüge lassen eine gute Belüftungssituation zu, während Kohärent- und Plattengefüge auf Belüftungsengpässe hinweisen (vergl. Verformungsschadensdreieck nach Gaertig et al. 2000).

Neben der Gefügeform ist die Bodenfarbe ein wichtiger diagnostischer Parameter für den Boden. Die Bodenfarbe wird durch natürliche und geogene Vorgänge hervorgerufen. Stau- und Grundwassereinfluss führen zusätzlich zu einer mehr oder weniger starken kontrastreichen Scheckung des Bodens, den Redoximorphiemerkmalen. Diese sind gekennzeichnet durch Bleichzonen, Rostflecken und schwarzen Mangankonkretionen. Bodenschadverdichtungen wirken sich erheblich auf den Wasserhaushalt des Bodens aus und können so die Ausprägung der Bodenfarbe beeinflussen. Ein wertvolles Tool zur Bestimmung von Bodenschadverdichtung haben Gaertig et al. (2000) erarbeitet, indem Bodengefüge und Bodenfarbe kombiniert werden (Abb. 10).

Aus dem Oberboden wird mit Hilfe eines Spatens eine Bodenprobe entnommen. Daran wird die Gefügeform bestimmt und an der Vertikalen des Dreiecks abgetragen. Im nächsten Schritt wird die Bodenprobe auf die Redoximorphiemerkmale untersucht (vergleiche oben). Die Ergebnisse werden ebenfalls auf dem Dreieck abgetragen. Die Farbe des Zielbereiches kennzeichnet das Ausmaß des Schadens.

Ein weiteres Hilfsmittel zur Einschätzung des Verdichtungsgrades ist die effektive Lagerungsdichte. Sie wird als eine scheinbare Lagerungsdichte verstanden und entspricht der gefühlsmäßigen Einschätzung der Dichtlagerung (Eindringwiderstand) von Böden. Um die effektive Lagerungsdichte zu bestimmen, muss mit dem Spaten ein kleines Bodenprofil gegraben werden. Dann wird die Klinge eines Taschenmessers mit gleichmäßigem Kraftaufwand in die unberührte Seitenwand der Grube gedrückt. Je leichter das Messer in die Wand dringt, desto geringer ist die Lagerungsdichte. Ist es nicht mehr möglich, das Messer ohne größeren Kraftaufwand bis zum Heft in den Boden zu drücken, ist der Boden als verdichtet anzusprechen. Die Einstufung zur Bewertung der Ergebnisse wird in Tab. 1 dargestellt.

Auch bei der intensiven, visuellen Inaugenscheinnahme können die Pflanzen als diagnostisches Instrument zu Hilfe genommen werden. Pflanzenwurzeln wachsen vorwiegend in leicht zu durchdringende Bereiche hinein. Daher bevorzugen sie lockeren Boden, Regenwurmgänge, alte Wurzelgänge oder Risse und Spalten im Boden. Je dichter ein Boden ist, desto weniger wachsen die Pflanzenwurzeln durch die Aggregate und desto mehr bevorzugen sie bereits vorhandene Gänge und Risse im Boden. Die Verteilung der Wurzeln gibt daher Aufschluss über den Bodenzustand.

Durchdringen die Wurzeln den Boden gleichmäßig und bilden ein enges Netzgeflecht mit vorwiegend feinen Wurzeln, ist der Boden nicht verdichtet. Wachsen die Wurzeln deutlich horizontal und nicht in die Tiefe (typischer 90°-Winkel zwischen Spross und Wurzel), liegt im Regelfall eine schädliche Bodenverdichtung vor (Abb. 11). Die Wurzeln sind dann gröber und wenig verzweigt, knorkelig und teilweise abgeplattet (Weyer und Boeddinghaus, 2009).

Fazit und Ausblick

Der Umgang mit bodenbürtigen Schäden als beeinflussende Faktoren der Vitalität ist bei der Baumansprache nicht einheitlich geregelt, da eine systematische Aufarbeitung dieses Themenkomplexes bisher nicht stattgefunden hat. Daher gibt es bei der Bodenansprache im Baumumfeld viele Unsicherheiten. Allerdings bleibt ohne den Rückgriff auf die zahlreichen Parameter zur bodenkundlichen Beurteilung des Wurzelraums, die sich vielfach zur Einbindung in die gängige Praxis der Baumkontrolle eignen, ein großes Potenzial zur Bewertung der Baumgesundheit und (zukünftigen) Verkehrssicherheit ungenutzt.

Vor allem das Vermeiden, Erkennen und Sanieren der für Bäume schädlichen Bodenverdichtung sind wichtige Aufgaben für Baumverantwortliche. Sie müssen sich über die Bedeutung eines gesunden Bodens als Schlüsselfaktor für verkehrssichere und vitale Bäume im Klaren sein. Insbesondere in Zeiten, in denen der Einfluss des Klimawandels durch stärkere Wetterextreme und die Begünstigung zahlreicher Baumpathogene immer spürbarer wird.

Aus Sicht der Autoren wäre es optimal, das Ausmaß der Bodenschadverdichtung im Wurzelbereich in (Prozent)-Stufen zu erfassen. Es macht einen erheblichen Unterschied, ob nur 10 Prozent des Wurzelraumes verdichtet sind oder 80 Prozent. Da meistens unbestimmt bleiben muss, wo sich genau die Wurzeln eines Baumes befinden, bedarf es einer Annäherung an die tatsächlichen Verhältnisse. Hierzu bietet es sich an, bei der Regelkontrolle die Kronenprojektionsfläche standardmäßig als Wurzelbereich festzulegen. Diese ist als die Bodenoberfläche definiert, die sich vom Stamm bis zum äußersten Rand der Krone erstreckt. Bei einer eingehenden Untersuchung des Baumes kann gegebenenfalls eine detaillierte Betrachtung des Standortes Erkenntnisse darüber liefern, wo sich die Wurzeln tatsächlich befinden. Häufig bahnen sich die Wurzeln ihren Weg in offene Freiflächen, wohingegen sich Wurzeln in den hoch verdichteten Unterbau von Straßen nur selten verirren.

Literatur

Literatur

Ad-hoc-AG Boden (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung. 5. Aufl. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Hannover, 438 S.

Arbeitskreis Standortskartierung in der Arbeitsgemeinschaft Forsteinrichtung (2016): Forstliche Standortsaufnahme. 7. Auflage. IHW-Verlag und Verlagsbuchhandlung, Eching. 400 S.

FLL Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. (2010): (2010): Baumkontrollrichtlinien - Richtlinien für Regelkontrollen zur Überprüfung der Verkehrssicherheit von Bäumen. FLL, Bonn, 48. S.

Gaertig, T.; Puls, C.; Schack-Kirchner, H.; Hildebrand, E. E. (2000): Die Beurteilung der Bodenstruktur in Waldböden: Feldbodenkundliche Merkmale und ihre Relevanz für die aktuelle Bodenbelüftung auf Lösslehm-Standorten. Allgemeine Forst und Jagd Zeitung 171, 227-234.

Licht, W. (2015): Zeigerpflanzen Erkennen und Bewerten. 2. Auflage. Stürtz GmbH, Würzburg, 522 S.

Saint-Exupéry, A. (2015): Der kleine Prinz. Nikol, Hamburg, 92 S.

Streckenbach, M. (2011): Die Zukunft innerstädtischer Baumstandorte. ProBaum 1/2011, 2-6.

Weltecke, K.; Gaertig, T. (2011): Methods for the assessment of soil deformation in forest stands: interrelationships and ecological relevance. Allgemeine Forst und Jagd Zeitung 182, 187-204.

Weyer, T.; Boeddinghaus, R. (2009): Bestimmungsschlüssel zur Erkennung und Bewertung von Bodenschadverdichtungen im Feld. Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf.