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Integrierter Forstschutz

Bruch- und Wurfgefahr bei Wurzelfäule. Ergebnisse eines Umziehversuches an Fichten
G. Steyrer
Bruch (klein)Die Windwurfgefährdung in Österreichs Wäldern scheint zuzunehmen. Vergleicht man die Schadholzmengen dieses Jahrhunderts, so läßt sich in Österreich ein deutlicher Anstieg sowohl im Holzanfall als auch in der Zahl der Großereignisse feststellen. Untersuchungen infolge des Sturmschadensereignisses 1990 haben gezeigt, daß ein hoher Prozentsatz von Fichten durch Wurzelfäule geschädigt war (Krehan et al., 1990). Ziel der vorliegenden Studie war die Beurteilung der Frage, inwieweit Wurzelfäule an Fichte die Standfestigkeit der betreffenden Bäume zu beeinflussen vermag, bzw. ob fäulefaulgeschädigte Fichten leichter geworfen oder gebrochen werden als gesunde.

Versuchskonzept und Methodik

In einem ca. 45-50 Jahre alten Fichtenreinbestand wurden insgesamt 15 Fichten vergleichbarer Durchmesser- und Höhenklassen ausgewählt. Anschließend erfolgte die Erfassung von Fäulezonen im Holz mit dem Impulshammer der Firma IML (=Messung der Schallgeschwindigkeit). Entsprechend den Schallhammer-Meßwerten wurden 10 Fichten als „fäulegeschädigt“, 5 Fichten als „gesund“ eingestuft.

Der Umziehversuch selbst wurde im Sommer 1998 bei guten Wetterbedingungen (warm, windstill) und trockenem Boden durchgeführt. Als Zuggerät wurde eine 3-Punkt-Anbauwinde verwendet, welche auf einem Steyr 8070-Traktor montiert war. Baumseitig wurde ein Seil mittels Leiter in einer Höhe von 6-9 m am Stamm angebracht. Zwischen diesem Seil und dem Windenseil des Traktors war eine Zugwaage befestigt.

Versuchsanordnung

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Die Höhe der Seilanbringung am Stamm (H), sowie die Horizontaldistanzen zwischen Zugwaage, Baum und Winde wurden mit einem Stahlmaßband gemessen. Die Zugwaage war mittels Kabel mit einer Digitalanzeige verbunden, die die maximal aufgewendete Zugkraft (Zmax) in Kilogramm anzeigte. Das Eigengewicht des Seiles und der Zugwaage wurde bei den anschließenden Berechnungen vernachlässigt, da sie bei jedem Baum in etwa den selben Wert erreichten und nicht die Absolutwerte der Zugkraft, sondern vielmehr die Differenz zwischen den Bäumen von Bedeutung war. Alle Bäume wurden entsprechend der Hauptwindrichtung von NW nach SO gezogen.

Die folgenden Berechnungen sind vereinfacht und lassen die Dynamik und die dem Wurf bzw. Bruch vorangehende Biegung, denen ein Baum beim Umziehen unterliegt, außer acht:

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Aus Gründen der direkten Vergleichbarkeit wurden die Momente immer für den Zeitpunkt vor dem Bruch berechnet und der in die Rechnung eingehende Hebelarm ergibt sich daher aus der Höhe der Seilanbringung am Stamm. Wollte man das Moment errechnen, welches während des Bruches in der Bruchstelle auftritt, so müßte man den Hebelarm in diesen Fällen um die Höhe der Bruchstelle reduzieren.

Aus der Horizontaldistanz Baum-Winde (D1+D2) und der Höhe der Seilanbringung am Baum (H) wurde der Winkel berechnet, den das Seil mit dem Stamm einschließt. Durch rechnerische Zerlegung der Zugkraft Zmax in eine waagrechte (normal zum Baum) und senkrechte Komponente erfolgte die Ermittlung der Normalkraft N. Multipliziert man diese Kraft mit der Höhe H, so erhält man das Moment, das im Anhängepunkt des Seiles senkrecht auf den Stamm wirkt.

Ergebnisse

Bei den vorliegenden Ergebnissen handelt es sich um Meßdaten von 14 Fichten. Baum Nr. 9 wurde bei der Endauswertung nicht berücksichtigt, da die Meßwerte durch das Hängenbleiben der Baumkrone in der des Nachbarbaumes beeinflußt wurden.

Durchschnitt der Meßwerte aller Probebäume (ohne Baum Nr. 9)
 

N

Baum-Nr

Meßwert
kg

Moment
kNm

Schallhammer-
Messung (Ø)

Faul & geworfen

5

Nr 7, 12, 15, 20, 24

464,0

3,42

761,2

Faul & gebrochen

4

Nr 13, 14, 16, 22

418,8

2,90

534,1

Summe „Faul“

9

 

441,4

3,16

647,6

Nicht faul & geworfen

2

Nr 23, 25

620,0

4,27

705,7

Nicht faul & gebrochen

3

Nr 8, 10, 21

854,0

6,18

1208,5

Summe „Nicht faul“

5

 

737,0

5,22

957,1

Die Durchschnittswerte der „fäulegeschädigten“ und der „gesunden“ Fichten unterscheiden sich wesentlich voneinander: Während zum Umziehen (Werfen oder Brechen) der „faulen“ Bäume im Mittel ein Moment von 3,16 kNm notwendig war, lag das errechnete Moment bei „gesunden“ Bäumen bei 5,22 kNm (65 % höher). Ähnlich aussagekräftig sind auch die Meßdaten der tatsächlichen Zugkräfte, die bei den „faulen“ Fichten mit 441,4 kg um mehr als ein Drittel niedriger waren, als bei den „gesunden“ Fichten. Vor allem innerhalb der Gruppe der "gesunden" Bäume unterscheiden sich die berechneten Momente an geworfenen Fichten von jenen an gebrochenen deutlich.

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Deutliche Unterschiede ergaben sich auch bei den Schallhammer-Meßwerten. Die Schallgeschwindigkeit der „faulen“ Fichten betrug im Mittel 647,6 m/sec, gegenüber 957,1 m/sec der „gesunden“ Fichten.

Die vorhandenen Meßergebnisse bestätigen die bisherigen Vermutungen, über die es jedoch kaum wissenschaftliche Untersuchungen gibt: Wurzel- und Stammfäulen haben einen wesentlichen Einfluß auf die Wurf- und Bruchsicherheit von Bäumen. Der hohe Prozentsatz von Fichten mit Wurzel- und Stammschäden in Mitteleuropa läßt vermutlich keine rasche Verbesserung der Stabilität dieser Bestände erwarten. Weitere Großschadensereignisse sind zu befürchten.

Literatur

Krehan, H., Cech, T. u. Tomiczek, Ch., 1990: Sturmschäden 1990 – jeder zweite Baum war faul. Forstschutz-Aktuell, Wien, 4: 7-8.

G. Steyrer 
E-mail: gottfried.steyrer@bfw.gv.at
C. Tomiczek 
E-mail: christian.tomiczek@bfw.gv.at


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SteG/FeiH, 1999-01-14