Klimafolgen-Monitoring und Anpassung

Bei diesem PTJ-geförderten Forschungsvorhaben „Stadtbaume im Klimawandel - SiK" handelt es sich um ein Kooperationsprojekt der Universität Hamburg (Institut für Bodenkunde und dem Biozentrum Klein Flottbek), der Behörde für Umwelt und Energie der Freien und Hansestadt Hamburg und der HafenCity Universität Hamburg (Umweltgerechte Stadt- und Infrastrukturplanung) im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Heißere Sommer, Stürme, Starkregen oder Trockenheit: Was bedeutet das für die Bäume an urbanen Standorten? Wie reagieren sie auf die veränderten Bedingungen? Welche Strategien können entwickelt werden, damit die Bäume mit den neuen Anforderungen zu Recht kommen? Diesen und weiteren Fragen widmete sich das Hamburger Forschungsvorhaben „Stadtbäume im Klimawandel - SiK“. Hamburgs rund 250.000 Straßenbäume und etwa 600.000 Parkbäume tragen wesentlich dazu bei, dass die Hansestadt als grüne Metropole am Wasser wahrgenommen wird. Stadtbäume haben ohnehin erschwerte Lebensbedingungen. Verdichtete Böden, versiegelte Flächen oder auch Wurzelverletzungen durch Arbeiten an Leitungen machen ihnen zu schaffen. Zunehmende sommerliche Hitze- und Trockenperioden und Stürme stellen die Stadtbäume vor neue Herausforderungen.

Projektteile

Mit dem Projekt SiK war der Einstieg in ein integrierendes Konzept zur Anpassung des Hamburger Straßenbaumbestandes an den Klimawandel unternommen worden. Um ein solches Anpassungskonzept zu erarbeiten, war zu beantworten, wie die zukünftige Vitalität der Hamburger Straßenbäume in Anbetracht der zu erwartenden Klimaveränderungen zu beurteilen ist, wie sich Trockenperioden und damit einhergehender Wassermangel im Boden auf Straßenbäume auswirken. Anschließend sind erste Maßnahmen und Instrumente entwickelt worden, um den Baumbestand in Zeiten des Klimawandels kurz-, mittel- und langfristig zu erhalten und weiterzuentwickeln.

• Stammscheibenarchiv

In Hamburg müssen in jedem Jahr aus den unterschiedlichsten Gründen Bäume gefällt werden. Im Rahmen des SiK wurde aus der Not eine Tugend gemacht und ein Stammscheibenarchiv am Universitätsstandort in Klein Flottbek angelegt. Möglich wurde es durch die enge Zusammenarbeit der AG Pflanzenökologie der Universität mit  den Hamburger Bezirksämtern sowie den ausführenden Baumpflegefirmen.

Von allen Straßenbäumen aus drei aufeinander folgenden Fäll Saisons wurden Holzproben tiefgefroren archiviert, um daran im Laufe der nächsten Jahre Kohlenstoffisotope und Zuwachsleistungen analysieren zu können. Diese Untersuchungen werden einen wesentlichen Teil zur Klärung der Frage beitragen, welche physiologischen Reaktionsformen bei Straßenbäumen eine gute Strategie bei der Bewältigung von Trockenstress darstellen.

• Pflanzgrubengestaltung

Als weitere Maßnahme wird die Optimierung von Baumstandorten betrachtet. Möglichkeiten, Pflanzstandorte an den Bedarf von Stadtbäumen anzupassen, liegen in der Gestaltung der Pflanzgrube und der Baumscheibe sowie in der Zusammensetzung und Schichtung von Pflanzsubstraten. Mindeststandards, z.B. zur Dimensionierung von Pflanzgrube und Baumscheibe, sind u.a. Richtlinien ausgeführt. Allerdings fehlt in innerstädtischen Quartieren und Straßenzügen in der Regel der Platz für angemessen dimensionierte Pflanzgruben und bepflanzte Baumscheiben. Damit bleibt das grundsätzliche Risiko für Trockenstress trotz „DIN-Pflanzgruben“ bestehen.

Aber 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 Hamburger Baumstandorte zeigen positive und negative Beispiele, wie viel Platz Stadtbäume haben, mit welchem Nutzungsdruck sie konfrontiert sind oder welche Gestaltungsmerkmale die Standorte kennzeichnen. Eine Pflanzgrubengestaltung mit gezielter Zuleitung von Niederschlagswasser kann Abhilfe verschaffen.

• Monitoring des Bodenwasserhaushalts

Im Rahmen des SIK-Projekts führt das Institut für Bodenkunde der Universität Hamburg seit Anfang des Jahres Untersuchungen an ausgewählten Straßenbaumstandorten im Stadtgebiet Hamburgs durch. Dazu wurden Sensoren und Geräte installiert, mit denen die Wasserspannung, der Wassergehalt und die Zusammensetzung der Bodenluft (CO2, O2) gemessen sowie zusätzlich die Klimaparameter bestimmt und automatisch erfasst. Ergänzt wird das Monitoring durch Laboranalysen von Bodenproben z.B. zur Schadstoffbelastung der Straßenbaumstandorte.

Im Ergebnis soll die Empfindlichkeit der Straßenbäume auf klimatischen Stress – vor allem Trockenheit –erfasst und bewertet werden. Dies ist durch Kombination dieser Untersuchungen zum Bodenwasserhaushalt mit Messungen von Stressindikatoren an den Bäumen von der AG Pflanzenökologie möglich.

• Straßenbaumtest

Um Baumstandorte an den Klimawandel anzupassen, müssen Baumarten identifiziert werden, die urbanen Stress, darunter Hitze und Wassermangel, gut bewältigen können. An ausgewählten Versuchsbäume des Hamburger Straßenbaumbestands werden daher im Rahmen des SiK bodenkundliche Untersuchungen und Stressmessungen vorgenommen; überwiegend an Arten und Sorten, die mit den prognostizierten Klimaveränderung besser zurecht kommen sollen. Die Versuchsbäume sind aus einem Langzeittest der Deutsche Gartenamtsleiterkonferenz ausgewählt worden, an dem Hamburg seit 2005 teilnimmt. Für diesen GALK-Straßenbaumtest sind bundesweit bereits 34 Baumarten und Baumsorten an 150 Standorten in 14 teilnehmenden Städten gepflanzt worden. In Hamburg werden inzwischen 19 Baumarten/-sorten mit rund 420 Bäumen an 27 Standorten in ihrer Entwicklung beobachtet.

Die praxisorientierte Langzeitbeobachtung dieser Bäume erfolgt anhand von festen Kriterien wie Kronenzuwachs oder Gesundheitszustand. Die Ergebnisse fließen in die GALK-Empfehlungsliste für Straßenbäume ein, eine deutschlandweit intensiv genutzte Planungs- und Entscheidungshilfe bei Baumpflanzungen. Sie soll nun als ein wesentliches Ziel des SiK schrittweise mit Hamburger Erkenntnissen ergänzt werden.

• Regionaler Verbund

Im Rahmen des SiK erfolgt ein enger Austausch mit Partnern aus der Region. Dieser Regionale Verbund, an dem Vertreter aus Behörden, Verbänden, Forschungsinstitutionen und Baumpflegeeinrichtungen teilnehmen, bleibt über das Projekt hinaus bestehen. Hier werden die Anpassungsoptionen für die Hamburger Stadtbäume diskutiert und Weichen für eine erfolgreiche Umsetzung gestellt. Ebenso eingebunden sind überregionale Partner wie die Stadt München. So können die Auswirkungen unterschiedlicher Klimazonen betrachtet und Erfahrungen ausgetauscht werden.

Auf den umfassenden Forschungsergebnissen des Projektes „SiK - Stadtbäume im Klimawandel" basiert das Entwicklungskonzept Stadtbäume. Es fasst die neuen Erkenntnisse und vorhandenes Wissen zusammen.

Projektleitung

Prof. Dr. Annette Eschenbach (Universität Hamburg, Institut für Bodenkunde)

Projektlaufzeit

01.2015-07.2018

Förderung

Gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages (BMUB)

Förderkennzeichen: 03DAS054A und 03DAS054B (SiK)

Projektträger

Projektträger Jülich (ptj)