Nachhaltiger Erosionsschutz mit Holzwollevliesen und autochthonem Saatgut
Der Klimawandel erhöht das Risiko von Rutschungen an neu angelegten Böschungen, insbesondere durch Starkniederschläge. Eine stabile Vegetation mit starkem Wurzelwerk bietet hier den wichtigsten Schutz. Daher werden Böschungen möglichst schnell begrünt.
Zur Unterstützung der Begrünung kommen Erosionsschutzprodukte zum Einsatz. Diese Produkte, oft gewobene oder gestreckte Netze oder Gelege aus Kunst- oder Naturfasern, schützen Keimlinge und die Bodenoberfläche während der Vegetationsetablierung vor Erosion durch Wind, Regen und Schnee. In der Schweiz wurden in den letzten 10 bis 15 Jahren vorwiegend Netze aus importierten Naturfasern wie Kokos, Jute, Hanf, Sisal und Baumwolle verwendet. Seit einigen Jahren sind auch Holzwollevliese als Erosionsschutz verfügbar, die von einem Schweizer Holzwollehersteller entwickelt wurden.
Vorteile von Holzwollevliesen und autochthonem Saatgut
Einheimisches Holz bietet den Vorteil, dass im Gegensatz zu importierten Materialien keine unerwünschten Organismen eingeschleppt werden können. Holzwollevliese sind zudem nicht mit Pestiziden oder anderen chemischen Stoffen behandelt, die in die Umwelt gelangen könnten. In den USA ist die Verwendung von Geonetzen aus Holzwolle bereits seit den 1960er-Jahren verbreitet.
Die physikalischen Eigenschaften der Holzwolle sind ebenfalls vorteilhaft. Holzwollevliese weisen ein besseres Wasserrückhalte- und Wasserspeichervermögen auf als andere Produkte. Dies schützt die sich entwickelnden Keimlinge nach der Aussaat besser vor Temperaturschwankungen und Trockenphasen. Ein Forschungsprojekt untersuchte die Eignung von Holzwollevliesen in Kombination mit lokal gewonnenen Saatgutmischungen hinsichtlich ihrer Erosionsschutzwirkung und Optimierungspotenziale.
Für die Untersuchung wurden vierzehn Standorte von neu angelegten Böschungen ausgewählt. Pro Standort wurden vier verschiedene Typen von Holzwollevliesen nach einem einheitlichen Design verlegt. Diese Typen unterschieden sich in den verwendeten Holzarten und im Netzmaterial. Laborversuche prüften die Wasseraufnahmefähigkeit und Zugfestigkeit der Holzwolletypen. Für die Begrünung kamen zwei Saatgutmischungen zum Einsatz: eine Mischung aus autochthonem Saatgut nach Holo-Sem-Standard, das lokal und artenreich gewonnen wird, sowie eine handelsübliche VSS-Mischung, die ebenfalls artenreich ist, aber teilweise aus Importen stammt und nicht spezifisch an den Standort angepasst ist.
Studienergebnisse und Erkenntnisse
Die Labortests zeigten signifikante Unterschiede in der Wasseraufnahmefähigkeit und Zugfestigkeit zwischen den Holzwolletypen. Im Feld hatten diese Unterschiede jedoch keinen signifikanten Einfluss auf den Begrünungsgrad oder die Erosion. Neben dem Schutz durch die Holzwolle und geeignetem Saatgut beeinflussten vor allem Standortfaktoren wie Humusgehalt, Hangneigung, Exposition, Höhenlage und Hangstabilität den Begrünungserfolg und Erosionsschutz. Holzwollevliese schützen gut vor oberflächlicher Erosion, können aber keine mitteltiefe Erosion verhindern.
Hinsichtlich des Saatguts zeigten die Felduntersuchungen keine Unterschiede im Begrünungsgrad, jedoch in der Artenzusammensetzung. Die autochthone Saatgutmischung führte zu mehr Arten und einer lokaltypischeren Artenzusammensetzung. Eine längerfristige Überlegenheit der autochthonen Mischung konnte aufgrund der Versuchsdauer nicht abschließend beurteilt werden.
Weitere Projektergebnisse
- Eine höhere Grammatur bei Holzwollevliesen verbessert den direkten Erosionsschutz und das Wasserrückhaltevermögen, kann aber die Etablierung der Vegetation, insbesondere von zweikeimblättrigen Pflanzen, behindern. Die Rezepturen wurden daher im Projektverlauf angepasst.
- Rohböden sind in der Regel schwierig zu begrünen. Ein hoher Grobkiesanteil, starke Besonnung (z.B. Südexposition) und zunehmende Höhenlage erschweren den Begrünungserfolg zusätzlich.
- Holzwollevliese verbessern die Wasserspeicherung und schützen Keimlinge. Bei kiesreichen Rohböden wird zusätzlich empfohlen, in den obersten 10 cm nährstoffarmen Humus (A-Horizont) beizumischen oder geringe Mengen langfristig wirksamen organischen Dünger beizugeben. Bei humusfreien Böschungen und Hydrosaat sollte die Zugabe von Kompost erwogen werden, um die Etablierung der Aussaat zu verbessern.
- Die Dauer des Verrottungsvorgangs kann durch den Einsatz unterschiedlicher Holzwolletypen gesteuert werden. Buchenholz wirkt bei der Verrottung zudem als natürlicher Dünger.
Hintergrundinformationen
Erosionsschutz aus Holzwolle
In den USA werden seit über 50 Jahren Erosionsschutzvliese aus Holzwolle, hauptsächlich aus Eschen und Pappeln, hergestellt. In Europa ging das Wissen über die Eignung einheimischer Hölzer für Holzwolleprodukte im Bauwesen verloren. 2012 unterstützte das Bundesamt für Umwelt (BAFU) ein Projekt der Firma Lindner Suisse zur Entwicklung und Anwendung naturbelassener Holzwolle im Grundbau und in der Sedimentkontrolle. Ziel war es, Anforderungsprofile für Schweizer Einsatzgebiete zu entwerfen und einheimische Holzwollevliese zu entwickeln. Die Auswertung erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Institut für Bauen im alpinen Raum (IBAR) der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Chur.
Aufgrund positiver Erfahrungen in mehreren Projekten im Kanton St. Gallen wurde das Produkt für das Forschungsprojekt ausgewählt, um die Eignung verschiedener Holzwolletypen in Kombination mit autochthonem Saatgut zu untersuchen. Schweizer Wälder bieten reichlich geeignetes Holz für die Produktion von Holzwollevliesen. Idealerweise liefern Kantone oder Gemeinden das Holz zwei Jahre vor Baubeginn an Lindner, wo es umweltfreundlich luftgetrocknet wird. Danach wird es zu Holzwolle und Vliesen verarbeitet und an die Kantone oder Gemeinden geliefert. Der Einbau an Böschungen könnte in der Nähe des Holz-Ursprungsorts erfolgen. Auch das Saatgut stammt aus der Region, wodurch natürliche Ressourcen optimal genutzt werden.
Bereits in den 1980er-Jahren wies Frau Dr. Urbanska Krystyna in einer mehrjährigen Studie auf den sinnvollen Einsatz von Holzwollevliesen im Bündnerland hin. Parallel dazu führten die Bergbahnen Elm im Glarnerland Versuche durch.
Fattorini Marzio, Entwicklung der Vegetation auf standortgerecht renaturierten Skipisten oberhalb der Waldgrenze, ETH Zürich, Zürich 1998
Autochthones Saatgut
Um schnell und kostengünstig einen Pflanzenbewuchs zu erzielen, wurden bisher oft schnell wachsende, nicht heimische Pflanzenarten oder Zuchtsorten eingesetzt. Solche Mischungen, die oft viel Dünger benötigen, führen zu einem raschen, aber unzureichend an lokale Bedingungen angepassten Pflanzenbestand, der nach einigen Jahren instabil werden kann. Zudem können eingeführte Pflanzenarten und Ökotypen die lokale Artenvielfalt negativ beeinflussen (Florenverfälschung). Daher wird zunehmend die Verwendung von autochthonem oder lokalem Saatgut gefordert, das an den Aussaatstandort angepasst ist. In Deutschland wird die Verwendung von autochthonem oder regionalem Saatgut ab 2020 gesetzlich obligatorisch; in der Schweiz sind ähnliche gesetzliche Grundlagen vorhanden, werden aber noch nicht immer vollzogen.
Das von der Firma Ö+L GmbH entwickelte HoloSem-Verfahren ermöglicht die Ernte, Trocknung und Aufbereitung von autochthonem Saatgut in der Nähe des Aussaatstandorts auf ausgewählten Naturstandorten. Dieses schweizweit bewährte Verfahren wurde im Projekt auf seine Eignung in Kombination mit Holzwollevliesen (Howolis) geprüft.
Projektdurchführung
Das IBAR führte im Vorfeld Gespräche mit den Kantonen Graubünden, St. Gallen und Tessin, um die Projektidee vorzustellen und den Bedarf an Flächen für Erosionsschutzvliese zu ermitteln. Die Kantone erklärten sich bereit, als Vermittler zu potenziellen Bauherren zu fungieren. Weitere Flächen wurden von den beteiligten Firmen bereitgestellt, sodass insgesamt 15 Versuchsflächen in 8 Kantonen installiert werden konnten. Aufgrund der Flächengröße und Saatgutverfügbarkeit konnten nicht an allen Standorten alle Varianten getestet werden.
Ursprünglich waren 30 Versuchsflächen mit 30.000 m² geplant. Mit den realisierten 15 Versuchsflächen wurden über 50.000 m² Holzwollevliese verlegt. Die Akquise von Versuchsflächen war aufwendig, und das neue national hergestellte Material stieß auf Widerstand von Konkurrenz und manchen Bauämtern. Daher wurde auf weitere Versuchsflächen verzichtet. Befürchtungen einzelner Bauherrschaften, dass der gewünschte Erosionsschutz nicht eintreten würde, wurden ernst genommen, weshalb nicht alle zugestimmt haben, ihre gesamte Fläche mit allen Holzwolletypen und autochthonem Saatgut zu begrünen.