Wussten Sie, dass Bäume in Österreichs Städten heute selten älter als 20 oder 30 Jahre werden? Das liegt daran, dass ihr Lebensraum ein ganz schön hartes Pflaster ist. Im wahrsten Sinne des Wortes. Inmitten der versiegelten und verdichteten Flächen haben Bäume unterirdisch meist zu wenig Platz, Luft, Wasser und Nährstoffe zur Verfügung. In der Folge stagniert ihr Wachstum, sie sind anfälliger für Krankheiten und werden ausgetauscht.

Dabei wären gesunde Bäume mit großen, schattenspendenden Kronen wichtig für unsere Städte. Vor allem in Zeiten des Klimawandels. 

Doch es gibt eine Lösung, die Bäumen bessere Lebensbedingungen bietet und weitere Probleme abmildert, mit denen Städte heute konfrontiert sind.

Das Stockholm-Prinzip

Schon in den 2000er-Jahren hatte Björn Embrén genug davon, den Bäumen in Stockholm beim Sterben zuzusehen. Er wollte aufhören, immer neue Bäume zu pflanzen, sondern sich mehr um die Bäume kümmern, die schon da waren. Er entwickelte ein Prinzip, nach dem in Stockholm nun Bäume gepflanzt werden sollten. 

Das Stockholm-Prinzip funktioniert vereinfacht gesagt so: Die Pflanzgrube für den Baum wird möglichst groß ausgehoben und dann mit grobem Schotter gefüllt. Dieser wird verdichtet, um tragfähig zu werden, zwischen den einzelnen Steinen bleiben Hohlräume. Diese Zwischenräume werden mit einem feinen Substrat aufgefüllt, das Wasser bindet, aber locker genug bleibt, dass sich die Wurzeln darin ausbreiten können.

Über einer Verteil- und Belüftungsschicht für Wasser und Luft wird der Boden wieder versiegelt. Regenwasser wird an bestimmten Punkten eingeleitet und verteilt sich im Untergrund. So hat der Baum unterirdisch Platz und wird mit Wasser versorgt, obwohl er inmitten einer versiegelten Fläche steht.

Von Schweden nach Graz

In Österreich wurde die erste Baumpflanzung nach dem Stockholm-Prinzip 2017 umgesetzt, in Graz, in der Eggenberger Allee.
Tomas Stoisser, damals frisch gebackener Uni-Absolvent und Landschaftsplaner, hat das Projekt von Seiten der Stadt Graz betreut. Er erzählt, dass in der Allee immer mehr Bäume abgestorben sind und Gleisbau-Arbeiten fällig waren. Ein guter Anlass, um das neue Prinzip zu testen. “Das war ein Projekt, wo man schnell handeln musste”, meint Stoisser und erzählt, dass seine Abteilung für Grünraum und Gewässer nur wenige Monate Vorlaufzeit hatte. 

Für den ersten Versuch sei es ganz gut gelaufen. “Ehrlicherweise muss man aber sagen, dass wir in der Eggenberger Allee leider nicht den großen Durchbruch mit dieser Bauweise feiern konnten”, meint Stoisser. Der Schwachpunkt sei aber nicht die Pflanz-Methode, sondern die Auswahl der Bäume gewesen. Nachdem auf anderen Abschnitten der Allee schon der Spitzahorn gepflanzt worden war, blieb man bei der heimischen Baumart. Diese gehört allerdings nicht zu den klimafitten Baumarten, die gut mit den extremen Bedingungen an Straßen und Plätzen umgehen können. Den Bäumen auf der Allee gehe es nicht so gut, wie erwartet.

Wir sehen, klimafitte Baumarten sind schon wichtig.

sagt Stoisser. Es gehe darum, den richtigen Baum am richtigen Standort zu pflanzen.

Ein überzeugendes System

“Wir haben uns davon aber nicht beirren lassen”, erzählt Tomas Stoisser. “Ich finde, dass das System an sich smart ist. Ich war einfach überzeugt davon.” Und damit war er nicht alleine. Auch seine Kolleg:innen in der Abteilung für Grünraum und Gewässer in Graz waren dafür, weiter mit dem Prinzip zu arbeiten. Und schon im nächsten Jahr bot sich ein passendes Projekt an. 

Vor einem Hotel im Stadtteil Lend sollte ein Platz neu gestaltet werden, Bäume sowie eine unterirdische Versickerung für Regenwasser waren geplant. Naheliegend, die beiden Dinge zu verbinden und das zweite Projekt nach dem Stockholm-System umzusetzen. “Das hat recht gut funktioniert und es folgten bald noch andere Projekte”, erzählt Stoisser.

Tatsächlich gab es in Graz seit dem ersten Projekt jedes Jahr neue Baum-Pflanzungen nach dem Stockholm-Prinzip. Und mittlerweile gibt es auch sichtbare und messbare Erfolge. Zum einen, weil genug Zeit vergangen ist, um die bessere Entwicklung der Bäume sogar mit freiem Auge sehen zu können, und zum anderen wurden begleitende Untersuchungen durchgeführt. 

Vermessung der Bäume

“Es ist nicht so, dass wir uns nur in Graz alles neu überlegen”, erzählt Tomas Stoisser.  Schon früh herrschte ein reger Wissensaustausch, nicht nur mit Kolleg:innen in Schweden, sondern auch mit Planer:innen und Forschenden in Österreich. So arbeiteten unter anderem die HBLFA Schönbrunn, das Bundesamt für Wasserwirtschaft sowie Planungsbüros in Graz und Wien an einer österreichischen Adaption des Stockholm-Prinzips. Aus dem Schwedischen Planungsprinzip wurde das österreichische Schwammstadt-Prinzip für Bäume.  

Ein wichtiger Meilenstein auf diesem Weg war ein Forschungsprojekt, das 2020 im Rahmen des Förderprogramms “Stadt der Zukunft” von der Stadt Graz in Auftrag gegeben wurde.

An welchen Stellschrauben sollte gedreht werden, um das Stockholm-Prinzip an lokale meteorologische, geologische und klimatische Bedingungen in Österreich anzupassen? Mit diesen Fragen beschäftigte sich die Stadt gemeinsam mit dem Büro für Landschaftsarchitektur 3:0 und dem Verein “Land schafft Wasser” im Projekt MUFUWU – Multifunktionaler Wurzelraum für Stadtbäume. 

Dabei wurden neue Bäume nach dem Stockholm-Prinzip gepflanzt, die Wurzelräume von bestehenden, alten Kastanien-Bäumen gelockert und verbessert sowie Referenz-Bäume bestimmt, die zum Vergleich untersucht wurden. 

Unterschiedlichen Monitoring-Werkzeugen messen, wie sich das Wasser im Boden verhält. Natürlich steht das Wachstum der Bäume ebenfalls unter Beobachtung, erklärt Daniel Zimmermann vom Planungsbüro 3:0. Wie sieht es mit dem Dickenwachstums des Stammes aus? Wie viel Wasser saugt der Baum aus dem Boden? Wie hoch ist der Chlorophyll-Gehalt der Blätter?

Schon nach einem Jahr konnte festgestellt werden, dass sich die Triebe der Stockholm-Bäume besser entwickelten. Nach drei Jahren konnte man sehen, dass der Stamm-Umfang der Bäume im Stockholm-System um mehrere Zentimeter größer war, als der von vergleichbaren, herkömmlich gepflanzten Bäumen.

Baum ist nicht gleich Baum

In diesem, als auch in weiteren Forschungsprojekten – zum Beispiel in der Jägerhausgasse in Wien – wird klar, dass in der Umsetzung je nach Standort, Baumart und Rahmenbedingungen viele Dinge beachtet und entsprechend angepasst werden müssen. 

Anna Zeiser hat mehrere Schwammstadt-Projekte wissenschaftlich begleitet und dabei einige Erkenntnisse gewonnen. Eine durchdachte Planung und gute Qualitätskontrolle in der Ausführung sei ebenso wichtig wie eine Anpassung an örtliche Gegebenheiten, erklärt die Forscherin. Zeiser weist darauf hin, dass der Einbau von Grobmaterial unter dem Baum an sich keine Garantie für ein gutes Baumwachstum oder ein funktionierendes Regenwasser-System sei. 

Zum einen brauche der Baum trotzdem noch genügend Baumsubstrat. Zum anderen solle besonderes Augenmerk auf die Einleitung und Verteilung des Wassers gelegt werden: Wird der Baum im Sommer oft genug mit Wasser versorgt? Verteilt sich das eingeleitete Wasser weit genug im Untergrund? Wird das Oberflächenwasser über entsprechende Filter gut genug von Schadstoffen gereinigt? Zeiser weist zudem darauf hin, dass es sehr lange brauche, bis man wirklich sagen könne, ob ein Baum wegen dem Schwammstadt-Substrat besser wachse. 

Nützlicher Schlamm

Auch das Material spielt eine entscheidende Rolle. Während der grobe Schotter aus lokalem Gestein besteht, setzt sich das Feinsubstrat aus drei Komponenten zusammen: Sand, Pflanzenkohle und Kompost. Der Kompost enthält Nährstoffe. Sand und Pflanzenkohle wirken wie ein Schwamm, der das Wasser entgegen der Schwerkraft in den Bodenschichten hält, in denen es für den Baum verfügbar bleibt. Wasser, das dieser Schwamm nicht halten kann, versickert weiter und speist das Grundwasser.

Die Pflanzenkohle hat neben ihrer Fähigkeit, Wasser zu halten, noch weitere Vorteile. Mit organischem Dünger und nützlichen Mikroorganismen beladen, verbessert sie den Boden, erklärt Tomas Stoisser. Dazu bindet die Pflanzenkohle Kohlenstoff langfristig im Boden. Man könne mit bis zu einer Tonne CO₂ pro Baum rechnen, schätzt Stoisser. Dazu kommt das CO₂, das ein gut wachsender Baum im Lauf seines Lebens aus der Luft filtert. 

Zurück zum natürlichen Wasserkreislauf

In Österreich wird das Schwammstadt-Prinzip mit einem starken Fokus auf Baumvitalität umgesetzt. Aber auch der Effekt auf das Niederschlagswasser-Management unserer Städte ist nicht zu vernachlässigen.

In den vergangenen Jahrzehnten wurde in österreichischen Städten vor allem nach einer Logik gebaut: Verdichten wir unsere Böden möglichst stark, damit kein Wasser eindringt und Schäden an Leitungen oder Häuser-Fundamenten anrichten kann. Nutz- und Niederschlagswasser werden auf dem schnellsten Weg über das Kanalsystem abgeleitet. 

Das ging lange gut, macht aber eigentlich wenig Sinn, meint Daniel Zimmermann:

Alles, was wir im Tiefbau technisch gelernt haben, fällt uns jetzt auf den Kopf, weil das Wasser, das oberflächlich abfließt zu lokalen Überschwemmungen führt oder die Kanalisation stark belastet.

Vor allem, wenn durch den Klimawandel Niederschlag seltener, aber stärker wird, kommen Kanalsysteme in unseren Städten an ihre Grenzen. Lokale Überschwemmungen werden häufiger. 

Dabei sind Maßnahmen, durch die Niederschlag nicht gesammelt über den Kanal, sondern dezentral abgeleitet werden und versickern kann, seit den 1980er-Jahren bekannt. Und auch in der Allgemeinen Abwasseremissionsverordnung steht, dass Niederschlagswasser, das nicht oder kaum verschmutzt ist, auf natürliche Weise abgeleitet werden soll, wenn das örtlich möglich ist. 

Genau das passiert durch das Schwammstadt-Prinzip. “Es bildet einen geschlossenen Kreislauf, der dazu beiträgt, dass das Wasser in unserem Siedlungsraum möglichst im System gehalten wird, ohne in die Kanalisation geschickt zu werden, ohne Kläranlagen zu belasten oder zu Hochwasser beizutragen”, erklärt Daniel Zimmermann. 

“Es geht allerdings nicht, dass man sagt, jetzt bauen wir mit dem Stockholm-System und dann haben wir den Hochwasserschutz gleich dabei”, differenziert Tomas Stoisser. Man habe in der Eggenberger Allee schon früh gesehen, dass durch das Schwammstadt-Prinzip das Wasser gut abfließt und bei Starkregen kein Wasser auf der Straße steht. Allerdings könne das System dann nicht auch noch Wasser aufnehmen, das von einem Hang oder überlaufenden Bach komme. Dafür brauche es trotzdem noch Rückhaltebecken. Es brauche Maßnahmen auf mehreren Ebenen, betont Stoisser. 

Bäume als Klimaanlagen

Wenn Niederschlagswasser versickert, von Pflanzenwurzeln aufgenommen und über Blattoberflächen verdunstet, entlastet das nicht nur Kanalisationen. Es hat auch einen positiven Einfluss auf das Mikroklima in der Stadt. 

Daniel Zimmermann erklärt, welchen Einfluss Bäume auf die tatsächliche und gefühlte Temperatur in ihrer Umgebung haben. Durch Schatten und Verdunstung schaffen es Bäume, die Lufttemperatur um ein bis zwei Grad zu senken, sagt Zimmermann. Forschende können aber auch messen, wie sich die physiologisch empfundene Temperatur unter dem Einfluss von Bäumen verändert. Und hier sind die Unterschiede weit größer.

Sagen wir, ich sitze unter dichten und großkronigen Bäumen in einem Schanigarten, dann habe ich das Gefühl, es ist dort um 10 bis 15 Grad kühler.

Teures Grün?

Das Schwammstadt-Prinzip hat also positive Einflüsse auf Stadtbäume, trägt zur Kühlung unserer Städte bei, entlastet die Kanalisation und schafft auch noch eine CO₂-Senkung. Warum ist das Prinzip dann nicht schon überall in Verwendung? 

Viele schrecken vor den Kosten zurück, meint Daniel Zimmermann. “Wenn ich jetzt sage, eine Baumpflanzung darf nicht mehr kosten, als sie in den letzten Jahren gekostet hat, dann werde ich den grünen Zweig nicht erreichen”, sagt der Landschaftsplaner. 

Im Vergleich zu einer konventionellen Baumpflanzung im versiegelten Bereich kostet eine Stockholm-Pflanzung deutlich mehr. Die meisten Mehrkosten ergeben sich durch die Kosten des Schwammstadt-Substrats und der Aushub-Arbeiten. Für eine Pflanzung nach dem Stockholm-Prinzip muss viel mehr gegraben werden. “Beim Stockholm-System baue ich das zwei- bis dreifache an Substrat ein”, erklärt Tomas Stoisser von der Stadt Graz. “Und das Substrat ist schon teuer.” Mit allem Drum und Dran müsse man zwischen 6.000 und 10.000 Euro pro Baum im Stockholm-Prinzip veranschlagen. 

Synergien nutzen

Allerdings können durch die Nutzung von Synergien Kosten gesenkt werden. Wenn irgendwo eine Baustelle geplant sei, dann hänge sich seine Abteilung gerne dran. So komme es so gut wie nie zu einer Öffnung der Straßendecke “nur” wegen einer Baumpflanzung, erklärt Stoisser. Und in einer Stadt gibt es viele Gründe, warum man die Oberfläche öffnet: ”Das kann die Sanierung von Leitungen, Straßenbahn-Umbauten oder die Erneuerung der Straßendecke sein”, sagt der Planer.

Graz sei klein, die Verwaltung überschaubar und man kenne sich. Stoisser sieht darin einen Vorteil: “Wir sind gut vernetzt und wissen voneinander.” Dieses Denken über Abteilungen hinweg zeigt sich auch in einem weiteren Punkt. Man müsse die Kosten für das Stockholm-System auch den Kosten gegenüberstellen, die in der Abteilung für Abwasserwirtschaft vermieden werden, weil Wasser über den Wurzelraum versickert, statt den Kanal zu belasten. Und dann kommt noch dazu, dass gesunde Bäume weniger Pflege brauchen – weniger Aufwand für Stadtgärtner:innen – und im Alter größeren Nutzen für die Stadt erbringen.

Ganz Graz als Schwamm?

In Graz ist das Stockholm-System zum Standard-Pflanzsystem im verdichteten Straßenraum geworden. Das heißt allerdings nicht, dass jeder Baum in der Stadt mit diesem System gepflanzt wird. 

Von etwa 23.000 Bäumen in Graz wurden bis heute um die 250 Bäume nach dem Stockholm-Prinzip in versiegelten Bereichen gepflanzt, ungefähr 1.000 Bäume wachsen in Versickerungsmulden. Viele weitere Bäume stehen in Parks, wo sie genug Raum für Wurzeln haben und der Niederschlag auf unversiegelte Flächen fällt. Da ist das Stockholm-System nicht notwendig. Aber bei jedem neu gepflanzten Baum werde mitgedacht, dass Wasser hinkommt, sagt Stoisser. 

Das Schwammstadt-Prinzip wird in Graz über Bäume hinaus gedacht. Denn auch Flächen ohne Bäume können zur natürlichen Versickerung und Entlastung der Kanalisation beitragen. Fasst man das Prinzip etwas größer, kann man die ganze Stadt als Schwamm sehen. Mit Grünflächen, Staudenbeeten, Fassaden- oder Dachbegrünungen. Für Tomas Stoisser ist das auch eine Vision. Ganz Graz als Schwamm. 

Bis dahin ist es noch ein langer Weg, aber es geht in die richtige Richtung. In Neubaugebieten, wie im Stadtteil Reininghaus, werde gar kein Niederschlagswasser mehr in den Kanal geleitet, erzählt Stoisser. Das Wasser von Geh- und Radwegen werde standardmäßig in angrenzende Grünflächen geleitet. Und im neu angelegten Nikolaus Harnoncourt Park in der Smart City wurde ein Teil der Fläche um einen halben Meter abgesenkt. Bei Starkregen könne hier das Wasser auch mal eine Weile stehen, bevor es dann in der Wiese versickert. 

Die Zukunft der Schwammstadt

Daniel Zimmermann freut sich über positive Beispiele aus Graz, Wien oder Mödling. Er ärgert sich aber auch über einige Projekte, in denen ein reduziertes System eingesetzt wird, das trotzdem Schwammstadt genannt wird. Mit ein bisschen mehr Wurzelraum, aber ohne Wasserzuleitung. Da passiere viel Greenwashing, sagt Zimmermann. 

In Summe geht ihm zu wenig weiter. Es brauche mehr Menschen in der Planung, Verwaltung und Politik, die eine nachhaltige blau-grüne Infrastruktur mitdenken. Und eine Zivilgesellschaft, die solche Lösungen fordert, so Zimmermann. 

Für Tomas Stoisser ist die Sache klar. Es gäbe genug Modellierungen und Wissen, man müsse die Sache nun konsequent umsetzen. Er ist überzeugt, dass das Schwammstadt-Prinzip einen wesentlichen Beitrag zur Klimawandelanpassung leisten kann:

Wir wissen, wo die Reise hingeht, wir kennen die Ziele und wir haben einen Hebel in der Hand.

Quellen und Tipps

• Mehr Infos und Referenzen zum österreichischen Schwammstadt-Prinzip für Bäume gibt es auf der Website des Arbeitskreis Schwammstadt.
• In Graz gibt es Förderungen für Baumpflanzungen und andere Begrünungsmaßnahmen.
• Infos zum Grazer Stadtbaum – unter anderem eine Baumbilanz vom Jahr 2023.
• Schwammstadt sichert Baumbestand, Video der Stadt Graz mit Björn Embrén
• PFLANZGRUBEN IN DER STADT STOCKHOLM, Ein Handbuch
• Liste geeigneter Baumarten, Stadt Graz
• Das Schwammstadt-Prinzip für Straßenbäume, HBLFA Schönbrunn
• MuFuWu: Optimierung des Wasserhaushalts im urbanen Raum (multifunktionaler Wurzelraum), Bundesamt für Wasserwirtschaft
• Freiland
• 3:0 Landschaftsachitektur
• „Stadt der Zukunft“, FFG
• „Stadt der Zukunft“
• Multifunktionaler Wurzelraum, 3zu0
• Land schafft Wasser
• Schwammstadt Graz, Stadt Graz
• Baumlysimeter Jägerhausgasse
• Überlegungen zur Dimensionierung und Ausführung des Systems Schwammstadt für Bäume
• Dezentrale Niederschlagswasserbewirtschaftung – Begriffe, Definitionen und Regelwerk
• Tree cooling effects and human thermal comfort under contrasting species and sites
• Starkniederschlag, GeoSphere Austria
  

Titelbild: Stadt Graz, Foto Fischer

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