Grundsätzlich wird zwischen Boden und Substrat unterschieden. Wobei man unter Boden den gewachsenen, natürlichen oder naturnahen Untergrund meint. Das Substrat ist ein technisches, von Mensch eingebrachtes Material.
Beide müssen verschiedene Funktionen aufweisen, damit ein Baum darin gedeihen und langfristig bestehen kann.
So sind sie zum Beispiel verantwortlich für
Im Stadtraum ist aufgrund der Nutzung in der Regel kein natürlicher Boden mehr vorhanden. So wird der Untergrund von Strassen zum Beispiel auf das Befahren von 40-Tönnern ausgelegt. Das ist nur mit einem stark verdichtbaren Material möglich, von einem natürlichen Boden kann da nicht mehr gesprochen werden.
Ein natürlicher Boden ist während Jahrtausenden von Jahren gewachsen und wird in verschiedene Horizonte eingeteilt. Bodenhorizonte sind Bereiche innerhalb des Bodens, die einheitlich ähnliche Merkmale und Eigenschaften besitzen und sich von darüberliegenden oder darunterfolgenden Bereichen unterscheiden. Die Prozesse der Bodenbildung und -entwicklung (Pedogenese) beeinflussen oder durchdringen den Boden in der Regel vertikal von oben nach unten.
Dies sind vor allem natürliche Prozesse, also physikalische oder chemische Verwitterung (durch Einwirkung von Hitze, Kälte, Niederschlägen), biologische Aktivität (Pflanzenwurzeln, Bodenlebewesen, wühlende Tiere, Mikroorganismen) oder Ein-/Auswaschung von Stoffen mit dem Niederschlags- und Sickerwasser.
In besiedelten Regionen nimmt mittlerweile auch der Mensch grossen Einfluss (Bodenumlagerung, Materialeintrag, Pflügen…).
(Quelle Wikipedia, Bodenhorizont).
Die verschiedenen Bodenhorizonte
o = Organischer Horizont, dem Mineralboden aufliegend.
A= Mineralhorizont im Oberboden mit akkumuliertem Humus und/oder an Mineralstoffen verarmt (in ariden Gebieten auch angereichert).
B= Mineralhorizont im Unterboden mit verändertem Mineralbestand durch Einlagerungen aus dem Oberboden und/oder Verwitterung.
C= Lockergestein mit grabbarer Feinerde
R= Festgestein
(Quelle: Lehrbuch der Bodenkunde, Seite 474, 15. Auflage, Scheffer / Schachtschnabel)
Aus obigem Abschnitt geht hervor, dass in Braunerde-Böden der C-Horizont bereits in einer Tiefe von 25 – 150 Zentimetern beginnt. Der C-Horizont besteht aus Lockergestein und grabbarer Feinerde. Ausser, um sich im Boden zu verankern und Mineralien aus dem Lockergestein herauszulösen, gibt es für einen Baum wenig Gründe, dort zu Wurzeln.
Viel interessanter für den Baum sind der A- und der B-Horizont. Dort befindet sich das Bodenleben, wo der Baum Symbiosen mit Pilzen und Mikroorganismen eingehen kann. Diese beiden Horizonte haben auch die Fähigkeit, Wasser und Luft in Poren bereitzustellen.
Den grössten Anteil an Wurzeln findet man entsprechend in einer Tiefe von nur 0 – 60 Zentimetern. Um so gravierender für den Baum ist es, wenn diese Bodenschichten entfernt, gestört oder verdichtet werden.
Ein Substrat sollte idealerweise ähnliche Eigenschaften besitzen, wie ein natürlich gewachsener Boden. Um im städtischen Raum bestehen zu können, muss ein Baumsubstrat jedoch noch weitere Eigenschaften besitzen.
Diese sind beispielsweise:
Damit ein Substrat all diese für den Baum wichtigen Funktionen erfüllen kann UND den zum Beispiel strassenbaulichen Anforderungen entspricht, wird viel geforscht und ausprobiert.
So besteht ein Baumsubstrat aus verschiedenen Komponenten, welche alle unterschiedliche physikalische Eigenschaften mitbringen.
Bestandteile eines städtischen Baumsubstrates sind beispielsweise
Etabliert in Schweizer Städten haben sich zum Beispiel das “Basler Baumsubstrat“, welches bis vor kurzem auch von der Stadt Zürich eingesetzt wurde. Zürich ist im Moment im Wechsel vom Basler Substrat auf das von der ZHAW entwickelte “Zürcher Baumsubstrat 2.0“.
Weiterführende Informationen können direkt bei den Forschungsstellen der ZHAW bezogen werden.
Es gibt selbstverständlich auch Firmen wie die Ernst Gerber AG, welche sich auf die Herstellung von Baumsubstraten spezialisiert haben.