Entwicklung eines strukturstabilen Stadtbaumsubstrates mit Pflanzenkohle

Due to the urban conditions, urban trees reach only a fraction of their natural lifespan. As the green infrastructure of a metropolitan area, those trees are an important type of vegetation for ecosystem services, climatic conditions and aesthetics. After approximately 50 years of cultivation or with a circumference at breast height of 40 cm, city trees reach their full ecological potential. This is problematic to the extent that many city trees are replaced 20-40 (60) years after planting. In order to perform the services that are important for the city, the years of cultivation and lifespan of the trees must be increased considerably. This subject matter has attracted interest and gained momentum in practice and research in the recent past. Key aspects of research are: using different or new type of trees, management models and habital improvement with structural soils. This master thesis processes the aforementioned subject matter based on literature and expert discussions and will present the current state of the art. On the basis of the findings, a structural soil substrate is developed and tested in a practical trial. The substrates of urban plantings, particularly those of trees along streets, have to contend with severe burdens and are exposed to interactions and interdependencies that are currently adversely affecting them and will continue to do so in the future. These problems will further increase in urban areas due to densification of urban buildings, climate change, among others. The substrate is supposed to not only support urban green spaces in their vitality and growing but also to be used as base course in road construction. Whereas physical parameters are standardised to a great extent, substantial chemical knowledge of structural soil substrate development is still lacking. The substrate with biochar additives complies with civil engineering terms and can be incorporated in a layered and structurally stably manner. Nutrient contents are relatively low compared with marketable substrates. However, the sample trees did not show any signs of deficiency in the sprouting period. Biochar is very sorptionable and stabilises the organic carbon and the nutrients in the long term. Unlike conventional substrates, nutrient values will presumably remain stable over several years. The subject matters addressed in the best practice example, “the Wädenswil City Tree” Model, are the ideal incorporation of the substrate allowing for root distribution and root communication, and optimum young tree care. This best practice example is designed for the intention of ensuring a sustainable future for urban green infrastructure.Stadtbäume erreichen an ihrem Standort einen Bruchteil ihrer natürlichen Lebensdauer. Für die Ökosystemdienstleistungen, die klimatischen Bedingungen und für die Ästhetik sind Stadtbäume als grüne Infrastruktur einer Stadt wichtige Vegetationsformen. Nach rund 50 Standjahren oder einem Brusthöhenumfang von 40cm erreichen Stadtbäume ihre volle ökologische Leistungsfähigkeit. Dies ist insofern problematisch, da viele Stadtbäume nach 20-40 (60) Standjahren ersetzt werden. Um die für die Stadt wichtigen Leistungen erbringen zu können, muss die Standzeit und Lebensdauer der Bäume erheblich erhöht werden. Diese Thematik gewann in jüngerer Vergangenheit an Interesse und Dynamik in der Praxis und Forschung. Insbesondere die Sortimentsentwicklung, Management-Modelle und Standortverbesserungen mit strukturstabilen Substraten sind zentrale Aspekte der Forschung. In dieser Masterarbeit wird anhand von Literaturrecherchen und Fachgesprächen die Thematik aufgearbeitet und der Stand der Praxis und Forschung (State of the Art) dargestellt. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse wird in einem Praxisversuch ein strukturstabiles Stadtbaumsubstrat entwickelt und getestet. Die Substrate von urbanen Pflanzungen, insbesondere von Strassenbäumen sind schon heute und werden auch in Zukunft massiven Belastungen und Wechselwirkungen ausgesetzt sein. Die Belastungen werden in innerstädtischen Gebieten unter anderem aufgrund städtebaulicher Nachverdichtung weiter zunehmen. Das Substrat soll urbane Grünräume in ihrer Vitalität und Wüchsigkeit unterstützen, gleichzeitig aber auch als Tragschicht im Strassenbau eingesetzt werden können. Während physikalische Parameter weitestgehend genormt sind, sind bei den chemischen Daten noch keine umfassenden Kenntnisse vorhanden. Das Substrat mit dem Zusatz von Pflanzenkohle entspricht den Bedingungen des Tiefbaus und kann strukturstabil, schichtweise eingebaut werden. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass die sehr sorptionsfähige Pflanzenkohle den organischen Kohlenstoff und die Nährstoffe langfristig stabilisiert. Doch die Nährstoffgehalte sind im Vergleich zu marktfähigen Substraten relativ gering. Dennoch haben die Testbäume in der Anwuchsphase keine Mangelerscheinungen gezeigt. Im Best Practice Beispiel, dem Wädenswiler Stadtbaum-Modell, wird der optimale Einbau des Substrates, um eine Wurzelausbreitung und Kommunikation zu ermöglichen, sowie die optimale Jungbaumpflege behandelt. Dieses Best Practice Beispiel soll eine nachhaltige Zukunft der städtischen Grüninfrastruktur sicherstellen