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

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: Wissenschaftler beleuchten aktuellen Stand der Anwendung des Maschinenlernens bei Forschung an aktiven Materialien

Verfahren des Maschinenlernens haben durch die Verfügbarkeit von enormen Datenmengen in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs an Anwendungen in vielen Gebieten erfahren: vom Klassifizieren von Objekten, über die Analyse von Zeitreihen bis hin zur Kontrolle von Computerspielen und Fahrzeugen. In einem aktuellen Review in der Zeitschrift „Nature Machine Intelligence“ beleuchten Autoren der Universitäten Leipzig und Göteborg den aktuellen Stand der Anwendung und Anwendungsmöglichkeiten des Maschinenlernens im Bereich der Forschung an aktiven Materialien.

Als aktive Materialien bezeichnet man Systeme, die durch die Umwandlung von Energie angetrieben werden. Bestes Beispiel für aktive Materialien sind biologische...

Im Focus: Computersimulationen stellen bildlich dar, wie DNA erkannt wird, um Zellen in Stammzellen umzuwandeln

Forscher des Hubrecht-Instituts (KNAW - Niederlande) und des Max-Planck-Instituts in Münster haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt. Ihre Ergebnisse werden im „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

Die Identität einer Zelle wird dadurch bestimmt, ob die DNA zu einem beliebigen Zeitpunkt „gelesen“ oder „nicht gelesen“ wird. Die Signalisierung in der Zelle,...

Im Focus: Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

Forscher der Universität Bayreuth haben ein ungewöhnliches Material entdeckt: Bei einer Abkühlung auf zwei Grad Celsius ändern sich seine Kristallstruktur und seine elektronischen Eigenschaften abrupt und signifikant. In diesem neuen Zustand lassen sich die Abstände zwischen Eisenatomen mithilfe von Lichtstrahlen gezielt verändern. Daraus ergeben sich hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Informationstechnologien. In der Zeitschrift „Angewandte Chemie – International Edition“ stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor. Die neuen Erkenntnisse sind aus einer engen Zusammenarbeit mit Partnereinrichtungen in Augsburg, Dresden, Hamburg und Moskau hervorgegangen.

Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein Eisenoxid mit der Zusammensetzung Fe₅O₆. In einem Hochdrucklabor des Bayerischen Geoinstituts (BGI),...

Im Focus: Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

Studie von Mainzer Physikern zeigt: Experimente der nächsten Generation versprechen Antworten auf eine der aktuellsten Fragen der Neutrinophysik

Eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Physik ist die Ordnung oder Hierarchie der Neutrinomassen. Eine aktuelle Studie, an der Physiker des...

Im Focus: High-pressure scientists in Bayreuth discover promising material for information technology

Researchers at the University of Bayreuth have discovered an unusual material: When cooled down to two degrees Celsius, its crystal structure and electronic properties change abruptly and significantly. In this new state, the distances between iron atoms can be tailored with the help of light beams. This opens up intriguing possibilities for application in the field of information technology. The scientists have presented their discovery in the journal "Angewandte Chemie - International Edition". The new findings are the result of close cooperation with partnering facilities in Augsburg, Dresden, Hamburg, and Moscow.

The material is an unusual form of iron oxide with the formula Fe₅O₆. The researchers produced it at a pressure of 15 gigapascals in a high-pressure laboratory...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

CLIMATE2020 – Weltweite Online-Klimakonferenz vom 23. bis 30. März 2020

26.02.2020 | Veranstaltungen

Automatisierung im Dienst des Menschen

25.02.2020 | Veranstaltungen

Genomforschung für den Artenschutz - Internationale Fachtagung in Frankfurt

25.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Riesiger 3D-Drucker soll tonnenschwere Getriebeteile aus Stahl fertigen

27.02.2020 | Maschinenbau

Immunologie - Rachenmandeln als Test-Labor

27.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Pestizide erhöhen Risiko für Tropenkrankheit Schistosomiasis / Belastete Gewässer fördern Zwischenwirt des Erregers

27.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics