Provozní bezpečnost stromů ! Na prvním místě je nutné si uvědomit, že pojetí “provozní bezpečnosti” v souvislosti s existencí stromů, je v podstatě čistě psychologický problém. V životě lidí je většina objektů, které ve svém okolí vyžadujeme, spojena s jistou mírou rizika. Bez elektřiny si už nedokážeme představit civilizovaný život, ovšem zkrat je jedním z nejčastějších zdrojů požárů. Automobil je naším denním společníkem, ovšem automobilové nehody jsou celosvětově desátou nejčastější příčinou úmrtí osob. Riziko je naší denní zkušeností. Ovšem existuje zásadní rozdíl mezi pojmem “riziko” a “hazard”. ! Zatímco jako “riziko” se označuje pouze určitá míra nebezpečí, které člověk často vědomě i nevědomky podstupuje, pojmem “hazard” se míní riskantní jednání, jehož faktický výsledek závisí na náhodě či na šťastné souhře okolností. V dané souvislosti pojmem “hazard” označujeme míru rizika, která je v souvislosti s existencí stromů již neakceptovatelná. Stromy vždy budou představovat určitou míru rizika a v případě extrémních vlivů (příliš silný vítr, nadměrná zátěž sněhem apod.) může dojít k jejich selhání. Ovšem riziko tohoto selhání nesmí překračovat úroveň hazardu, kdy vizuálně patrné defekty předem ukazují na možnost zlomu či vyvrácení.
Riziko jako psychologický faktor ! Lidé připouštějí nejrůznější zdroje rizik v svém životě v případě, že se pro ně rozhodnou. Tento rozhodovací proces údajně zahrnuje několik desítek faktrorů, z nichž nejdůležitější jsou následující: Kontrola a dobrovolnost - vyžadujeme, aby volba pro vstup do určité rizikové oblasti byla naším svobodným rozhodnutím. V souvislosti se stromy se o této souvislosti často hovoří v kontextu činnosti orgánu ochrany přírody (OOP) při povolování kácení stromů rostoucích mimo les. Riziko nese vždy vlastník stromu, ovšem OOP může rozhodnout o zákazu pokácení stromu, který vlastník považuje za nadměrný zdroj rizik. Proto by role OOP měla být především osvětovou činností odborného pracoviště, které vlastníka přesvědčí o akceptovatelnosti situace. Benefit - lidé vstupují i do poměrně vysokých rizik v případě, že jejich výsledkem je něco, po čem touží. I v případě stromů může jejich vlastník přijmout zvýšenou míru rizika v situaci, kdy je pro něj předmětný strom hodnotný. Opět se zde otevírá rozsáhlá oblast pro osvětovou činnost. Důvěra - nakolik věřím lidem, kteří mi situaci popisují. Je to velmi zajímavá oblast, s jejíž aplikací se setkáváme v každodenním životě. Pokud rozsah rizika popisuje odborník, který dokáže laickému posluchači situaci popsat názorně a případně provede i šetření s využitím přístrojů, je výpovědní úroveň podobného šetření zcela jiná. Fobie - v důsledku extrémních zážitků se můžeme setkat s iracionální averzí vůči různým vlivům; tedy i vůči stromům. Silné negativní zážitky mohou vést k plošnému odmítání rizika spojeného se stromy. Důkazem mohou být i různá diskusní fóra na internetu. Spravedlivé dělení rizika - častým podpůrným argumentem při projednávání rizik, spojených se stromy, je skutečnost, že toto riziko se týká často nikoli jedinců, ale všech obyvatelů dané čtvrti (ulice apod.). Častým jevem je, že obecně lidé stromy v obcích vyžadují, ovšem problém mají s konkrétním stromem před jejich okny. Obdobný vzorec rozhodování by ovšem vedl k odstranění většiny stromů v urbanizovaném prostředí. Statistický výskyt - existuje zásadní rozdíl mezi případy, kdy k selhání stromu dojde za “standardních” podmínek a kdy jde o katastrofický vliv. V konkrétních případech ovšem může být velmi zajímavou a komplikovanou úlohou stanovit, kdy lze situaci
ještě hodnotit jako standardní. Takzvané okrajové podmínky použitého modelu mohou zahrnovat sílu a směr větru, promočení půdního profilu extrémním deštěm (záplavou), nadměrhou vertikální zátěž (sníh, námraza) apod. Exotický prvek - na první pohled se může zdát, že stromy nemohou pro nikoho představovat nezvyklý - exotický - prvek rizika. Ovšem praxe ukazuje opak. Jedním z nejčastějších důvodů pro žádosti o pokácení stromů ve městech je např. opad listů. Můžeme se proto ptát - pro koho může být překvapením fakt, že ze stromu na podzim opadává listí? Obdobně je složité argumentovat při obavách ze stromů, vyplývajících z toho, že se “za větru hýbají” apod. Koho se riziko týká - zcela jinak hodnotíme riziko, které se týká dospělých osob a zcela jinak se stavíme k riziku, zasahujícímu děti. Proto se například inventarizace zahajují v zahradách škol a školek, v parcích v okolí instalovaných herních prvků. Všichni máme ještě v čerstvé paměti případ, kdy v roce 2009 došlo k úmrtí dvou mladých chlapců - tato situace otřásla celou nejen odbornou veřejností narozdíl od řady jiných případů, které se každoročně týkají dospělých.
Stabilita a provozní bezpečnost ! Při studiu výše zmíněných rizik, souvisejících se stromy v mimolesním prostředí, je třeba si ujasnit, jaké parametry hodnotit můžeme a jaké se našemu hodnocení vymykají. Předmětem studia jsou defekty, které mohou mít vliv na stabilitu stromu ve dvou parametrech: - odolnosti proti zlomu = zahrnují odlomení silných větví, rozlomení kosterního větvení či selhání kmene - odolnosti proti zlomu = riziko vyvrácení stromu ! V oblasti odolnosti proti zlomu je rozsáhlým způsobem rozpracovaná vizuální diagnostika a naprostou většinu defektů v této části jsme proto schopni zachytit a interpretovat čistě s využitím vizuálních metod. Zajímavé je, že hlavní oblastí, kde dochází ke vzniku selhání, je oblast větví a kosterního větvení. Případy selhání v oblasti kmene jsou spíše výjimečné. Proto se touto oblastí zabýváme i v případě přístrojových testů spíše doplňkově. ! Oblast odolnosti proti vyvrácení je mnohem komplikovanější, protože se obecně zcela vymyká možnostem vizuálního průzkumu. Spolehlivě ji lze hodnotit jen s využitím vybraných přístrojových testů. Touto oblastí se budeme zabývat v některém z následujících dílů. Bez přístrojů jsme schopni hodnotit pouze některé defekty - ty mohou v konkrétním případě být zásadně důležité, protože indikují až kritickou oblast možnosti selhání. ! Obě výše uvedené oblasti šetření dohromady skládají stabilitu stromu - tedy pravděpodobnost, se kterou může za standardních podmínek dojít k selhání stromu. “Standardní podmínky” jsou dané několika formami zátěže, které mohou na strom působit: - maximální rychlost větru představuje hlavní oblast horizontálních zátěží. Při výpočtových postupech používáme pro definici maximální zátěže rychlost laminárního proudění 32 m.s-1. - sněhová zátěž či zátěž námrazou není definovaná žádným spolehlivým jednoduše aplikovatelným modelem. V konkrétních případech se proto orientujeme lokálně obvyklou úrovní sněhové pokrývky. - zcela nepodchycen je dosud faktor zamokření půdního horizontu. Při extrémním zamokření dochází ke snížení tření mezi kořeny a půdními zrny, což může následně vést k destabilizaci stromu i bez přítomnosti dalších defektů.
! Ovšem oblastí, která nás zajímá, není jen riziko selhání stromu, ale především riziko, že v případě selhání dojde k zasažení hodnotného majetku nebo dokonce osob. Tomuto faktoru říkáme “cíl pádu” a jeho hodnocení probíhá na základě definice frekvence provozu a přítomnosti movitého i nemovitého majetku v dopadové vzdálenosti stromu. Touto problematikou jsme se zabývali při popisu metody ISAT v minulém díle.
Úrovně hodnocení provozní bezpečnosti ! Stabilita či provozní bezpečnost stromů se hodnotí na třech základních úrovních, které jsou definované rozsahem a typem terénního šetření a tím i podrobností výstupu. Hodnocení stavu stromů je základním krokem, který je nutné provést před zahájením jakékoli koncepční správy. V rámci hodnocení stavu probíhá vždy specializované hodnocení parametru Stability. Metodika rozdělení stromové populace dle tohoto parametru byla popsána v minulých dílech. Tento krok hodnocení se pohybuje finančně kolem částky 100-200 Kč/strom a lze od něj očekávat pouze zachycení přítomnosti hlavních staticky relevantních defektů. Detailní hodnocení se zadává pouze v případech, kdy je výstup z hodnocení stavu sporný nebo neúplný. Může se týkat např. stromů s dutinami, tlakovými vidlicemi a dalšími defekty, které je nutné detailněji prozkoumat. Modelově je možné si tuto úroveň testu představit jako zpracování znaleckého či odborného posudku konkrétního stromu. Finanční úroveň je o řád výše (cca 1.500,- až 2.000,- Kč za strom) a i když se stále jedná o vizuální šetření, lze očekávat výrazně vyšší úroveň při zjištění potřebných dendrometrických parametrů, komplexnosti zpracované fotodokumentace a event. možnost využití pokročilých vizuálních metod (např. metody WLA apod.). Vzhledem k metodickému omezení se i tento krok stále týká výhradně odolnosti proti zlomu. Přístrojový test je nejvyšší a nejdetailnější formou průzkumu. Zadává se jen u vybrané části stromové populace, kde je nutné zjišťovat přítomnost a rozsah skrytých defektů. Některé přístrojové testy jsou schopné zachytit kromě odolnosti proti zlomu i odolnost proti vyvrácení. I když početně se týká jen jednotlivých stromů, často se naopak jedná o stromy nejdůležitější a nejhodnotnější. Detailu průzkumu odpovídá i finanční úroveň tohoto testu, která se pohybuje kolem částky 10.000,- Kč za strom. ! V následujících dílech se postupně budeme věnovat rozeznávání a interpretaci hlavních staticky významných defektů, detailním metodikám šetření a metodám přístrojového hodnocení stavu stromů.
Provozní bezpečnost stromů II. % Selhání stromu - pokud vyloučíme v minulém díle diskutované okrajové podmínky nastává v případě, že dojde k zatížení nosných prvků stromu, oslabených určitým defektem. Takovým defektem nemusí být jen poškození či infekce dřevními houbami, ale např. i nevhodný typ větvení či nevhodný habitus stromu. V případě, že je zkoumán důvod selhání stromu (např. v případě škodních událostí), je často velmi obtížné zpětně analyzovat detailní typy zátěže. Šetření se proto často týká přednostně právě přítomnosti defektů. Vzhledem k nemožnosti předvídat úrovně zátěže a dobu, kdy nastanou, věnuje se i převážná část hodnocení stavu stromů právě defektoskopii - tedy vyhledávání a analýze rozsahu přítomných defektů.
Umístění defektů ! Při analýze defektů vycházíme většinou z logiky statického namáhání stromu horizontální zátěží - větrem. Při této logice počítáme s působením síly v těžišti stromu, přičemž je tato síla distribuovaná větvemi a přenáší se kmenem až ke styku s půdou. V půdě je pak rozpouštěná třením povrchů kořenů o půdní částice. Z dané logiky vyplývá, že nejvyšší důležitost mají defekty, které se nachází na bázi kmene (místo s nejvyšším ohybovým momentem) a v oblastech větvení, především větvení kosterního. ! Je zcela zásadní, aby průzkum těchto nejvíce namáhaných částí stromu byl proveden velmi detailně. 360o rekognoskace báze kmene spolu s detailním průzkumem případných trhlin a dutinek může odhalit často zcela zásadní symptomy, které necvičenému oku zůstávají skryté a které mohou mít zásadní vliv na hodnocení stavu předmětného jedince. ! V minulém díle bylo vysvětleno, že naprostá většina defektů, které jsme schopni v rámci vizuálního šetření vyhledávat a analyzovat, se týká výhradně nadzemní části stromu - tedy jeho odolnosti proti zlomu. Při základní úrovni průzkumu - hodnocení stavu stromů se zabýváme především nalézání defektů. Analýza jejich rozsahu a statické relevance je možná pouze v omezeném rozsahu. I tato úroveň detailu v naprosté většině případů stačí k návrhu odpovídajícího typu stabilizace. Pokud tomu tak není, je třeba postoupit na vyšší úroveň hodnocení a použít sofistikovanější diagnostické postupy.
Taxon jako defekt? ! Při praktickém hodnocení stavu stromů se setkáváme se skutečností, že ne všechny taxony stromů mají stejnou pravděpodobnost výskytu staticky relevantních defektů. Tato skutečnost souvisí s několika faktory: 1) Vzrůstnost. Je logické, že se vzrůstající velikostí stromu významným způsobem stoupá i úroveň jeho namáhání. Tento fakt je podtržen logaritmickým průběhem rychlosti větru nad zemským povrchem. Nejedná se tedy výhradně o větší hmotnost a větší náporovou plochu větru. Se vzrůstající velikostí hodnoceného stromu je tedy důležité věnovat výrazně větší pozornost analýze jeho stability. U velkokorunných taxonů je proto třeba věnovat jejich kontrole větší pozornost a větší důraz věnovat i odpovídající péči, která by měla (především v mládí) zajistit harmonický vývoj jejich habitu a architektury větvení. 2) Materiálové vlastnosti dřeva. Vlastnosti dřeva jednotlivých druhů stromů se poměrně zásadním způsobem liší a odlišnosti můžeme nacházet i mezi jednotlivými stromy v důsledku odlišných růstových vlastností. Změny ve struktuře materiálu nosných prvků
může způsobit i vývoj reakčního dřeva kambiem (jako důsledek “vnímání deformací”) nebo přítomnost poškození či růstových změn. Z pohledu taxonu je třeba vnímat především druhy se špatnými materiálovými vlastnostmi, jimiž jsou především rychle rostoucí dřeviny (topoly, vrby, pajasany apod.), případně druhy se známou náchylností k selhání větví (douglasky, jírovce apod.). 3) Kompartmentalizace. Model CODIT byl popsán v minulých dílech tohoto pojednání. Vyplývá z něj, že druhy se špatnou kompartmentalizací vykazují vyšší náchylnost k selhání v případě, že je kmen kolonizován některou ze dřevních hub. Obecně lze proto konstatovat, že poškození a symptomy infekce u špatně kompartmentalizujících taxonů je třeba z pohledu diagnostiky stavu vnímat mnohem citlivěji než u druhů s dobrou schopností kompartmentalizace. V této souvislosti je třeba upozornit i na vliv fyziologické vitality daného jedince, která může jeho schopnost kompartmentalizace významně ovlivnit. ! Z uvedeného výčtu vyplývá, že i taxon dřeviny může být ve výjimečných případech vnímán jako jistý typ defektu. Z tohoto důvodu jsou při stabilizačních řezech stromů akceptované poměrně radikální zásahy právě u druhů velkokorunných, se špatnou kompartmentalizací a špatnými materiálovými vlastnostmi dřeva (např. velkokorunné vrby a topoly).
Růstové defekty ! Mezi nejdůležitější typy defektů patří ty, které vznikají samovolně - tedy bez nutného poškození intaktnosti krycích pletiv nosných prvků. Označujeme je proto jako defekty růstové. Do této skupiny můžeme zařadit tři základní typy defektů: - tlakové vidlice - sekundární výhony - habituální defekty ! V aktuálním díle se budeme zabývat pouze prvním z nich, zbylými typy defektů se budeme zabývat v dalších částech pojednání. Tlakové vidlice % Jako tlaková vidlice se označuje větvení, u něhož nedochází při tloušťkovém přírůstu k vytlačování lýka (a nad ním ležící kůry) do tzv. korního hřebínku, nejčastěji v důsledku nedostatečného prostoru mezi dvěma větvemi či mezi větví a kmenem (při příliš ostrém úhlu větvení). Fyzická překážka, rozdělující dva kambiální kruhy, znemožňuje vytváření strukturálně pevného spojení, které lze jinak v oblasti větvení vždy nalézt. Stejný vliv proto může mít i překážka jiného charakteru - např. zarůstající kabel nebo kmen popínavé dřeviny - dlouhodobě zarůstající do oblasti větvení. ! Tlakové vidlice ve vyšším věku způsobují rozpad větvení. Jedná se pravděpodobně o nejčastější důvod rozpadu korun stromů. V daném kontextu je nutné si uvědomit, že výskyt tlakových vidlic můžeme velmi efektivně ovlivnit při výsadbě stromu a při péči v ranných stádiích jeho vývoje (především při výchovném řezu). ! Výskyt tlakových vidlic je částečně ovlivněný geneticky - některé taxony mají tendenci tento typ větví vytvářet. V dané souvislosti je třeba zmínit především lípu stříbrnou (Tilia tomentosa), která tlakové vidlice vytváří zcela pravidelně v důsledku kyticovitého typu kosterního větvení. Obecně u lip lze často nalézt jedince, kteří k danému typu větvení mají přirozený sklon. Z důvodu znalosti následných problémů se zajištěním stability takovýchto jedinců je vhodné od jejich výsadby upustit. ! Skutečnost, že strom bude vytvářet tlakové vidlice, může být zásadním způsobem podpořena i nevhodným typem výchovného řezu. Pokud při výchovném řezu dojde k
odstranění vrcholového výhonu (terminálu) bez následné intenzivní péče (vyvedení náhradního terminálu a redukce vzniklého obrostu), dochází pravidelně ke zmenšení úhlu budoucích kosterních větví a tedy ke zvýšení pravděpodobnosti vzniku tlakových vidlic. Z tohoto důvodu je odstraňování terminálního výhonu obecně chápané jako zásadní technologická chyba při výchovném řezu především velkokorunných taxonů. ! Další častou chybou při výchovném a ranných fázích zdravotního řezu je ponechávání větví, rostoucích příliš blízko u sebe v budoucí oblasti kosterního větvení. Vzdálenost větví od sebe se již nemění, zatímco jejich tloušťkový přírůst pokračuje často velmi intenzivně. Důsledkem opět může být vznik tlakových vidlic. ! Při diagnostice tlakových vidlic je třeba hodnotit kromě velikosti částí koruny, které jsou tímto defektem zasažené, i další symptomy, které mohou představovat statické komplikace. Jedná se především o trhliny v oblasti větvení, které často indikují skutečnost, že došlo již k přetížení oblasti větvení a ke vzniku plastických (trvalých) změn v materiálu nosných prvků. Trhliny navíc představují porušení integrity krycích pletiv kmene a často umožňují kolonizaci dřeva dřevokaznými houbami. Důsledkem je další komplikace defektu - tlaková vidlice kombinovaná s dutinou. Ta už často bývá nestabilizovatelná pomocí pěstebního opatření a vede k nutnosti pokácení stromu. ! Za zmínku stojí ještě stromy, u nichž došlo k rozlomení tlakové vidlice a k odlomení části koruny. V takových případech často dochází ke kombinaci velmi nevhodných faktorů, které mají vliv na stabilitu jedince. Koruna je po rozlomení kosterního větvení asymetrická (její těžiště je vychýlené mimo osu kmene), což způsobuje vznik torzního zatížení kmene v případě větrného náporu. To v důsledku anizotropie dřeva jako materiálu zvyšuje pravděpodobnost selhání kmene. Navíc rozlomením větvení vzniká nosník ve tvaru písmene D, který ve směru rovné hrany vykazuje významně nižší odolnost při ohybovém zatížení. Důsledkem je fakt, že pokud se nejedná o extrémně hodnotné stromy, rozlomení kosterního větvení vede nejčastěji k nutnosti takto poškozený strom odstranit. ! Stabilizaci tlakových vidlic návrhem pěstebního zásahu můžeme řešit několika přístupy: 1) Řez. V průběhu výchovného řezu a ranných fází řezu zdravotního se snažíme maximální množství tlakových větvení a větvení s náběhem na tlakovou vidlici odstranit. U vyvíjející se tlakové vidlice u příliš silné větve lze provést její redukci a potlačení. V případě dospělých stromů je tlakovou vidlici obtížné řešit výhradně pomocí lokálního odlehčení koruny, protože by takovýto zásah musel být velmi intenzivní. K takovéto formě stabilizace přistupujeme pouze v situaci, kde např. nelze počítat s odpovídající úrovní péče a nemůžeme si proto dovolit navrhnout instalaci bezpečnostní vazby. 2) Bezpečnostní vazba. Jak bylo již popsáno v minulých dílech pojednání, u bezpečnostních vazeb musíme zvážit rozsah a typ tlakové vidlice. Intaktní tlakovou vidlici (bez trhliny či dutiny) lze často zajistit pouze dynamickou vazbou. V případě tlakové vidlice s trhlinou nejčastěji doporučujeme již vazby statické - nejčastěji vrtané - v kombinaci s dynamickou vazbou v horní úrovni. U tlakové vidlice se symptomy infekce (event. s dutinou) už můžeme použít pouze statickou vazbu podkladnicovou. Obecně je spíše otázkou, zda tento rozsah defektu je vůbec efektivní ještě stabilizovat. Naprostá většina instalovaných bezpečnostních vazeb se kombinuje s návrhem řezu - nejčastěji lokálního odlehčení koruny. 3) Kácení. Z pohledu efektivní péče o rozsáhlejší populace stromů je třeba připustit racionální úvahu, že pokud nebylo vzniku defektu zabráněno v mládí, odpovídajícím postupem může být jeho odstranění a náhrada novou výsadbou. To se týká především případů vícečetných tlakových vidlic, u nichž je obtížné navrhnout vazbu z důvodu chybějících opěrných bodů. Často se ke kácení doporučují mladé stromy se zanedbanou péčí, u nichž lze jejich kompenzaci novou výsadbou provést rychle a efektivně.
Provozní bezpečnost stromů III. % V minulém díle jsme se věnovali nejrozšířenějším typem staticky významných defektů, které vznikají v důsledku nevhodného typu růstu stromu - tlakovými vidlicemi. Ty ovšem nejsou jediným typem defektu, který vzniká v důsledku zanedbané péče v mládí stromu. Mezi další růstové vlivy, které mohou narušovat stabilitu stromu, řadíme sekundární výhony a tzv. “habituální defekty”. Sekundární výhony ! Jako sekundární (proventální) výhony označujeme ty výhony, které vznikají prorašením spících či adventivních pupenů. Tento typ výhonů se nejčastěji vytváří jako reakce na určitý stres (ztráta části koruny, snížení vitality, oslunění apod.) nebo jako následek pěstebního zákroku (tvarování korun). ! Vliv na stabilitu mají tyto výhony v důsledku často nerovnovážného tloušťkového přírůstu ve srovnání s přírůstem kmene (či větve nižšího řádu), na který nasedají. Zatímco tloušťkový přírůst sekundárních výhonů je často velmi dynamický, kmen či větev na níž nasedají přirůstá jen velmi málo. Důsledkem je skutečnost, že nedochází k adekvátnímu vytváření větevního límečku a větev vznikající jako sekundární výhon není dostatečně fixovaná. Zcela evidentní je tato skutečnost především v mládí, kdy lze sekundární výhony na rozdíl od výhonů primárních bez potíží vylomit. ! Z toho vyplývá fakt, že sekundární výhony na rozdíl od výhonů primárních od určité velikosti začínají představovat významné statické riziko. Nejzávažnější jsou případy, kdy dojde k opuštění pravidelné realizace tvarovacích řezů a kdy je z přerostlých sekundárních výhonů tvořená celá koruna. V takovýchto případech je navíc nutné počítat s rozvojem houbové infekce v oblasti kosterního větvení. ! Z pohledu diagnostiky je tedy nutné přistupovat zcela jinak k výhonům (a celým korunám) primárním a sekundárním. Hlavním požadavkem je striktně tyto dva stavy rozlišovat a přizpůsobovat jim rozsah a intenzitu navrhovaných zásahů. ! Stabilizace sekundárních výhonů spočívá především v redukci jejich délkového růstu. Dochází tak ke snížení momentu namáhání oblasti větvení a tím i ke snížení namáhání všech níže položených nosných prvků. V optimálním případě, pokud výhony nejsou přílliš přerostlé, lze opět navrhnout zapěstování tvarovacího řezu (řez na hlavu, řez na čípek) ve vyšší úrovni koruny. V případech více přerostlých korun se postupuje systémem stabilizace sekundární koruny - tedy radikální obvodovou redukcí v postupných krocích. Tento postup ovšem má často značně rušivý vliv na habitus koruny, byť je nutný z pohledu zajištění její stability. Proto je v rámci Standardu péče o přírodu a krajinu A02 002 - Řez stromů tento postup označován jako “nestandardní”. Habituální defekty ! Stromy se svými rozměry a dimenzí svých nosných prvků průběžně přizpůsobují zátěži, která na ně působí. Jinak tedy vypadá výška a průměr kmene stromu, který roste v porostu a jinak pokud roste soliterně. Habitus stromu má vliv na dva základní parametry týkající se úrovně vznikající zátěže: - výška těžiště koruny rozhoduje spolu s plochou koruny o výsledném ohybovém momentu, který vzniká na bázi kmene, - umístění těžiště vzhledem ose kmene určuje, zda bude vznikat při větrném náporu kromě ohybového i torzní zatížení (krut). ! Z opačného pohledu tak ovšem můžeme konstatovat, že pouhou změnou okolí stromu může dojít k jeho destabilizaci. Pokud odstraníme okolní jedince, bude strom,
původně rostoucí v porostu, exponovaný zátěži, na kterou není adaptovaný. Obdobně tomu bude u stromu, který si v důsledku pozitivně fototropního růstu vytvořil korunu vykloněnou mimo zástin okraje porostu. Náklon tak nemusí působit potíže až do okamžiku, kdy dojde k jeho uvolnění ze zápoje a asymetrická koruna začne podléhat vlivu přímého větrného náporu. ! Je třeba zdůraznit, že vznik habituálních defektů může souviset i s nevhodně provedenými pěstebními zásahy, především řezem. Pokud v rámci řezu dochází k výraznému vyvětvování (zvyšování koruny), je nutné zvážit fakt, že současně dochází i ke zvýšení těžiště koruny. Ten samý efekt může vzniknout i v rámci koruny při příliš silném proředění, kdy může obdobným způsobem docházet ke zvyšování těžiště jednotlivých větví (v angličtině se podobný jev označuje jako “lion-tailing” neboli “vytváření lvích ocasů”). Obdobně negativní vliv mohou mít neuvážené lokální redukce koruny, jejichž důsledkem je vznik výrazně asymetrické koruny. ! Habituální defekty je v konkrétních případech velmi obtížné postihnout pouze v rámci vizuálního průzkumu. Lze samozřejmě rozeznat výrazně asymetrickou korunu nebo extrémně vyvětvený strom - ovšem determinace úrovně destabilizace jedince je otázkou, pro kterou je třeba využít některou ze specializovaných metodik. ! Na zadání Agentury ochrany přírody a krajiny ČR byla v roce 2006 vytvořena metoda WLA (zkratka anglických slov Wind Load Analysis - analýza větrné zátěže). Na jejím vzniku se podílela Lesnická a dřevařská fakulta Mendelovy univerzity v Brně a společnost Safe Trees, s.r.o. Tato metoda umožňuje jednoduchým způsobem analyzovat dendrometrické parametry soliterně rostoucích stromů včetně kontextu jejich stanoviště a mimo jiné kvantifikovat i rozsah destabilizace v důsledku výše popsaných habituálních defektů. Protože se jedná o metodu, která má více možností nasazení a souvisí i s dalšími defekty, o nichž se budeme bavit, její podrobný rozbor si necháme na některý z příštích dílů tohoto pojednání. ! Obecně lze říci, že habituální defekty lze stabilizovat dvěma postupy. V případě nerovnováhy mezi výškou těžiště a dimenzí kmene lze uvažovat o obvodové redukci koruny. Tento typ zásahu je jedinou možností efektivní stabilizace celého stromu, ovšem může mít velmi negativní fyziologický efekt. Dochází při něm totiž kromě snižování výšky těžiště a redukci náporové plochy koruny i k odstranění nejaktivnější části asimilačního apátu a k expozici dříve zastíněných částí koruny. Důsledkem tedy může být nepříjemné fyziologické oslabení stromu a vznik korní spály na větvích uvnitř koruny. Je proto nutné velmi zvažovat, zda a jak silné obvodové redukce budeme provádět. Standardním postupem v této souvislosti jsou postupné redukce, které stromu umožňují adaptaci. ! V případě asymetrických korun je stabilizačním zásahem lokální redukce koruny za účelem její symetrizace. Opět není nutné jedním zásahem dostat těžiště zpět nad osu kmene - často i velmi citlivý zásah s redukcí o 1-2 m způsobí dostatečné omezení torzního zatížení bez zásadního narušení jedince. ! Kalkulaci nutné úrovně obou typů stabilizačních řezů lze opět provést s využitím metody WLA.
Poškození ! Jako poškození označujeme všechny případy, kdy externími vlivy dochází k poškození intaktnosti krycích pletiv dřevní části kmene, větví či kořenů. Obnažením dřevní části dochází k částečnému odumírání živých pletiv (parenchymatických buněk), které dřevní válec obsahuje a je umožněn průnik organismů, které dřevo rozkládají - především dřevních hub.
! Na poškození strom reaguje dvěma procesy, kterými jsme se zabývali již v předchozích dílech pojednání - vývojem kalusu (ránového dřeva) a kompartmentalizací. V závislosti na době poškození, zasažené části a taxonu můžeme dále zachytit i jiné typy reakcí, jako je mízotok, klejotok, výtok pryskyřice apod. ! Vliv poškození na statické poměry stromu je tedy dvojí. Jednak dochází větší či menší měrou k narušení mechanických vlastností dřevní části nosných prvků stromu a jednak je umožněna další destrukce těchto částí následným rozkladem dřevních hub. ! Pokud se na poškození podíváme z pohledu ontogeneze stromu jako jedince, je zřejmé, že v průběhu více než sta let předpokládaného věku dožití průměrného stromu je pravděpodobnost vzniku poškození téměř jistotou. Vliv poškození na perspektivu jedince ovlivňuje několik faktorů. Jako hlavní uveďme: • rozsah a umístění poškození vzhledem úrovni namáhání daného místa (větší důležitost mají poškození v kritických lokalitách, jako je báze kmene, kosterní větvení apod.) • schopnost kompartmentalizace a fyziologická vitalita poškozeného jedince, která rozhoduje o efektivitě obranných procesů • velikost jedince (jeho věk) - zatímco poškození obdobného rozsahu u mladých stromů nejčastěji vedou postupně k jejich zániku, u senescentních jedinců jsou běžnou součástí procesu stárnutí ! Poškození chápeme z pohledu provozní bezpečnosti stromů jako jev v zásadě negativní. Podíváme-li se ovšem na stejný proces z hlediska zachování biodiverzity, můžeme dospět k pohledu zcela opačnému. V důsledku poškození integrity stromu a následné kolonizace ran dřevními houbami dochází ke vzniku mikrohabitatů, které jsou extrémně hodnotným prostředím pro život a vývoj celé řady dalších organismů. Vzhledem ke skutečnosti, že tento typ prostředí se ve volné přírodě vyskytuje velmi ojediněle, je řada těchto doprovodných organismů často velmi vzácná. Z této úvahy vyplývá nutnost zabývat se poškozeními v mnohem širším kontextu. Požadavek na zajištění provozní bezpečnosti stromů vzhledem k aktuálnímu cíli pádu daného stanoviště je zájmem nadřazeným všem ostatním pohledům. Ovšem nástroje pro stabilizaci můžeme volit v různé škále radikálnosti, často s účelem zachování cenných součástí životního prostředí. !
Provozní bezpečnost stromů IV. % ! V minulých dílech jsme se zabývali částí defektů, které na stromech hodnotíme při vizuálních průzkumech. Jako poškození, která mají přímou statickou relevanci, označujeme především dva základní typy defeků - trhliny a dutiny. Těmi se budeme zabývat v této části našeho pojednání.
Trhliny ! Trhlin v živých stromech můžeme rozdělit podle vzniku do tří hlavních skupin: 1) Mrazové. Dřevo je špatným vodičem tepla. V případě, že dojde k prudkému poklesu teplot v krátkém časovém intervalu, může se stát, že zatímco vnitřek kmene zůstává ohřátý, periferie se smrští. Mohou tak vznikat obvodové trhliny. U většiny stromů je ale dostatečná izolace zajištěná kůrou nebo borkou. Čistě mrazové trhliny jsou proto v prostředí měst spíše výjimkou. Často ovšem může docházet k dalšímu šíření trhlin, vzniklých jiným způsobem, právě v důsledku jejich rozevírání v období mrazů. 2) Infekční. Pokud se ve kmeni šíří dřevokazná houba, může se stát, že lokálně prostoupí až ke kambiu, které v důsledku toho odumře. Při dalším přírůstu okolních částí kmene dochází ke vzniku růstové deprese, příp. i trhliny. Obdobný jev můžeme pozorovat např. při poškození kmene korní spálou, kde opět trhlina vzniká v důsledku kalusování podélného poškození. V takovýchto případech je nutné počítat s důsledky infekce, prostupující vnitřní části kmene. 3) Z přetížení. Pokud jsou nosné části kmene namáhané nad úroveň meze úměrnosti, dochází ke vzniku plastických (trvalých) deformací. Jejich vizuálním projevem může být přítomnost trhlin. Velmi častý je vznik takovýchto trhlin například v souvislosti s tlakovými vidlicemi v kosterním větvení. V případech, kdy trhliny probíhají axiálně (ve směru vláken), jejich vliv na stabilitu nosných prvků nemusí být zásadní. Pokud se ovšem šíří i v horizontálním směru, indikují nám pokročilá stádia selhávání a často se vymykají možnostem stabilizace. ! Trhliny obecně představují porušení integrity krycích pletiv kmene či větví a mohou tak tvořit bránu pro průnik houbové infekce (pokud přímo nejsou jejím důsledkem). Infikované trhliny často indikuje tzv. bakteriální výtok - tedy tmavá tekutina, vytékající ze spodní části trhliny. ! Velmi nebezpečné jsou trhliny, které se nachází v kosterních či silných větvích. Takové trhliny je často velmi obtížné nalézt - hlavně v případech, kdy dochází ke kontrole stromů v období vegetace. Je proto často třeba pro kontrolu koruny využívat dalekohledů. ! Typem trhlin, které se zcela vymykají možnostem vizuálního průzkumu, jsou trhliny, které se vytváří ve větvích shora. Nejčastěji se jedná o důsledek korní spály, která může v korunách stromů vznikat například v souvislosti s obvodovou redukcí či uvolněním koruny ze zápoje. Nejvíce postižené bývají stromy s tenkou borkou, zcela pravidelně se s tímto typme defektu setkáváme např. u Fagus sylvatica `Pendula`. U tohoto kultivaru jsou velké rozměry koruny kombinované se skutečností, že v důsledku převislého habitu není část větví stíněná shora. Tento typ trhlin lze často detekovat pouze při provádění ošetření s využitím výškové techniky. Je proto nutné komunikovat s odbornými arboristy, kteří práce provádí a případně modifikovat typ ošetření. ! V současné době se nedoporučuje trhliny stabilizovat destruktivními postupy (stahováním tyčemi apod.), především z důvodu rizika narušení reakční či bariérové zóny, která se kolem trhliny vytváří. Lze zvážit instalaci bezpečnostních vazeb (jak dynamických,
tak statických) výše v koruně, jejichž úkolem je limitovat velikost výkyvů poškozené části koruny. Častým stabilizačním zásahem je lokální redukce částí korun s trhlinami za účelem jejich stabilizace.
Dutiny ! Dutiny vznikají jako důsledek rozkladu dřeva činností dřevních hub. Obecně je třeba zdůraznit, že dutiny jsou nutnou součástí procesu stárnutí stromu a není je možné proto chápat výhradně jako defekt. Od určitého věku stromu dochází ke vzniku fyziologicky nefunkční části dřeva uvnitř kmene, které se označuje buď jako dřevo jádrové (v případě, že je makroskopicky patrné - zabarvené) nebo jako dřevo vyzrálé (v případě, že ho nelze vizuálně odlišit od běli). Toto dřevo se v důsledku neukončeného tloušťkového přírůstu kmene hromadí v jeho středu a od určitého okamžiku začíná být pro strom zcela zbytečné. Uvolnění zde nahromaděných minerálních živin a odlehčení konstrukce nosných prvků rozložením tohoto dřeva některou ze dřevokazných hub je jednou ze strategií stromu, které ho charakterizují v období senescence. Jedná se o proces, který lze jen těžko chápat jako proces pro strom škodlivý. ! Na druhé straně ovšem dutina, která vzniká ve stromě mladém či pouze dospělém (bez potřebné dimenze kmene), příp. dutina umístěná například v kosterním větvení nebo v jiné části s kumulací napětí, může představovat poměrně zásadní statické riziko. Jakým způsobem tedy přistupovat k diagnostice dutin? ! Zásadním krokem při porozumění logice vizuálního hodnocení vlivu dutin na stabilitu stromů je analýza následujících kroků: 1) Je dutina otevřená nebo uzavřená? V případě otevřených dutin dochází k významné změně průběhu deformací kmene v okolí otvoru. Naopak uzavřené dutiny mohou být staticky zcela nevýznamné, především u stromů s menšími výškami a velkým průměrem kmene. 2) Reaguje strom vývojem kalusového valu a reakčního dřeva? Průběh napětí v okolí otvoru do dutiny může strom velmi efektivně kompenzovat vývojem masivního valu ránového dřeva. Dynamika jeho vývoje tak svědčí nejen o fyziologické vitalitě daného jedince, ale i o jeho biomechanickém chování. 3) Kde je dutina umístěná? Je obtížné říci, zda jsou významnější dutiny a další symptomy houbového rozkladu lokalizované na bázi kmene (kde je větší moment působících sil) nebo v kosterním větvení a větvích (kde se síly sbíhají a kde je větší riziko přehlédnutí defektu). Obecně lze efektivněji stabilizovat defekty umístěné výše v koruně. 4) Jaký je průměr kmene? Spolu s výškou stromu se jedná o zcela zásadní parametr, který ovlivňuje statické poměry stromu. V následujících dílech se budeme zabývat detailními metodami vizuální diagnostiky stromů a možnosti interpretace základní hodnoty stability stromů, dané třemi vrcholy “trojúhelníku stability” pomocí výpočtu metodou WLA. 5) Jaká je zbytková stěna dutiny? Z hlediska vznikajících deformací v místech maximálního namáhání se jedná opět o velmi významný faktor, který se ovšem ve většině případů vymyká možnostem vizuálního hodnocení. Často se proto uchylujeme k odhadovým vzorcům; v opodstatněných případech je možné sáhnout k využití přístrojových metod. Upozorňuji na skutečnost, že z důvodu již zmiňovaného rizika poškození obranných zón modelu CODIT je vyloučené ověřování síly zbytkové stěny dutin pomocí destruktivních postupů (použití přírůstového nebozezu, vrtaček apod.).
! V případě úvah o možnostech stabilizace dutin je nutné respektovat aktuální pohled na konzervační ošetření, který byl popsán v minulých dílech. Každopádně se minimalizují zásahy do zbytkové stěny dutiny, jako je čištění rozložené hmoty, instalace vzpěr a samozřejmě i vyplňování dutin jakýmkoli materiálem. Je třeba akceptovat fakt, že základním postupem při stabilizaci dutin není pokus o likvidaci dřevokazné houby, která způsobuje rozklad dřeva, ale podpora fyziologické vitality stromu, který na tento rozklad reaguje. Pokud bude mít strom dostatek energie pro tloušťkový přírůst a pro tvorbu obranných zón modelu CODIT, bude pravděpodobně i úspěšný při své stabilizaci vůči tomuto defektu. ! Zásadní možnost stabilizace stromů s dutinami představují stabilizační řezy, které byly představeny v minulých dílech a jsou popsané ve Standardu péče o přírodu a krajinu A02 002 - Řez stromů (viz standardy.nature.cz). Snížením náporové plochy koruny spolu se snížením výšky těžiště koruny lze provést velmi efektivní stabilizaci jakéhokoli defektu, umístěného na kmeni. Nevýhody takovýchto zásahů (zmenšení plochy asimilačního aparátu, riziko vzniku korní spály v koruně apod.) musí v konkrétních případech zhodnotit odborný arborista. ! Možná je i instalace bezpečnostních vazeb a to především v případech, kdy dutiny zasahují do kosterních větví nebo do oblasti větvení. Především dynamické vazby snižují rozsah pohybů jištěných částí a minimalizují riziko, že i v případě odlomení části koruny dojde ke vzniku škod. Požadavek minimální invaze do pletiv kmene při stabilizaci často vylučuje možnost použití vrtaných vazeb a v případě nutnosti instalovat vazby statické je proto nutné uvažovat o vazbách podkladnicových. ! Je nutné podtrhnout, že přítomnost dutin nelze na úrovni vizuálního průzkumu detekovat jen na základě patrných otvorů. Je třeba sledovat i další symptomy, které ukazují aktivní rozklad působený dřevokaznými houbami. Jedná se tedy např. o tzv. bakteriální výtok z trhlin či ran, přítomnost plodnic dřevokazných hub či dalších útvarů přímo spojených s jejich růstem (rhizomorfy, syrocia apod.). Častým symptomem spojeným s přítomností dutin bývá přítomnost výletových otvorů ptáků či stopy po činnosti datlovitých, kteří z infikovaných kmenů vybírají mravence. Podstatné je i studium celkového designu nosných prvků (kmene, větvení i kosterních větví), protože změny mohou indikovat reakční růst stromu v reakci na interní defekt. ! Bližší pohled na dutiny a jejich stabilitu může poskytnout buď použití pokročilých metod vizuálního průzkumu (např. metoda WLA), případně použití přístrojových metod hodnocení k nimž se dostaneme v následujících dílech tohoto pojednání.
Provozní bezpečnost stromů V. % ! Dostáváme se k poslední oblasti vizuálního hodnocení statických poměrů stromů, kterou je analýza odolnosti stromů proti vyvrácení. Jedná se o oblast, která je velmi těžko uchopitelná pomocí symptomatiky. Zhoršení statické funkce kořenového systému totiž nemusí nutně vyplývat jen z defektů, ale může se týkat i nevyhovující anatomie (dané např. růstem v omezeném prokořenitelném prostoru) či změn v půdním prostoru, který kořenový systém fixuje (např. silné nasycení vodou při dlouhotrvajících srážkách). Je proto nutné vycházet ze zásady, že spolehlivé hodnocení stability kořenového systému stromů se vymyká možnostem vizuálního průzkumu a jeho exaktní stanovení je možné pouze pomocí přístrojových testů (v tomto případě pouze metodou tahových zkoušek). Touto oblastí diagnostiky stromů se budeme zabývat v následujících pojednáních. ! Základní problémy, které mohou způsobit selhání stromů vyvrácením, ale při vizuálním hodnocení zachytit alespoň do jisté míry lze. Mezi hlavní symptomy, které by neměly být přehlédnuté patří: - náklon kmene - symptomy houbového rozkladu - absence patrných kořenových náběhů a přítomnost adventivních kořenů - známky výkopové činnosti v okolí
Náklon kmene !
Nákon kmene může mít dva hlavní důvody: - pozitivně fototropní růst (růst “za světlem”) - selhávání kořenového systému První případ se týká stromů, které rostou např. na okraji porostu a které náklonem řeší optimalizaci příkonu světelného záření na svůj asimilační aparát. Tento typ tropizmu nacházíme především u světlomilných dřevin. Tento typ náklonu označujeme jako “přirozený” a až na případy uvedené dále jej nepovažujeme za defekt. Druhý případ se vztahuje na stromy, u nichž již došlo k významnému narušení konglomerátu kořeny-půda a náklon je v podstatě již důsledkem jejich selhání. Takový případ označujeme jako náklon “defektní” a považujeme jej za havarijní stav, indikující možné bezprostřední narušení provozní bezpečnosti okolí stromu. ! Jak vyplývá z předchozího odstavce, v případě náklonu stromu se v podstatě na úrovni vizuálního průzkumu nezabýváme detaily (tedy tím jak moc se strom naklání a zda se náklon zvyšuje), ale řešíme pouze rozdíly mezi dvěma principielními stavy - je náklon “přirozený” nebo “defektní”? ! V případě “přirozeného” náklonu je třeba prokázat dva základní symptomy: - kompenzaci náklonu tloušťkovým přírůstem - negativně geotropní orientaci vrcholu koruny Strom rostoucí v náklonu nutně musí kompenzovat průběh sil na kmeni zvýšením tloušťkového přírůstu v ose náklonu. Důsledkem je eliptičný kmen s delší osou elipsy v ose náklonu. Tento asymetrický tloušťkový přírůst jednoduše prokážeme použitím průměrky a změřením dvou na sebe kolmých průměrů kmene. ! Druhým symptomem je stáčení koruny proti směru zemské přitažlivosti - negativně geotropní růst. I u nakloněných stromů se vrchol koruny vždy opět stáčí tímto směrem a strom tak vytváří typický “šavlovitý” tvar. ! Prokázání obou těchto symptomů umožňuje konstatovat, že náklon kmene je dlouhodobou strategií růstu daného jedince na stanovišti. Současně dokazuje, že proběhla
růstová optimalizace a můžeme proto na úrovni vizuálního průzkumu strom považovat za dostatečně stabilní. ! V případě, že není patrný ani jeden z výše uvedených symptomů, je náklon kmene pravděpodobně defektním stavem a strom (se zohledněním jeho dimenze a umístění) lze považovat za havarijní. ! Pro doplnění celkového pohledu na tento parametr je třeba zdůraznit, že i při “přirozeném” náklonu k určitému narušení celkové stability stromu dochází. Při bočním namáhání se zvyšuje torzní zatížení kmene, což může v extrémních případech (malý průměr kmene a velká excentricita těžiště koruny) vést opět ke statickým problémům. Tyto případy lze při detailním hodnocení počítat pomocí metody WLA (Wind Load Analysis).
Houbový rozklad ! Existuje celá řada dřevokazných hub, které kolonizují kořenový systém stromů. Strategie a hostitelské spektrum těchto hub se poměrně významně liší. Lišit se může i dynamika tvorby plodnic a dalších symptomů kolonizace kořenového systému. Proto jsou kladeny poměrně vysoké nároky na kvalifikaci osob, provádějících průzkumy stavu stromů, právě v oblasti znalostí fytopatologie dřevin. ! Hlavní symptomy houbového rozkladu kořenového systému můžeme rozdělit do několika skupin: - Přítomnost plodnic. Naprostá většina hub, kolonizujících kořenový systém stromů, má jednoleté plodnice. Jejich nalezení proto může být možné jen v určitou část roku (např. václavka - Armillaria sp.) nebo je výskyt plodnic vyloženě efemerní záležitostí několika týdnů (např. hnojník - Coprinus sp.). U některých druhů hub laik vůbec nepozná, že se jedná o plodnici a např. u jednoho z nejvýznamnějších druhů u dřevomoru kořenového (Ustulina deusta) často plodnici mylně považuje za zarostlý asfalt nebo zuhelnatělé dřevo. - Modifikace mycelia. Zástupci významného rodu hub infikujících kořenový systém stromů - václavky (Armillaria ssp.) - vytváří i speciální modifikaci mycelia, nazývanou rhizomorfy. Jedná se o tmavé provazcovité útvary připomínající kořínky rostlin. Jejich výskyt na nekrózách na bázi kmene může být velmi signifikantní známkou rozkladu kořenového systému. - Změny v tvaru báze kmene. V případě rozkladu kořenového systému a báze kmene některými dřevokaznými houbami (např. kořenovníkem vrstevnatým - Heterobasidion annosum) dochází k lahvicovitému rozšíření báze kmene stromů. I rozeznání tohoto symptomu vyžaduje vycvičeného pozorovatele. ! Je ovšem opět třeba zdůraznit, že samotný výskyt plodnic dřevokazných hub v okolí báze kmene nemusí znamenat bezprostřední ohrožení stromu. Záleží poměrně zásadně na znalosti strategie dané houby. Například zmiňované hnojníky (Coprinus ssp.) jsou primárně saprofytickými druhy hub, které rozkládají organické zbytky v půdě. Nalezneme je tedy pravidelně při mulčování stromů a keřů dřevní štěpkou či kůrovými substráty. Ovšem jejich výskyt v liniových pásech často indikuje přítomnost odumřelého a rozloženého silného kořene. ! Problematika koexistence stromů a dřevních hub byla již diskutovaná v pojednání o dutinách. Jedná se o velmi komplexní oblast, vyžadující především určitý typ vzdělání hodnotitele spolu se zkušeností aplikace těchto znalostí při diagnostice soliterních stromů.
Absence kořenových náběhů ! Dospělý strom musí vždy vytvářet kořenové náběhy. Představují jednu z biomechanických adaptací, umožňující postupné rozpouštění sil zvětšováním nosného profilu směrem ke styku s půdou. Výraznost kořenových náběhů ovšem souvisí s daným taxonem. ! V případě, že kořenové náběhy nejsou vidět, jedná se s vysokou pravděpodobností o případ, kdy byly v minulosti zasypané při navážkách. Zvýšení půdního horizontu (neřešené speciálním technologickým postupem) výrazně mění difuzi půdního kyslíku a způsobuje odumření či fyziologické oslabení hlouběji uložených kořenů. Ty jsou následně často kolonizované dřevokaznými houbami. ! Některé případy tohoto typu mohou být doprovázené patrným vývojem náhradních (adventivních) kořenů v oblasti báze kmene. Ty indikují vývoj náhradního kořenového systému, uloženého výše v půdním prostoru s dostatečnou výměnou půdního vzduchu. Jedná se o symptom, který se nevyvíjí ve všech případech. ! Následně se u takovýchto stromů často setkáváme se spontánním selháním (vývratem). Prokázat aktuální stabilitu takovýchto stromů lze pouze přístrojovým testem tahovou zkouškou. !
Výkopová činnost ! Stále se opakujícím problémem jsou mechanické zásahy do kořenového prostoru stromů. Odstranění silných kořenů může vést k akutnímu narušení odolnosti stromů proti vyvrácení a i poškození silných kořenů prudce zvyšuje pravděpodobnost jejich následné infekce dřevokaznými houbami. Touto oblastí jsme se zabývali již v předchozích dílech tohoto cyklu a nezbývá než znovu zopakovat, že jediným konstruktivním postupem je zvýšená pozornost při obdobných pracech a striktní vymezení ochranného prostoru kolem stromů, určených k zachování. Nerespektováním požadavků stromů v oblasti kořenového systému dochází k prudkému zvyšování pravděpodobnosti jejich “nečekaných” selhání v budoucnu.
Detailní metody diagnostiky stromů % ! V minulých dílech jsme se podrobně zabývali vizuálním hodnocením stavu stromů, které ve velké většině případů zcela postačuje pro rozhodnutí o nutnosti pěstebního zásahu. Bylo již řečeno, že tato úroveň zhodnocení stavu by měla být provedena na všech stromech, jejichž pád může způsobit škody na majetku či zdraví osob. ! Kromě vyhledávání a popisu defektů - defektoskopie - ovšem existuje i celá řada dalších metodických postupů, které mohou být využity především u detailnějších šetření. Přichází v úvahu především při zpracování znaleckých posudků a odborných vyjádření ke stavu konkrétních stromů. ! Z pohledu dříve představené logiky diferenciace detailu metod hodnocení stability stromů (inventarizace - detailní hodnocení - přístrojový test) se jedná o druhý stupeň, kdy se sice ještě stále pohybujeme na úrovni vizuálního průzkumu, ovšem u konkrétního jedince již máme časový (a finanční) prostor pro to, abychom provedli detailnější průzkum rozsahu nalezených symptomů a případnou aplikaci jednoduchých modelů.
Stabilita / provozní bezpečnost ! První typ přístupu se zabývá analýzou frekvence využívání okolního prostoru a kalkulací výše rizika, které vyplývá z existence konkrétního stromu. Tento typ přístupu byl poprvé komplexně popsát v rámci metody QTRA (Quantified Tree Risk Assessment) pro prostředí Velké Británie a s jistými modifikacemi je využíván i v Austrálii a na Novém Zélandu. Pro podmínky České republiky byla vytvořená a opublikovaná metodika ISAT (Integrated System for Assessment of Trees), která byla již představená v minulých dílech tohoto seriálu. ! Principem tohoto metodického přístupu je kalkulace dvou základních parametrů: - rizika, že dojde k selhání stromu - pravděpodobnosti, že při selhání dojde k zasažení “cíle pádu” Riziko selhání je často dále detailněji členěné nejen podle rozsahu zjištěných defektů, ale i podle velikosti části kmene, u níž selhání předpokládáme. Takzvaným “cílem pádu” (target) může být buď osoba, která se v místě pádu pohybuje nebo věc, která může být selháním stromu poškozená. ! Výsledkem podobného šetření je vlastní aplikace hodnocení stability stromu pro daný kontext stanoviště, který nazýváme provozní bezpečností. Úvahy podobného typu jsou nejčastěji využívány pro diferenciaci přístupu ke stromům v rámci rozsáhlejších populací. Lze tak optimalizovat rozsah prováděných zásahů pouze na nejdůležitější jedince s nejvyšším stupněm destabilizace na nejfrekventovanějších plochách (například v situaci s omezenými finančními zdroji) případně lze navrhnout režim kontrol ploch, které představují z pohledu provozní bezpečnosti nejvyšší úroveň ohrožení. ! Model metodiky ISAT byl v minulých letech aplikovaný cca na 150 tisíc stromů v přibližně desítce měst různé velikosti a vlastní aplikační model je postupně prověřován praxí. Výstupy jsou částečně k dispozici i neregistrovaným návštěvníkům portálu www.stromypodkontrolou.cz, provozovaného Lesnickou a dřevařskou fakultou MENDELU.
Tvarová optimalizace ! Významnou oblastí detailního hodnocení stromů je sledování designu nosných prvků (kořenů, kmene a silných větví). Principy sledování tvarové optimalizace stromů detailně ve svém rozsáhlém díle opublikoval prof. Claus Mattheck a jeho metoda VTA (Visual Tree Assessment) patří mezi hlavní metodické přístupy, používané v anglicky mluvících zemích. ! Tento přístup se zabývá stromem jako konstrukcí, která je sama schopná sledovat napětí, k němuž dochází v jejích jednotlivých částech, a na tato napětí adekvátně reagovat kompenzačním růstem. Proces růstové kompenzace je možný díky kambiu (dělivému pletivu, které je zodpovědné za tvorbu dřeva), které reaguje na mechanický stimul a v místech, která jsou více namáhaná modifikuje svou činnost. Dochází tak jednak ke zvýšení množství dřeva, které v takovýchto místech vzniká a jednak i ke změně materiálových vlastností dřeva v důsledku změny jeho anatomické stavby (tvorba reakčního dřeva). Na základě výsledných symptomů (žebra, eliptičné průřezy apod.) je možné interpretovat nejen vnitřní stav nosného profilu (například rozsah hniloby), ale především reakci stromu na tento defekt. ! Pro to, aby strom na poškození nebo jiný typ defektu byl schopen odpovídajícím způsobem zareagovat, musí vykazovat dostatečnou vitalitu. Pouze jedinci s dostatečnou úrovní energetické bilance si mohou dovolit část zásobních látek investovat do kompenzačního růstu. V případě hodnocení stromů dlouhodobě rostoucích ve stresových podmínkách tak může být tento parametr určitou komplikací při využívání metody VTA.
Trojúhelník stability ! S přístupem, který se snaží systematizovat analýzu stability stromu, přišel v oboru diagnostiky stromů poprvé dr. Lothar Wessolly, který navrhl jako základní rozhodovací mechanismus při analýze statických poměrů takzvaný “trojúhelník stability”. V rámci tohoto přístupu se snažíme analyzovat celkem tři základní parametry: - Síly, které na naši konstrukci (strom) působí, jejich směr a intenzitu. Tento parametr se pro účely vizuálního hodnocení často zjednodušuje čistě na aplikaci síly větru o referenční rychlosti. - Materiálové vlastnosti daného druhu dřeva ve směru, odpovídajícímu typu namáhání. Zohledňované jsou vlastnosti zkoumaného druhu stromu zjištěné laboratorními testy. - Geometrie nosného profilu ve zkoumaném místě. V rámci tohoto parametru je důležitý průměr a tvar kmene, zbytková stěna dutiny apod. Pokud známe tyto tři parametry, jsme schopni vypočítat hodnotu, která se označuje jako “základní hodnota stability” stromu a vyjadřuje jeho odolnost proti definované větrné zátěži. ! Tento analytický přístup je velmi výhodný především proto, že umožňuje i následný propočet nutného stabilizačního zásahu, který je nejčastěji vyjádřený jako úroveň obvodové redukce koruny. Proto se stal podkladem pro vývoj metodiky WLA (Wind Load Analysis), která je rozšířením původní metodiky autora přístupu, která byla publikovaná pod názvem SIA (Statisch Integrierte Abschätzung). Tato metodika je v naší odborné praxi dlouhodobě využívaná a je k dispozici jak v tištěné podobě v odborných metodikách, tak i
v podobě aplikačního software (internetová kalkulačka, systém MyTrees, portál www.stromypodkontrolou.cz). ! Při využívání trojúhelníku stability v rámci vizuálních průzkumů je nutné počítat se skutečností, že se jedná pouze o aproximativní postup s celou řadou nutných zjednodušení. Uživatel proto musí být dostatečně obeznámený s omezeními daného přístupu a s rozsahem defektů, které je tímto postupem možné analyzovat. Tato omezení se postupně stírají při využívání exaktnějších postupů pro popis jednotlivých výše popsaných vrcholů trojúhelníku stability. Tyto postupy ovšem již vyžadují využívání přístrojového vybavení, kterým se budeme zabývat v příštím díle této série.
Přístrojové metody hodnocení stavu stromů V předchozích dvou příspěvcích jsme řešili problematiku hodnocení stromů a to v úrovni inventarizace a detailního hodnocení. Poslední bod představené logiky diferenciace metod hodnocení stability stromů (inventarizace-detailní hodnocení – přístrojový test) zahrnuje využití přístrojů k testování stavu stromu. Na této úrovni hodnocení se již pohybujeme v oblasti exaktního měření nejen defektů viditelných, ale i problémů skrytých. Může se tak jednat o přesnou detekci rozsahu dutin, interní infekce dřevokaznými houbami či o zjištění rozsahu poškození kořenového systému. Tento typ měření je značně náročný jak na vybavení speciální měřicí technikou, tak především i na kvalifikaci pracovníků, kteří provádí interpretaci výsledků. V současné době existuje řada přístupů, kterými lze provést zhodnocení stability stromu. Dá se říci, že vhodnost jejich použití závisí na těchto základních parametrech: - možnosti opakování resp. zda se jedná o způsoby destruktivní či nikoli, - míře objektivity tzn., zda opakování jiným hodnotitelem zaručuje srovnatelný výsledek, - požadované informaci vzhledem k typu možného selhání (jaký typ stability je hodnocen), - na skutečnosti, zda zohledňují všechny body trojúhelníku stability (tzn. zatížení, materiál a geometrii). Přístrojové metody hodnotící nadzemní části stromu Většina metod, které umožňují hodnocení parametru stability kmene (resp. větví) vůči zlomu, byla původně vyvinuta pro potřeby zhodnocení kvality dřeva jakožto suroviny či technických objektů, např. dřevěných pilotů, sloupů apod. Tyto metody jsou založeny na měření vlastností dřeva a pracují na různých fyzikálních principech, jako jsou měření elektrického odporu (penetrometry), rychlosti šíření zvuku nebo hustoty dřeva. Různým způsobem je tak zjišťována kvalita a množství materiálu, který je k dispozici pro přenos mechanického napětí. Důležitým vodítkem při volbě vhodného přístroje je: - skutečnost, zda se jedná o metodu invazivní, destruktivní či nedestruktivní,
- zda přístroj umožňuje hodnocení bodové (hodnotí pouze jeden bod na předmětném stromě, např. penetrometry), celého nosného profilu nebo hodnocení komplexní. Penetrometry Principem při použití penetrometrů je měření odporu, který klade dřevo při průniku vrtáku. V současné době je na trhu několik typů těchto vrtaček (Resistograf, Teredo, Sibert DDD apod.), však vhodnost jejich využití pro hodnocení živých hodnotných stromů je přinejmenším diskutabilní a nedoporučuje se. Hlavními body kritiky těchto přístrojů je skutečnost, že při vrtání dochází k proražení bariérové zóny a následně k rychlejšímu postupu dřevokazných hub v rámci nosného profilu kmene. Zásadní je i fakt, že změřené hodnoty jsou platné pouze pro místo měření a mohou se významně lišit jak po obvodu, tak i délce kmene. Akustické metody Měření akustickými přístroji (Arborsonic Decay Detector, Sylvatest, Picus, Fakopp, apod.) je založeno na zjišťování rychlosti průchodu zvuku dřevem. V případě, že je ve sledované části stromu dutina nebo dřevo je poškozeno dřevokaznými houbami, zvukové vlny tato místa obchází. Výsledkem měření modernějších typů těchto přístrojů (Fakopp, Picus), je grafické zobrazení nosného profilu kmene resp. větve včetně míry rozložení dřevní hmoty. Významným kladem akustických metod je skutečnost, že se jedná o techniky neinvazivní. Používají se především v případech, kdy je třeba vizualizace rozsahu defektu. Metody hodnotící kořenový systém Pokud je však řešena otázka stability stromu vůči vývratu, situace je ztížena samotnou skutečností, že kořenový systém je ukryt pod půdním povrchem, což znemožňuje vizuální hodnocení. Pouze případná přítomnost plodnic dřevokazných hub může být jistým ukazatelem poškození kořenového systému. Problematické je však zjištění míry napadení a tím i vlivu na ukotvení stromu v daném okamžiku. Nabídka přístrojových metod, které řeší i kořenový systém je mnohonásobně menší ve srovnání se skupinou přístrojů hodnotících nadzemní část stromu. Půdní radar (GPR) Principem této přístrojové metody je vysílání elektromagnetických pulzů o dané frekvenci (25 MHz – 2,5 GHz) a zachycení jejich odrazu od předmětů umístěných v poli záření. Hloubka, do které může signál proniknout je závislá jak na vlastní síle signálu, tak na vlastnostech půdy. Většina radarů umožňuje rozlišení kořenů o průměru větším než 2 cm a z nich lépe ty, které rostou horizontálně. V závislosti na typu radaru, je možné sledovat kořeny až do hloubky cca 2,5m a výsledné rozložení kořenového systému lze zobrazit ve 2D nebo 3D. V praktické arboristice je tato metoda využitelná např. k detekci stromu, jehož kořeny zasahují do zájmové stavby (základů domu, bazénu apod.). AIR SPADE Jinou možností, využívanou k hodnocení kořenového systému zejména pro výzkumné účely, je odstranění půdního povrchu pomocí tzv. pneumatické rýče. Využíván je supersonický proud vzduchu, jenž po proniknutí do půdního póru způsobí v tomto místě explozi, čímž dojde k odstranění substrátu ze zájmového místa. Zůstávají pouze předměty
nepórovité, s hladkým povrchem, jako jsou kořeny nebo kameny. Tato technika je dobře využitelná v místech s lehkými půdami, které jsou vysoce pórovité, v prostředí tvořeném půdami těžkými je odstranění substrátu komplikovanější. V arboristické praxi je v ČR využíván zejména při výměně půdního substrátu a úpravě stanovištních poměrů. Při řešení otázky stability vůči vývratu je použití radaru i pneumatického rýče poněkud sporné. Všechny tyto metody umožňují více či méně přesně vizualizaci struktury a architektury kořenového systému a popř. zhodnocení jejich stavu (zda jsou živé a vedou vodu nebo možné napadení houbovým patogenem). Pro hodnocení mechanické stability stromu by bylo nutné současné propojení této informace se zátěžovou analýzou. Tahová zkouška Metoda hodnocení stromů tahovými zkouškami představuje v současnosti nejvyšší standard hodnocení parametru stability. Je doposud jediným způsobem komplexního hodnocení, tedy metodou, která zahrnuje testování odolnosti proti zlomu i vyvrácení. Přitom zohledňuje všechny tři základní body trojúhelníku stability, tzn. zjišťuje zda je strom schopen převést vznikající zatížení daným profilem kmene s ohledem na materiálové vlastnosti dřeva. Poprvé byla prezentována v Německu autory Sinnem a Wessollym (1988, 1989) a publikována pod názvem Static Integrated Method. V České republice je metoda tahových zkoušek využívána ve variantě zpracované na Lesnické a dřevařské fakultě Mendlovy univerzity v Brně od roku 1996. Principem tahové zkoušky je zjištění reakce stromu na definované zatížení a její srovnaní s reakcí při zatížení možném. Skládá se z následujících částí: terénního šetření, zátěžové analýzy – při níž je vyčísleno zatížení vznikající při působení větru o dané rychlosti, vlastní tahové zkoušky – kdy je strom uměle zatížen a příslušná reakce je snímána sadou přístrojů, a zhodnocení stability stromu. Šestnáct let používání metody v podmínkách ČR ukázalo, že se jedná o vysoce hodnotný postup, který umožňuje u cenných stromů provést exaktní analýzu jejich stavu. Mezi hlavní oblasti nasazení patří následující případy: 1. Hodnocení stavu cenných stromů. Tato oblast se týká především jedinců, u nichž existuje zájem vyhlásit je jako stromy památné dle zákona č. 114/1992 Sb. 2. Analýza stromů poškozených výkopovou činností. Realizace výkopů v blízkosti hodnotných stromů je jedním z nejčastějších faktorů, které následně mohou vést ke statickému selhání poškozených jedinců a ohrožení bezpečnosti v jejich okolí. V případě, že k provedení výkopů došlo v ochranném pásmu stromu, jsou tahové zkoušky jedinou možností, jak zjistit, zda současně došlo i k narušení staticky významného kořenového talíře. 3. Změna stanovištních poměrů. Pokud se v bezprostředním okolí stromu nachází např. zídky, obrubníky nebo jiné pevné překážky, kořeny je obrůstají a strom je tak „zabuduje“ do svého statického systému. Při jejich rekonstrukci (odstranění) či narušení pak může dojít k zásadní změně statických poměrů, které mohou vést i k destabilizaci stromu. Vliv změny stanovištních poměrů opět může prokázat pouze test tahovými zkouškami. 4. Sledování dynamiky rozvoje defektu. V případech, kdy je indikován výskyt dřevokazných hub (ať již v oblasti kmene či kořenového systému), je možné opakovaným testem zjišťovat nejen aktuální stav, ale i dynamiku vývoje. Je pak
zřejmé, zda převažuje samostabilizační funkce stromu nebo zda převažuje postup infekce houbou a dochází tak k postupné destabilizaci jedince. Velkou výhodou metody tahových zkoušek je procentuální vyjádření stability v jednotlivých parametrech (odolnost proti zlomu, vyvrácení a ukroucení), což je výrazně srozumitelnější než informace o zbytkové stěně nebo pouhé konstatování skutečnosti, že strom je dutý. Vytváří se tak prostor pro interpretaci údajů odborným arboristou a je umožněný i variantní návrh různých typů stabilizace stromu.
