Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schlankheit als Risiko

09.04.2002


Diese Bäume sind erkennbar gefährdet. Tatsächlich liegt das H/D-Verhältnis bei fast 60 und damit jenseits des kritischen Wertes


Wie gewohnt leicht verständlich und einprägsam: In Professor Claus Mattheck’s neuestem Buch zur Baummechanik erläutert Pauli der Bär mit einfühlsamen Worten wissenschaftliche Zusammenhänge


Kriterium für das Versagen von Bäumen entdeckt

Es muss nicht gleich ein Orkan wie "Lothar" sein: Auch bei geringeren Belastungen können eigentlich gesunde Bäume umstürzen. Biomechaniker des Forschungszentrums Karlsruhe haben nun in Feldstudien herausgefunden, wann zu schlanke Bäume zum Risiko werden. Freistehende Bäume sind zunehmend gefährdet, wenn das Verhältnis aus Baumhöhe und Stammfußdurchmesser größer als 50 wird. Diese Zahl unterschreitet bisher zugrunde gelegte Werte deutlich.

Ein einzeln aufwachsender Baum kennt keine Schlankheitsprobleme, er strebt ein optimales Verhältnis von Baumhöhe (H) zu Stammfußdurchmesser (D) zwischen 25 und 35 an. Bei einer Höhe von 35 Meter hat er also am Stammfuß eine Dicke von mindestens einem Meter. Bäume in einem Waldbestand wachsen dagegen schneller in die Höhe. Trotzdem stehen sie im Bestand noch lange stabil, weil sich Kronen und Wurzeln gegenseitig stützen und die Windlasten kleiner sind. Erst nach einer Bestandslichtung oder gar Freistellung werden solche Bäume zum Risiko. Die schlanken Stämme werden erst vom Wind verbogen; wegen ihrer Kopflastigkeit zieht das Eigengewicht sie dann endgültig zu Boden. Auf mehreren Kontinenten durchgeführte Feldstudien an fast 3000 Bäumen ergaben, dass der Grenzwert für das Verhältnis H/D bei 50 liegt. Bei höheren Werten nimmt die Versagensrate der Bäume - sei es durch Windwurf oder Stammbruch - rapide zu.

"Die Höhe des Baumes allein ist kein Risiko", stellt Professor Dr. Claus Mattheck, Leiter der Abteilung Biomechanik im Institut für Materialforschung des Forschungszentrums Karlsruhe fest. "So haben die bis zu 100 Meter hohen Sequoias in Nordamerika meist ein H/D-Verhältnis unter 30 und liegen damit im optimalen Bereich."

Nur gertenschlanke, biegeweiche Jungbäume können ohne Risiko viel höhere Werte als H/D = 50 haben, weil ihre Krone so leicht ist, dass auch bei starker Windbiegung der Baum ohne Schneelast nicht zu Boden gezogen wird. Mit zunehmendem Alter werden solitäre Bäume dagegen immer kompakter. Älteste englische Eichen haben nicht selten H/D-Werte unter zehn. Der Stamm wächst dann weiter in die Dicke, während die Krone von oben nach unten zurückstirbt; der Baum kürzt sich selbst ein.

Bäume verstärken alljährlich ihren Stamm um einen neuen Jahresring. Dessen Breite hängt unter anderem von der Menge der Assimilate ab, die in der Baumkrone gebildet werden. Vor allem im engen Waldbestand sind die Stämme meist lang und die Kronen klein und hoch angesetzt. Hier wächst nur der kronennahe, also obere Stammbereich noch kräftig zu. Der erdnahe Stammbereich bildet immer dünnere Jahresringe. Dadurch werden die Stämme immer kopflastiger und sehen fast zylindrisch aus.

Unvorteilhaft hohe H/D-Verhältnisse sind die Folge des Lichthungers der Bäume, also des phototropen Wachstums, beispielsweise bei zu dichter Pflanzung auch bei Alleebäumen. Ursache können aber auch Eingriffe in die natürlich gewachsene Baumgestalt sein: Die Entfernung unterer Äste, die dem Stammfuß Assimilate geliefert hätten oder eine Kronensicherung, die Schwingungen und damit Stimulanz zum Dickenwachstum von Baumteilen unterdrückt. Dies gilt besonders, wenn solche Verseilungen nicht von Kroneneinkürzungen begleitet werden, die weiter unten Neuaustriebe anregen können.

"Das neue Versagenskriterium ist auch ein Beitrag zum Rechtsfrieden, weil es vorhersehbare von unvorhersehbaren Baumunfällen deutlich abgrenzt", so Mattheck. "Wir haben sogar schon Anfragen aus den USA, wo Betreiber von durch Wälder führenden Stromleitungen auf die Ergebnisse warten."

Die Ergebnisse werden nicht nur in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht, sondern sind auch in das soeben erschienene Buch von Professor Mattheck eingegangen: Seine neueste Schöpfung, die Cartoonfigur des Bären Pauli, weiht auch Formelängstliche in die Geheimnisse der Biomechanik ein. Das Buch von C. Mattheck: "Mechanik am Baum - erläutert mit einfühlsamen Worten von Pauli dem Bär" wurde vom Forschungszentrum Karlsruhe verlegt und ist bei der Buchhandlung Mende in Karlsruhe zu beziehen (Tel. 0721/981610).

Inge Arnold | idw

Weitere Berichte zu: H/D Kronen Stammfuß Stammfußdurchmesser

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Wurmmittel für Weidetiere können die Keimung von Pflanzensamen beeinflussen
27.04.2017 | Universität Trier

nachricht Erstmals Studie zu Hai- und Rochenarten in deutschen Meeren
19.04.2017 | Bundesamt für Naturschutz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie