SiK - Stadtbäume im Klimawandel: Klimafolgen-Monitoring und Anpassung | Umweltbundesamt

Bäume im gleichen Raum mit allen baulichen Veränderungen, z.B. der Innenverdichtung in Hamburg, stehen in Konkurrenz zueinander. Straßen- und  Radwegeausbau, Busbeschleunigung, Streckenausbau des ÖPNV, neue Versorgungstrassen für Wasser, Gas, Strom oder Internet und die kompakte Bebauung mit 10.000 neuen Wohnungen pro Jahr, sind unverzichtbar, aber sie gehen zu Lasten der innerstädtischen Freiräume, auch am Straßenrand. Es kann ein Ausgleich im Sinne von Ersatzstandorten für die Nachpflanzung der bei Bebauung verloren gegangenen Bäume stattfinden, jedoch geht selbst bei ausgeglichenen Bilanzen immer auch ein Teil wertvoller Baumsubstanz - i.d.R. älter als 50 Jahre – im Tausch gegen Neupflanzungen verloren. Dies ist ein Qualitätsverlust sowohl mit Blick auf die Wohlfahrtswirkung, als auch aus ökologischer und stadtklimatischer Sicht. Insbesondere die Altbäume leisten einen großen Beitrag zum Stadtklima bei, aufgrund ihres ausreichenden Wurzelraumes und ihrer Wasserquellen und können so  Trockenphase ohne Stress überstehen. Vor diesem Hintergrund sollten Stadtentwicklungsziele die Bedeutung des eindrucksvollen Hamburger Baumbestandes in Augenhöhe mit allen anderen berechtigten Interessen berücksichtigen. Dies betrifft sowohl gesamtstädtische Planungsprozesse als auch kurzfristige Entscheidungen bei lokalen Umbauplanungen.

Die Bedeutung von Altbäumen

Die Untersuchungen zur Förderung der ⁠Resilienz⁠ des zukünftigen Stadtbaumbestandes gegenüber verlängerten, sommerlichen Trockenphasen sollen erweitert werden. Im Fokus stehen die Auswahl und Einsatz geeigneter regional verfügbarer Bodensubstrate für Baumpflanzungen in Kombination mit der Wahl von Baumarten und -sorten, die aktuell als aussichtsreich für eine klimaangepasste Bepflanzung in Städten gelten. Dieser Ansatz könnte vergleichend an Gunststandorten (z.B. Baumschulen) und an realen Stadtstandort durchgeführt werden.

Die Grundvoraussetzung für die Widerstandsfähigkeit eines Baumes gegenüber Klimaveränderungen ist ein angemessen großer und gut ausgestatteter Baumstandort. Nur wenn der Baum ober- und unterirdisch ausreichend Platz hat, kann er sich beispielsweise Wasserressourcen erschließen und Trockenzeiten besser überstehen. Gerade Jungbäume sind deshalb schnell von ⁠Trockenstress⁠ betroffen, da sie auf die nähere Umgebung des Baumstandortes angewiesen sind. Altbäume sind demnach die besten Klimabäume, da sie über Jahre bereits tiefer liegende Nährstoff- und Wasserquellen erschlossen haben und Trockenperioden gut überstehen. Die Zwischenergebnisse aus dem SiK-⁠Monitoring⁠ ausgewählter Baumstandorte in Hamburg zeigen positive und negative Beispiele, wie viel Platz Stadtbäume haben, mit welchem Nutzungsdruck sie konfrontiert sind oder welche  Gestaltungsmerkmale die Standorte kennzeichnen.

Knapp die Hälfte der Hamburger Straßenbäume ist über 40 Jahre alt und besitzt das Potenzial, zunehmende Probleme mit Baumkrankheiten, Baumschädlingen, Schadstoffen und den sich abzeichnenden Folgen des Klimawandels zu bewältigen. Der Schutz dieses bereits etablierten Baumbestands ist deshalb ein zentraler Aspekt nachhaltiger Stadtentwicklung.

Beobachtung der Auswirkungen klimatischer Veränderungen auf die Sumpf-Eiche (Quercus palustris)

Am Beispiel der Sumpf-Eiche (Quercus palustris), als eine von 23 weiteren Stadtbäumen, wurde die Bodenfeuchtveränderung durch Sensoren automatisch und in einem halbstündigem Rhythmus für den Sommer 2017 erfasst. Erkennbar ist eine fast vollständige Versiegelung des Standorts durch ein Großsteinplaster, durch Bewässerungssäcke kann dem Baum geholfen werden. 

Insgesamt wurden in den sechs Monaten 362 mm Regen gemessen (in Fuhlsbüttel 509 mm), der trockenste Monat war der September (35 mm), der feuchteste der Juni (93 mm), Regen fiel an zwei von drei Tagen. Die Bodenfeuchtverläufe wurden gemittelt für 3 flache Sensoren (30 – 40 cm Einbautiefe), 4 Sensoren aus dem Hauptwurzelbereich (27 – 80 cm Tiefe), 4 Sensoren aus dem Randbereich (40 – 70 cm Tiefe) und 2 Sensoren aus dem Unterboden (100 cm Tiefe). Folgende Vorgänge lassen sich erkennen:

• Nach dem Winter ist der Boden in allen Tiefen feucht, kurzfristig nach Regen auch sehr feucht, also günstige Startbedingungen für den Baum.
• Nach dem Blatttrieb beginnt der Wasserverbrauch. Ab dem 15.5. nimmt im zentralen Wurzelbereich die Wasserverfügbarkeit ab, die Abnahme ist aber durch kurze Erholungen infolge einzelner Regen unterbrochen. Trotz der Juniniederschläge wird erstmals am 29.6. der Zustand „trocken“ erreicht.
• Am 30.6. dringt Wasser nach ergiebigem Regen (31 mm) in den Oberboden und den zentralen Wurzelbereich vor, die Wasserversorgung ist für 6 Tage optimal. Innerhalb von drei Wochen nach dem Regen wird im Wurzelbereich wieder der Zustand „trocken“ erreicht.
• Ein weiteres Regenereignis am 25. Juli (8,6 mm, auch Bewässerung) bringt sehr kurze Entspannung. Diesmal vergehen 11 Tage, bis der Boden wieder trocken wird.
• Danach treten zwar regelmäßig Niederschläge auf, die aber nur am 18.9. über 10 mm/d erreichen. Die Bodensensoren zeigen diese nicht an (allerdings waren einige Sensoren vom 28.8. an ausgefallen).
• Die Sensoren in 100 cm Tiefe werden nicht durch Wurzeln erreicht. Hier reagiert der Boden weder auf die Wasserzufuhr durch Regen noch auf den Wasserverbrauch der Wurzeln.

Die Messergebnisse an der Ericusspitze lassen folgende Ableitungen zu: Die Anforderungen an die Substrate müssten geändert werden, indem mit einer Auswahl von bindigeren Varianten getroffen eine bessere Wasserspeicherung gewährleistet wird. Zudem könnte Trockenstress verhindert werden, indem häufigeres und konsequentes Wässern über einen längeren Zeitraum als bisher als Regelelement in die vertragliche Aufwuchspflege einbezogen wird.

Im Rahmen des Projektes wurde ein Konzept entwickelt zur Anpassung der Hamburger Straßenbäume. Es wurden Maßnahmen und Instrumente entwickelt, die geeignet sind, den Baumbestand in Zeiten des Klimawandels zu erhalten und weiterzuentwickeln.

Baumstandorte und die Begrünung von Bauwerken verbessern die Luftqualität durch die Bindung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen, verringern den urbanen ⁠Wärmeinsel⁠-Effekt („urban heat island“ - Effekt) und tragen so zu einem besseren Stadtklima bei. Außerdem dienen sie als Reserveflächen für Hochwasser- und Starkregenereignisse. Um Baumstandorte an den ⁠Klimawandel⁠ anzupassen müssen Baumarten identifiziert werden, die urbanen Stress, darunter Hitze und Wassermangel gut bewältigen können. Eine weitere Maßnahme stellt die Optimierung von Baumstandorten dar. Stellschrauben zur Anpassung der Pflanzstandorte an den Bedarf von Stadtbäumen liegen in der Gestaltung der Pflanzgrube und der Baumscheibe sowie in der Zusammensetzung und ⁠Schichtung⁠ von Pflanzsubstraten. Gegenwärtig werden einige Mindeststandards durch Richtlinien z.B. im Hinblick auf die Dimensionierung von Pflanzgrube und Baumscheibe vorgegeben. Problematisch bleibt jedoch, dass in innerstädtischen Quartieren und Straßenzügen in der Regel kein Platz für angemessen dimensionierte Pflanzgruben und bepflanzte Baumscheiben zur Verfügung steht, d.h. das symptomatisch hohe Risiko von Vitalitätsverlust infolge von ⁠Trockenstress⁠ bleibt trotz „DIN-Pflanzgruben“ bestehen. Eine Pflanzgrubengestaltung mit gezielter Zuleitung von Niederschlagswasser kann Abhilfe verschaffen.

Bepflanzung oftmals ein Platzproblem im innerstädtischen Raum