James R. Urban
Anotace:
Zhutněná půda pod chodníky představuje zásadní problém pro rozvoj kořenových soustav stromů a negativně ovlivňuje jejich délku setrvání na stanovišti, vitalitu a stabilitu. Pro zvětšení objemu prokořenitelné půdy existuje řada technologií. Tento článek navazuje na uplatnění technologie kořenových cest a kořenových mostů a představuje použití kořenových boxů, strukturních substrátů a strukturních buněk.
Článek převzat z Arborist News, duben 2010, ISA, překlad a úprava David Hora
Klíčová slova:
výsadba stromů, uliční prostor, prokořenitelný prostor, kořenové cesty, kořenové mosty
Stromy ve městech a zejména stromy v husté infrastruktuře ulic zpravidla nemají dostatek půdy pro svoji existenci. Právě nedostatečný objem prokořenitelné půdy je nejčastějším limitujícím faktorem, který snižuje potenciál stromů na těchto stanovištích s výsledkem snížené vitality, pomalejšího růstu, menší velikosti a stability.
Pokud stromy mají dorůst do dospělosti, musí doslova „prorazit“ přidělená výsadbová místa. Absorpční kořeny se snaží obsadit sebemenší prostory mezi chodníky a zhutněným podložím, kde mohou nalézt vzduch a vodu pro svůj růst. Když naleznou prostory vhodné pro růst, začnou zvětšovat svůj objem, což se promítne do poškození chodníků, zvyšování nákladů na opravy a riziko poškození zdraví osob. Zajistit výsadbový prostor tak velký, aby umožnil dlouhodobý růst stromů bez nutnosti narušovat prostor pod chodníky, je v městských podmínkách velmi těžké. Zdá se, že nejlepší cestou je respektovat nutnost prorůstání kořenů do prostoru pod chodníky a zaměřit se na usměrňování tohoto růstu.
Pro řešení koexistence kořenů a chodníků se nabízí mnoho možností. Faktory, které ovlivňují výběr nejvhodnější technologie, jsou především finanční zdroje, typ povrchu chodníku, druh a velikost stromu, stávající půdní podmínky a vodní režim v půdě.
Zjištění potřebného prokořenitelného objemu půdy
Zajištění určitého objemu prokořenitelné půdy pod chodníky je nejdražší položkou výsadby stromů v ulicích. Na některých lokalitách nepotřebuje stávající půda pod chodníky žádná nebo minimální vylepšení proto, aby vzduch a voda byly pro kořeny stromů dostupné. V jiných případech musí být součástí projektu výsadby zajištění potřebného objemu prokořenitelného prostoru půdy.
Vzhledem k množství různých typů situací, které městské prostředí nabízí, musíme znát celou škálu dostupných technologií. O volbě vhodného řešení rozhoduje kvalita a vodní režim stávající půdy, velikost prostoru pro výsadbu, rozpočet projektu a ochota zákazníka ke zkoušení nových technologií. Ve většině případů se nabízí jako vhodné řešení kombinace více technologií pro zvětšení objemu prokořenitelné prostoru půdy a je odpovědností projektanta, jakým způsobem dosáhne požadovaného cíle.
Kalkulaci potřebného prokořenitelného objemu půdy provádíme na základě následujícího grafu. Kalkulovaný prokořenitelný objem půdy zahrnuje půdu v prostoru výsadbové jámy, stávající nebo připravenou prokořenitelnou půdu pod chodníkem a nezhutněnou půdu, do které mohou kořeny prorůst v blízkém okolí (parkové a zahradní plochy).
Prokořenitelný prostor pod chodníky, který propojuje výsadbové jámy stromů nebo zajišťuje propojení výsadbových jam s většími objemy nezhutněné půdy blízko výsadeb, umožní lepší růst stromů než izolované výsadbové plochy. Faktor spojených výsadeb se těžko kvantifikuje, ale může zvýšit efektivitu instalace prokořenitelné půdy pod chodníky o 20 až 30 procent.
Připravené prokořenitelné plochy by neměly být odděleny od dalších ploch s dostupnou půdou geotextilií nebo pevnými objekty. Ty nejen blokují nebo zpomalují růst kořenů do těchto ploch, ale také narušují pohyb vody z těchto ploch směrem ke stromu.
Jednou z technologií je používání strukturních substrátů, které i při zhutnění a v suchém stavu umožňují prorůstání kořenů. Jejich nevýhodou je, že nejsou schopny zajistit zásobování vodou a živinami jako stejný objem nezhutněné hlinité půdy. Finanční náročnost této technologie zvyšuje fakt, že potřebný objem v půdě je mnohonásobně větší a často nejsme schopni nalézt dostatek prostoru pro jeho realizaci ve vzdálenosti dosažitelné stromem.
Možnosti zvětšení prokořenitelného prostoru
Pokud se seznámíme s více možnostmi, jak zvětšit prokořenitelný objem půdy, jsme schopni v daném projektu vybrat nejvhodnější a nejméně nákladné řešení. Použití více variant řešení v rámci jednoho projektu nebo dokonce při výsadbě jednoho stromu umožňuje efektivní nakládání s finančními prostředky.
V následujících příkladech si ukážeme, jak zajistit potřebné množství prokořenitelné půdy použitím různých technologií. Pro všechna řešení bude shodné zadání – chodník šíře 4,5 m; vzdálenost středu stromů v řadě 10,5 m; velikost výsadbových jam 1,8 x 3 m s hloubkou 0,9 m, hrany jámy jsou zešikmeny tak, aby strany zhutněné půdy tvořily základ pro uložení obrubníků stromové mísy. Objem půdy ve výsadbové jámě je 3,9 m3 a následnými příklady technologií můžeme dosáhnout zvětšení prokořenitelného prostoru na požadovaný objem. Příklady nepočítají s žádnou dostupnou prokořenitelnou půdou pro strom v jeho okolí z důvodu velkého zhutnění. V reálu je ale strom schopen vždy najít si malé množství prostoru pro kořeny i v takových podmínkách.
Kořenové cesty
Kořenové cesty jsou levnou technologií, jak nasměrovat kořeny z omezeného prostoru výsadbové jámy dále do prostoru. Kořenové cesty jsou úzké rýhy, do nichž je vsunut drenážní panel (perforovaná nopová fólie s filtrační geotextilií) a zbytek rýhy je vyplněn hlinitou půdou. Primárním cílem kořenových cest není přímé zvětšení prokořenitelného objemu půdy, ale umožnění kořenům prorůst plochu pod chodníky a nalézt místa vhodná pro další prokořenování. Propojení výsadbových jam pomocí kořenových cest je jednou z možností pro lepší a vyrovnanější růst stromů v uličním stromořadí.
Kořenové cesty zajišťují dobré půdní podmínky s vysokým obsahem půdního vzduchu. Netkaná geotextilie obalující nopovou fólii zadržuje vodu a poskytuje výborný povrch pro růst kořenů. Provzdušnění půdy v okolí kořenové cesty umožňuje pronikání kořenů i do stávající zhutněné půdy až do hloubky asi 15 cm na každou stranu od kořenové cesty.
Kořenové cesty jsou nejefektivnější technologií v případě, že se pod chodníkem nebo v blízkosti stromu nacházejí vhodné půdní podmínky umožňující růst kořenů. Vhodné podmínky můžeme předpokládat, pokud:
- v blízkosti nových výsadeb jsou dobře prosperující stromy, u kterých předpokládáme stejné půdní podmínky jako v místě výsadby,
- stávající svrchní vrstva půdy nebude při stavbě sejmuta nebo znehodnocena,
- má stávající půda velkou zrnitost a propustnost a nedojde k jejímu nadměrnému zhutnění
- v místě výsadby zůstanou přítomny nezhutněné nižší horizonty hlinité půdy
- v místě výsadby zůstala po stavební činnosti přítomná hlinito-jílovitá půda s nezměněnou strukturou. Kořeny, které rostou připravenou kořenovou cestou, jsou obvykle největší a bylo pozorováno, že díky provzdušnění rostou hlouběji pod dlažbou, čímž minimalizují možnost jejího poškození. Kořenové cesty nezajišťují stálé a předem definovatelné podmínky, a proto jejich úspěch závisí na předchozím průzkumu okolních půdních podmínek a odhadu jejich vhodnosti pro prokořenění.
Při vzájemné středové vzdálenosti kořenových cest 1,2 m obvykle nedochází k narušení stability zhutněné půdy nesoucí chodník. Při zachování tohoto pravidla se snažíme navrhnout co nejvíce kořenových cest (v závislosti na rozpočtu a prostorových podmínkách). Minimální počet kořenových cest by neměl klesnout pod tři mezi každým stromem. Snažíme se je umístit nejen mezi výsadbové jámy, ale i směrem k možným prokořenitelným plochám v okolí.
Výkres projektu výsadby by měl zahrnovat vedení každé kořenové cesty a detail provedení. Technologie použití kořenových cest je schůdným řešením i z hlediska procesu povolování staveb. Rozsah prací se dá přirovnat k instalaci komunikačních kabelů a malá hloubka instalace není obvykle ve střetu s vedením sítí technického vybavení.
Výkop rýhy kořenové cesty má obvyklé rozměry 10 x 30 cm a je vhodné jej dělat drážkovacím strojem. Poté nainstalujeme drenážní panel a zasypeme kvalitní zeminou. Pro zásyp je možné využít jakýkoliv typ hlinité půdy dostupné v okolí. V této technologii není půdní textura rozhodujícím faktorem. Půda by měla obsahovat minimálně dvě procenta organické hmoty v suchém stavu a měla by být dostatečně jemná, aby zaplnila prostory okolo drenážního panelu (někdy je nutný její prosev). Kořenové cesty je obtížné instalovat v písčitých půdách, které jsou při výkopu rýhy hluboké 0,3 m nesoudržné. Po vyplnění zeminou je nutné povrch kořenové cesty zhutnit vibrační deskou, aby výsledný povrch byl shodný s úrovní okolního terénu. Zhutnění má zabránit propadání zeminy v kořenové cestě. Kořenová cesta by měla zabíhat minimálně 30 cm směrem do výsadbové jámy a optimálně se může přiblížit až cca 10 cm.
Kořenové mosty
Stejně jako kořenové cesty fungují i kořenové mosty nejlépe jako spojení mezi výsadbovými plochami jednotlivých stromů. První kořenové mosty byly vybudovány začátkem 80. let a nyní se jedná o nejrozšířenější technologii pro zvýšení objemu prokořenitelné půdy pod chodníky. Tato technologie je řešením v místech, kde není stávající půda pod chodníky vhodná pro růst kořenů a musí být nahrazena.
Kořenové mosty tvoří rýha se šikmými stěnami, které zachovávají stabilitu okolní zhutněné zeminy. Do rýhy je uložena písčito-hlinitá až písčito-hlinito- jílovitá půda. Na dno rýhy je instalován drenážní systém.
Zasypaná rýha je poté přemostěna železobetonovými panely odlévanými na místě. Před odlitím železobetonových desek je zásypová zemina mírně zhutněna tak, aby vytvořila rovnou plochu. Míra zhutnění zeminy v rýze by neměla přesáhnout mez umožňující prokořenění. Půda v rýze postupně mírně slehne a vytvoří se mezera mezi betonovou deskou. Tato mezera umožňuje lepší výměnu vzduchu a zabraňuje zdvihání dlažebních desek sílícími kořeny. Pokud přidáme vrstvu štěrku mezi zásypovou zeminu a betonovou desku, zlepšíme pohyb vzduchu, umožníme efektivnější zálivku a snižujeme možnost konfliktu kořenů s krytem chodníku.
Při nepříznivých vsakovacích poměrech instalujeme drenážní systém s možností kontroly jeho funkce. Kořenový most by měl umožňovat dodatečnou závlahu, proto preferujeme prostupy v chodníku s jednoduchým rozvodem závlahové vody. Složitější závlahové systémy instalované pod chodník jsou náchylné k selhání a jejich oprava je nákladná.
Rýha kořenového mostu je obvykle 1,5 m široká. Železobetonové panely odlévané na místě jsou obvykle 15 cm silné, vyztužené sítí ocelových prutů s rozestupem 30 cm. Panely jsou uloženy na okrajích původní zhutněné půdy, kterou by měly na každé straně překrývat minimálně o 50 cm a jsou pevnostně navrženy tak, aby přemostily celou šířku kořenového mostu.
Návrh konkrétního řešení, úhel svažování stěn výkopu a vyztužení panelů musí specifikovat příslušný stavební specialista a odráží konkrétní místní podmínky, ale i míru rizika, kterou na sebe projektant vezme. Spolu s řešením uložení panelů je nutné individuálně řešit přítomné základy pro veřejné osvětlení a případné konflikty se sítěmi technického vybavení.
Stavební projektant bude obvykle při návrhu uložení železobetonových panelů doporučovat jejich uložení na základy z jedné nebo obou stran panelů. Základy omezují pohyb vody a možné prorůstání kořenů do okolní půdy. Realizované stavby prokázaly, že překlady kořenových mostů lze uložit přímo na terén; projektant kořenového mostu by měl spolupracovat se stavebním specialistou na způsobu jejich eliminace. Možným řešením pro eliminaci základů je zvětšení přesahu železobetonové desky v nezhutněném terénu, větší zešikmení stěn výkopu, umístění základu jen na stranu směrem k vozovce nebo zúžení rýhy kořenového mostu. Nicméně každá změna obvykle snižuje objem prokořenitelné půdy a tedy i účinnost kořenového mostu. Pokud se nám podaří eliminovat použití základů, strom dokáže v omezené míře využít pro prokořenění a čerpání vody i stávající zhutněné půdy plochy přiléhající k rýze kořenového mostu.
Vybudování kořenového mostu bez základů pro uložení betonových panelů je nejlevnější technologií zvětšení prokořenitelného objemu půdy pod chodníky. Šířka kořenového mostu je omezená limitovanou schopností betonových panelů překlenout vzdálenost mezi okraji rýhy. Půda v rýze kořenového mostu může být kalkulována jako stoprocentně prokořenitelná. Kořenový most s rýhou šíře 1,5-1,8 m je nejlevnějším způsobem zajištění prokořenitelného prostoru a při sponu stromů 10,5 m v řadě zajišťuje požadovaných 14 m3. Použití pevnějších a delších betonových panelů, případně zvětšení vzdálenosti mezi stromy zvýší množství prokořenitelného prostoru na jeden strom.
Použití kořenových mostů vytváří lineární kořenové systémy a dosud nebyl vyhodnocen jejich možný vliv na stabilitu stromů. Ačkoli stromy již rostou v těchto systémech 25 let, nejsou známy případy snížené stability. Na druhou stranu žádné ze sledovaných stromů nedosáhly velikosti, při které by se mohly vyvracet vlivem omezeného kořenového systému.
Závěr
Další technologií zvětšení objemu prokořenitelné půdy je použití strukturních substrátů, strukturních buněk a kořenových boxů. Jejich specifika přineseme v následujícím čísle. Žádná z použitých technologií neumožňuje uložení dlažby nebo mříží až ke kořenovým náběhům a autor projektu by měl vždy respektovat bázi kmene. V průběhu výzkumu výše uvedených technologií se v budoucnu ukáže míra jejich efektivity. Udržujte si své znalosti aktualizované účastí na konferencích a seznamováním se s další odbornou literaturou.
James R.Urban
American Society of Landscape Architects (ASLA), krajinářský architekt a autor nedávno vyšlé knihy Up By Roots: Healthy Soils and Trees in the Built Environment (2009)
