Baumsensorik in Göttingen: Digitale Daten für das Stadtgrün
Im Rahmen des Smart City-Projekts kommt in Göttingen seit Mitte 2023 moderne Sensorik zum Einsatz, um die Stadtbäume besser zu verstehen und künftig gezielter zu pflegen. An sieben verschiedenen Standorten wurden insgesamt 21 Bodenfeuchtigkeitssensoren sowie 21 Dendrometer installiert. Das Projekt wird gemeinschaftlich von den Fachdiensten Grünflächen und Digitale Stadt, sowie von der Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Göttingen (HAWK) umgesetzt.
Was messen die Sensoren?
Für die Messung der Bodenfeuchtigkeit werden spezielle Sensoren verwendet. Sie bestehen aus zwei Elektroden, die in ein besonderes Material eingebettet sind. Der Wassergehalt im Boden beeinflusst die elektrische Leitfähigkeit dieses Materials. Anhand der elektronischen Leitfähigkeit lässt sich dann die Wasserspannung im Boden bestimmen, welche Ausschluss darüber gibt, wie viel Widerstand von der Pflanze überwunden werden muss, um aus dem Boden Wasser zu ziehen. Daher wird in diesem Fall auch von der Saugspannung gesprochen. Je höher die Saugspannung ist, desto geringer der Wassergehalt im Boden und entsprechend größer der zu überwindende Wiederstand. Die Saugspannung wird in drei unterschiedlichen Tiefen (30cm, 60 cm, 90cm) gemessen und liefert damit wertvolle Informationen darüber wie viel Wasser den Baumwurzeln in den jeweiligen Bodenbereichen zur Verfügung steht.
Zusätzlich werden Dendrometer eingesetzt. Diese erfassen kontinuierlich den Umfang der Baumstämme und sind in der Lage, selbst geringste Veränderungen zu messen, die dem bloßen Auge verborgen bleiben. Im Tagesverlauf verändern sich diese Werte durch die Aufnahme und Abgabe von Wasser im Baum. Es wird derzeit untersucht, ob diese feinen Schwankungen des Stammumfangs möglicherweise als Indikator dafür dienen könnten, wann ein Baum Wasser benötigt. Die Dendrometer liefern somit nicht nur Daten über das allgemeine Wachstum der Bäume, sondern auch über tageszeitliche Veränderungen, deren Aussagekraft hinsichtlich der Wasserbedürfnisse Gegenstand aktueller Forschung ist.
Forschung und Open Data
In Zusammenarbeit mit der HAWK Göttingen wird derzeit erforscht, wie sich die Sensordaten nutzen lassen, um den Wasserbedarf der Stadtbäume in Echtzeit zu beurteilen. Hierzu werden die vor Ort erhobenen Sensordaten mit Satellitendaten abgeglichen, um die Vitalität der Bäume im gesamten Stadtgebiet umfassend zu überwachen. Die Sensoren liefern dabei zuverlässige Vergleichswerte direkt aus dem Boden. Langfristiges Ziel der Forschung ist es, basierend auf diesen Referenzdaten Methoden zu entwickeln, mit denen sich der Wasserbedarf der Bäume ausschließlich durch die Auswertung von Satellitendaten bestimmen lässt, sodass künftig auf die Installation von Sensoren vor Ort verzichtet werden kann.
Ein weiterer Schwerpunkt der aktuellen Forschung liegt darauf, ob kleinste Schwankungen im Stammumfang der Bäume als verlässlicher Indikator für ihren Wasserbedarf genutzt werden können. Durch die Analyse tageszeitlicher Veränderungen der Stammmaße sollen Rückschlüsse auf den Wasserhaushalt gezogen und neue Ansätze für ein präzises Monitoring des Wasserbedarfs entwickelt werden.
Die Daten, welche im Rahmen des Projektes erhoben werden, werden bei der Stadt Göttingen gesammelt und gespeichert. Im weiteren Verlauf des Projektes sollen diese im Rahmen der Open Data Initiative der Stadt auch als solche bereit gestellt werden. Dadurch werden die Daten nicht nur einzelnen Akteuren zur Verfügung gestellt, sondern auch weiteren Forschungseinrichtungen sowie der Allgemeinheit. Dadurch haben Akteure aus unterschiedlichen Bereichen der Gesellschaft die Möglichkeit die Daten zu nutzen.
Ausblick
Ziel ist es aus Sicht der Stadtverwaltung den optimalen Zeitpunkt der Bewässerung sowie die optimale Menge zur Bewässerung, abhängig vom Standort, der Baumart und dem Alter zu identifizieren. So soll der Wasserverbrauch optimiert werden und das sterben von jungen Bäumen vermieden werden. Dazu müssen jedoch voraussichtlich noch weitere spezifische Standortbedingungen erfasst und verarbeitet werden, um langfristig die Bewässerung der Stadtbäume zu automatisieren und ressourcenschonend zu steuern.
Mit innovativer Sensortechnik leistet Göttingen so einen wichtigen Beitrag zu einer klimagerechten, lebenswerten Stadt und ermöglicht gleichzeitig neue Wege für Forschung und nachhaltige Stadtentwicklung.
Ein paar Eindrücke des Einbaus:
