Ve Vyškově, dne

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Hodnocení odolnosti proti zlomu kmene na základě vizuálního hodnocení stromů a metodiky SIA vypracovala sama a uvedla jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47 b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.

. Ve Vyškově, dne 17.4. 2006

Andrea Szórádová

Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne:........................................ podpis studenta

Poděkování Ráda bych tímto poděkovala Ing. Luďku Prausovi, Ph.D., a Doc. Dr. Ing. Petru Horáčkovi za cenné rady a připomínky k mé práci. Dále Zdeňku Krupkovi za pomoc při získávání a zpracování dat.

Abstrakt Tato práce se zabývá dvěmi metodami zjišťování stability stromu. Jedná se o metodu vycházející ze strukturální analýzy, která využívá při výpočtu program Treestab a metodu SIA využívající diagramů a křivek vytvořených Dr. Lotharem Wessollym. Cílem práce je zjistit, zda jsou hodnoty stability zjištěné postupem vycházejícím ze strukturální analýzy srovnatelné s výsledky metody SIA. Bylo zkoumáno 56 stromů rodu Tilia a výsledná data byla statisticky vyhodnocena.

Klíčová slova: strom, metoda, stabilita, bezpečnost.

Abstract This work deals with two methods of tree stability detection. This method is ranging from structural analysis using Treestab programme at evaluation and SIA method, which uses diagrams and curves established by Dr. Lothar Wessolly. The aim of this work is to ascertain, whether the stability values determined by an approach of structural analysis are comparable with values of SIA method. 56 trees of TILIA breed were examined and the resulting data were evaluated statistically.

Key words: tree, method, stability, safety

Obsah

1. Úvod ......................................................................................1 2. Cíl a význam práce ..............................................................2 3. Literární přehled .................................................................3 3.1. Historie arboristiky u nás a související právní normy.............................. 3 3.2. Arboristika v cizích zemích ..................................................................... 5 3.3. Význam hodnocení stavu stromů ............................................................. 6 3.4. Vizuální metodiky hodnocení stavu stromů............................................. 7 3.4.1. Metoda SIA .................................................................................................................7 3.4.2. Tahové zkoušky SIM ..................................................................................................8 3.4.3. Metoda VTA ...............................................................................................................9 3.4.4. Metoda EHT................................................................................................................10

3.5. Přístrojové metody ................................................................................... 10 3.6. Typy zatížení působící na strom .............................................................. 11 3.6.1. Vertikální zatížení .......................................................................................................11 3.6.2. Horizontální zatížení ...................................................................................................12

3.7. Provozní bezpečnost a faktory, které ji ovlivňují .................................... 13 3.7.1. Rozměry stromu ..........................................................................................................13 3.7.2. Sociální postavení stromu ...........................................................................................13 3.7.3. Stanoviště ....................................................................................................................14 3.7.4. Dřevokazné houby ......................................................................................................15 3.7.5. Defekty stromu............................................................................................................16 3.7.5.1. Dutiny .................................................................................................................................... 16 3.7.5.2. Trhliny ................................................................................................................................... 16 3.7.5.3. Točitost kmene....................................................................................................................... 16 3.7.5.4. Defektní větvení stromu......................................................................................................... 17

3.7.6. Náklon stromu a asymetrie koruny .............................................................................18 3.7.7. Materiálové vlastnosti .................................................................................................19 3.7.7.1. Hustota dřeva ......................................................................................................................... 19 3.7.7.2. Vlhkost dřeva ......................................................................................................................... 19 3.7.7.3. Mechanické vlastnosti dřeva .................................................................................................. 20

3.7.8. Vliv lidské činnosti .....................................................................................................20 3.7.9. Ostatní poškození ........................................................................................................22 3.7.9.1. Poškození hmyzem, ptactvem a cizopasnými rostlinami ....................................................... 22

3.7.9.2. Mechanická poranění ............................................................................................................. 22

3.8. Zásahy pro zvýšení provozní bezpečnosti stromu ................................... 22 3.8.1. Stabilizační zásahy ......................................................................................................22 3.8.1.1. Statické zajištění koruny ........................................................................................................ 23 3.8.1.2. Podpěrné konstrukce .............................................................................................................. 23 3.8.1.3. Zvýšení odolnosti stromu proti vyvrácení.............................................................................. 23

3.8.2. Konzervační ošetření...................................................................................................24 3.8.2.1. Ošetření mechanických poranění ........................................................................................... 25 3.8.2.2. Sanace dutin ........................................................................................................................... 25

3.8.3. Řez stromů ..................................................................................................................26

4. Materiál ................................................................................29 4.1. Charakteristika rodu Tilia ........................................................................ 29 4.1.1. Lípa srdčitá (Tilia cordata Mill.) ................................................................................29 4.1.2. Lípa velkolistá (Tilia platyphyllos Scop.) ...................................................................31

4.2. Další druhy rodu Tilia, které lze použít do městského prostředí ............. 32

5. Metodika ...............................................................................33 5.1. Metodika sběru dat ................................................................................... 33 5.1.1. Měření průměru...........................................................................................................33 5.1.2. Měření výšky...............................................................................................................33 5.1.3. Zjišťování zdravotního stavu stromu ..........................................................................33

5.2. Postup metody vycházející ze strukturální analýzy ................................. 34 5.2.1. Výpočet síly v programu Treestab ..............................................................................34 5.2.2. Výpočet síly ................................................................................................................34 5.2.3. Výpočet stability .........................................................................................................36

5.3. Postup metody SIA................................................................................... 36 5.3.1. Stanovení základní hodnoty stability ..........................................................................36 5.3.2. Zjištění vlivu případné dutiny na statické poměry stromu ..........................................38 5.3.3. Zhodnocení ochranného vlivu aleje ............................................................................39 5.3.4. Navržení eventuálního stabilizačního řezu .................................................................39

5.4. Statistické vyhodnocení ........................................................................... 40 5.4.1. Test normality .............................................................................................................40 5.4.2. Wilcoxonův test pro párové hodnoty ..........................................................................42

6. Výsledky ................................................................................43 6.1. Výsledky terénního šetření....................................................................... 43 6.2. Výsledky statistického šetření.................................................................. 43

7. Diskuse...................................................................................46

8. Závěr .....................................................................................52 9. Použitá literatura.................................................................54 10. Seznam příloh ...............................................................................56

1. Úvod Funkčnost dřevin a jejich porostů závisí zejména na jejich umístění a prostorovém uspořádání v území, druhové a věkové skladbě, výškové struktuře, kvalitě i množství. Tyto funkce potom můžeme rozčlenit na funkce biologické, meliorační, asanační, kulturní, estetické, naučné, rekreační a produkční. Stromy tvořící tzv. doprovodnou zeleň měst a obcí mohou splňovat všechny tyto funkce a jsou na ně kladeny ještě další požadavky oproti stromům ve volné nebo lesní krajině. V mnoha městech naší republiky je nedostatek ploch veřejné zeleně, které nejen zpříjemňují esteticky prostředí a plní významnou sociálně zdravotní funkci, ale slouží i jako útočiště mnoha druhům živočichů a rostlin. A proto je nezbytně nutné zeleň chránit a snažit se zajistit, aby nedocházelo ke zbytečnému kácení stromů. Změna majetkových poměrů a důraz na bezpečnost občanů vede k nutnosti kvalifikovaného posuzování stability a zejména provozní bezpečnosti stromů. Navíc v rámci harmonizace právních norem s normami Evropské Unie se stává pravidelná kontrola provozní bezpečnosti stromů závaznou. Náplní této práce je posoudit zdravotní stav a odolnost proti zlomu u více než 50 stromů rodu Tilia a to pomocí metody SIA a postupem vycházejícím ze strukturální analýzy. Výsledné hodnoty následně porovnat a zjistit, zda a v jaké míře se od sebe liší, popřípadě co mohlo vzniklé rozdíly způsobit. Následně u jedinců, u kterých byla zjištěna nedostatečná hodnota odolnosti proti zlomu, navrhnout opatření, která by zajistila jejich provozní bezpečnost. Tímto se dá předejít skácení těch stromů, které by se na základě subjektivních znalostí a zkušeností hodnotitele nebo vizuálních defektů mohly zdát nebezpečné, ale přitom jsou schopny odolat i síle větru o rychlosti 120 km/h. Nebo také naopak, výsledné hodnoty mohou poukázat na jedince, kteří by mohli ohrožovat nejen majetek, ale i lidské životy.

2. Cíl práce Cílem práce je zjistit, zda jsou hodnoty stability zjištěné postupem vycházejícím ze strukturální analýzy srovnatelné s výsledky metody SIA. Procentické hodnoty odolnosti stromu proti zlomu vychází z hodnot, které byly zjištěny terénním šetřením 56 jedinců druhu Tilia, kdy se zjišťovaly jejich dendrometrické charakteristiky, případná poškození a defekty. Vzhledem k tomu, že pro posuzování provozní bezpečnosti a stability stromů bylo vyvinuto několik metodik a s úplnou přesností nelze říci, které z nich jsou nejpřesnější, je možné alespoň zjistit, v jaké míře se výsledky podle dvou z nich liší a charakterizovat situace, kdy je vhodné který z postupů vzhledem k jejich náročnosti jak finanční, tak časové použít.

3. Literární přehled 3.1. Historie arboristiky u nás a související právní normy Dne 5. 5. 1833 vydalo c. k. Zemské presidium z iniciativy nejvyššího českého purkrabího Karla Chotka nařízení č. 4164, v němž se vybízejí krajské úřady, aby po příkladu hlavního města Prahy a jiných větších měst ustanovily komise, které by se staraly o zkrášlení měst a obcí ve svých obvodech. Svůj zájem měly upřít mj. právě na nelesní zeleň. Jednotlivé komise, v jejichž čele byl postaven krajský komisař jako zástupce gubernia, byly vyzvány, aby podávaly své návrhy a žádosti krajskému úřadu, který měl rozhodovat a uskutečňovat je podle svých možností. Ve druhé polovině 19. století začaly vznikat tzv. okrašlovací spolky. První vznikl v roce 1849 v Kutné Hoře. V roce 1904, kdy byl ustanoven Svaz českých okrašlovacích spolků v Království českém, činil již počet organizovaných spolků 237. Tyto svazy svou autoritou často zasahovaly mj. ve věci poškozování vzrostlých stromů, záchrany dutých stromů, kácení stromořadí nebo památných stromů apod. V letech 1950 – 1954 probíhal ,,Soupis památných neb význačných stromů, stromořadí a porostů“ organizovaný referátem pro ochranu přírody a krajiny na ministerstvu školství a národní osvěty. V roce 1956 vyšel Zákon o ochraně přírody č.40/1956 Sb., který proklamoval ochranu přírody jako celku a její provádění na vědeckém základě. Svým obsahem byl však orientován hlavně na ochranu nejcennějších částí přírody včetně ochrany významných stromů. Umožňoval speciální ochranu stromů jejich vyhlášením za chráněné přírodní výtvory (Kovařík, Pešout, 2000). Zákon o kulturních památkách č. 22/1958 Sb., podle něhož byly chráněny četné historické zahrady a parky, vyšel v roce 1958. V roce 1965 byla vydána Vyhláška ministerstva zemědělství, lesního a vodního hospodářství o výkupu surového dříví, ochraně stromů rostoucích mimo les a o mimořádném zásobování dřívím č. 89/1965 Sb., podle níž ke kácení stromů rostoucích mimo les byl nutný souhlas místního národního výboru. Podrobnosti o ochraně stromů rostoucích mimo les, postup při výjimečném povolování jejich kácení a způsob využití dřevní hmoty z těchto stromů stanovovala vyhláška č. 142/1969 Sb.

V roce 1979 byl založen Český svaz ochránců přírody, který se rovněž věnuje péči o dřeviny rostoucí mimo les. O rok později byla vydána vyhláška č.142/1980 Sb., kterou se stanovovaly podrobnosti o ochraně stromů rostoucích mimo les, postup při výjimečném povolování jejich kácení a způsob využití jejich dřevní hmoty. Vyhláška rozlišovala stromy I. a II. kategorie. Rozhodování o kácení stromů podle této vyhlášky prováděly místní národní výbory, pokud si tuto pravomoc nevyžádaly okresní národní výbory. Tato vyhláška se však nevztahovala na stromy chráněné podle zvláštních předpisů. Z hlediska ochrany a péče o dřeviny rostoucí mimo les bylo přelomové přijetí zákona č.114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny. Podle tohoto zákona jsou chráněny před zničením či poškozováním všechny stromy a keře rostoucí mimo les. Péče o dřeviny, zejména jejich ošetřování a udržování je povinností vlastníků. Stromy chráněné státem se nazývají památnými stromy a je zaveden jejich centrální registr. Jejich ošetřování je prováděno se souhlasem orgánu, který ochranu vyhlásil. Je-li třeba tyto památné stromy zabezpečit před škodlivými vlivy z okolí, vymezí pro ně orgán ochrany přírody, který je vyhlásil, ochranné pásmo, ve kterém lze stanovené činnosti a zásahy provádět jen s předchozím souhlasem orgánu ochrany přírody. Pokud tak neučiní, má každý strom základní ochranné pásmo ve tvaru kruhu o poloměru desetinásobku průměru kmene měřeného ve výši 130 cm nad zemí. V tomto pásmu není dovolena žádná pro památný strom škodlivá činnost, například výstavba, terénní úpravy, odvodňování, chemizace. Na tento zákon navazuje vyhláška 395/1992 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o ochraně přírody a krajiny. Podle § 8 této vyhlášky je poškozování a ničení dřevin rostoucích mimo les (§ 7 odst. 1 zákona) nedovolený zásah, který působí podstatné a trvalé snížení jejich ekologických a estetických funkcí nebo bezprostředně či následně způsobí jejich odumření. Stanovuje také, že ke kácení dřevin je nutné povolení orgánu ochrany přírody. V zákoně jsou definovány případy, kdy povolení není potřeba. Jedná se o kácení dřevin z pěstebních důvodů, a to za účelem obnovy porostů, výchovné probírky, z důvodů zdravotních nebo při výkonu podle zvláštních předpisů. Je ale nutné oznámení záměru kácení nejméně 15 dnů předem orgánu ochrany přírody, který je může pozastavit, omezit nebo zakázat, pokud odporuje požadavkům na ochranu dřevin nebo rozsahu zvláštního oprávnění. Dále je zde stanoveno, že povolení ke kácení dřevin se nevyžaduje pro stromy ve vlastnictví fyzických osob o obvodu kmene do 80 cm měřeného ve výšce 130 cm nad zemí nebo souvislé keřové porosty do celkové

plochy 40 m2. Povolení není rovněž potřeba, pokud je stavem dřevin zřejmě a bezprostředně ohrožen život či zdraví nebo hrozí–li škoda velkého rozsahu. V tom případě ten, kdo kácení provedl, musí tuto skutečnost do 15 dnů oznámit orgánu ochrany přírody, který prověří oprávněnost kácení. Poškození nebo nepovolené kácení dřevin je kvalifikováno jako přestupek, nejde-li přímo o trestný čin, a ten, kdo dřeviny poškodil nebo vykácel bez povolení, je postihován pokutou, která může činit u fyzické osoby až 50 000 Kč, u právnické osoby až 500 000 Kč. Usnesením vlády ČR č. 415 byl v roce 1998 přijat Státní program ochrany přírody a krajiny ČR, který stanovuje prioritní opatření v ochraně přírody a krajiny, z nichž vybraná se týkají i zeleně mimo les.

3.2. Arboristika v cizích zemích Anglie, kromě rozšíření poznání o stromech samotných, přinesla zásadní kroky v rozvoji praktické arboristiky. Stromy, které stály v blízkosti hmotných majetků a cest, bylo nutné zbavovat suchých větví. To se dělo jednak z důvodů reálného snížení nebezpečí ohrožení života padajících větví, ale z části můžeme hledat kořeny této péče i v lidových pověrách. Mnoho stromů, zejména v Anglii, bylo ,,ošetřeno“ řezem a svázáním korun řetězy. Majitelé věřili, že tímto opatřením zabrání pádu větve, což bylo považováno za zlé znamení věstící rodinné neštěstí. Úzkým spojením Anglie se Severní Amerikou se tento obor dostává na další kontinent. Ošetřování dutin bylo vedle řezu vůbec nejrozšířenější činností arboristů. Touto činností se v Anglii a USA zabývali ve větším rozsahu od 17. století do 2. světové války. V některých zemích Evropy včetně naší republiky tento trend přetrvával až do poloviny 90. let minulého století. (Mellor, 1995) Rychlá výstavba se při osidlování USA samozřejmě neustále dostávala do konfliktů se stromy, služby arboristů se staly žádanými. Vzhledem k relativně klidnému politickému vývoji a hospodářskému růstu USA byly nejvíce patrné drastické změny původní přírody způsobené západní civilizací, a proto se zde začínají objevovat první aktivity na ochranu stromů. Na počátku 20. století zde byly založeny dvě významné arboristické firmy – Davey a Bartlett Tree Experts. Zástupci obou firem měli zásluhu na založení první arboristické organizace The International Shade Tree Conference (ISTC) v roce 1924, která v roce 1975 byla přejmenována na The International Society of

Arboriculture (ISA). Vznik této organizace sdružující odborníky, kteří se zabývají péčí o stromy, se dá považovat za začátek skutečné moderní arboristiky. ISA se za dobu svého působení zasloužila o rozvoj bezpečných technologií ve stromolezectví a má výrazný podíl na výzkumu stromů a vývoji nových technologií péče o ně. (Solotaroff, 1911 in Ball, 1999) Nicméně zlatá doba ošetřování dutin zejména z ekonomického hlediska nastala v USA v první polovině 20. století rozvojem tzv. stromové chirurgie, kde přetrvávala do konce 30. let. Důvody ke snížení objemu těchto prací byly hospodářská krize vlivem snížení hospodářského růstu a pochyby o hodnotě této práce pro stromy a jejím skutečném přínosu. (Armstrong, 1935 in Ball, 1999)

3.3. Význam hodnocení stavu stromů Z praktického

hlediska

mají

metodiky

hodnocení

stavu

stromů

svůj

nepostradatelný význam při ochraně osob a majetku. Mohou sloužit jako preventivní nástroj, který dokáže s dostatečným časovým předstihem odhalit skrytá nebezpečí. V současnosti jsou v tomto smyslu využívány i některými většími městy naší republiky (např. Praha, Brno, Hradec Králové), jenž si nechávají vypracovávat takováto hodnocení pro svoji městkou zeleň. Územně správní celky jako města či obce nesou právní zodpovědnost za stav zeleně na svých pozemcích, stejně tak jako za případné následky způsobené havárií. Mnohdy si lidé neuvědomují, jakou hodnotu může mít památný strom. A to nejen hodnotu vyjádřenou v peněžních jednotkách, která může dosahovat i výše několika stovek tisíců, ale především hodnotu kulturní, estetickou a historickou. Pokud tedy budeme schopni co nejpřesněji určit stabilitu daného stromu, můžeme předejít případům, kdy je takto vzácný jedinec skácen jen na základě subjektivního pohledu pozorovatele. I mnohé soudní a znalecké posudky jsou vypracovávány na základě použití některých níže jmenovaných metod. Slouží často jako důkazní materiál při soudních sporech týkajících se provozní bezpečnosti stromu. Je problematické říci, která z metod podává nejpřesnější informace o skutečné provozní bezpečnosti daného jedince. Jisté metody využívají přístrojové techniky, kde se v určité míře potlačuje možnost subjektivního ovlivnění výsledků měření lidským

faktorem. S použitím přístrojů je například možné určit, zda se v kmeni nachází dutina, popřípadě určit tloušťku zbytkové stěny. Tyto skutečnosti často nelze pouhým vizuálním průzkumem zjistit (Kolařík a kol., 2005).

3.4. Vizuální metodiky hodnocení stavu stromů V zemích jako je například Velká Británie, Německo a USA se pravidelná kontrola provozní bezpečnosti stromů v místech, kde se pohybuje mnoho lidí, jako jsou městské parky, náměstí nebo i aleje stromů podél frekventovaných cest, provádí již od 80. let minulého století. Často se jedná o stromy vysoce hodnotné, proto byla pro možnost exaktnějšího hodnocení parametru provozní bezpečnosti vyvinuta řada metod s různým metodickým přístupem. Část metod je založených na bázi čistě vizuálního posuzování, část přesahuje do oblasti využívání přístrojů. Jedná se o komplexní přístupy k hodnocení stavu stromů, které se pokouší pomocí matematických a empirických modelů odhadnout rozsah skrytých defektů a popřípadě odhadnout chování stromu při určitém typu namáhání.

3.4.1. Metoda SIA (Statisch Integrierte Abschätzung) Metoda vizuálního hodnocení stability stromů je známá pod zkratkou SIA a byla kompletně představena v knize „Handbuch der Baumstatik und Baumkontrolle“, jejímiž autory jsou Dr. Lothar Wessolly a M. Erb. Metoda vznikla jako zjednodušená aplikace experimentálních

výsledků získaných využíváním přístrojové metody tahových

zkoušek (SIM). Hlavním účelem této metody bylo poskytnout pro praxi rychle využitelný přístup, kterým je možné definovat velikost zátěže, vznikající při namáhání předmětného stromu větrem. Metoda SIA je určena výhradně pro soliterní stromy. S použitím koeficientu je možné výsledky interpretovat i pro stromy v aleji. Vyloučené je použití této metody pro stromy rostoucí v porostech. Obtížné je též její použití u vícekmenů a stromů vzniklých z pařezových výmladků. Metoda neumožňuje (stejně jako všechny ostatní vizuální metody) stanovit bezpečnost stromu proti vyvrácení. Zatížení stromu při vichřici souvisí s jeho výškou, tvarem koruny a propustností koruny. Dalšími faktory, které ovlivňují stabilitu stromu jsou také druh stromu, jeho materiálové vlastnosti a stanovištní poměry. Metoda SIA nám určuje pro určitou výšku

stromu a tvar jeho koruny potřebný průměr kmene a to vše pomocí speciálních křivek. Tato metoda vychází ze zatížení vichřicí při síle větru 12 stupňů a rozlišuje čtyři tvary korun. Při sestavování křivek, pomocí nichž určujeme potřebný průměr kmene, se vycházelo z rovnic proudění větru v přízemní zóně podle Davenportové (Davenport, 1960). Jedná se o vyjádření různého stupně ochrany stromu při umístění v zástavbě města oproti volné krajině. Je uvažováno se třemi případy a to umístěním stromu v krajině, na vsi a ve městě (Kolařík a kol., 2005).

3.4.2. Tahové zkoušky SIM (Statics – Integrated Methods) Jedná se o metodu vyvinutou autory Sinnem a Wessolym pro stanovení statických poměrů stromu jako celku. Tahová zkouška je technický postup pro určení provozní bezpečnosti stromu. Jedná se o metodu, která umožňuje zjistit i stav kořenového systému, včetně jeho poškození. Přístroje nutné pro realizaci tohoto měření nejsou volně dostupné. V Evropě působí v současné době pouze několik pracovišť v rámci SAG – Baumstatik, která jsou certifikovaná, a průběžně dále školená autorem pro využití této metody. Metoda je založena na porovnání pokusně zjištěné reakce stromu při určitém zatížení a možného zatížení. Sestává se ze tří částí. Jedná se o zátěžovou analýzu, vlastní tahovou zkoušku a výpočet bezpečnosti stromu proti vyvrácení či zlomení.

Zátěžová analýza Po zjištění základních dendrometrických dat (výška, průměr kmene, průmět koruny) se pořídí snímek stromu, z nějž se získává obrys pro vlastní analýzu zatížení, která je prováděna pomocí speciálního software. Ze snímku jsou tak zjištěna následující data: plocha koruny, vertikální a horizontální poloha těžiště a pro zvolený profil rozložení rychlosti proudění vzduchu také výsledná síla a ohybový moment na bázi kmene. Následně se z dostupných dat vypočte očekávaná deformace kmene stromu při zatížení větrem.

Tahová zkouška Druhá část zkoušky spočívá ve zjištění mechanického chování stromu. Strom je uměle zatížen a příslušná reakce je snímána. Při zkoušce je měřena jednak působící síla (Dynamometr) a současně vznikající deformace (Elastometr). Pro zjištění odolnosti

proti vyvrácení je zjišťován zároveň náklon kmene (Inklinometer). Výsledkem je tedy známá deformace při známé síle (viz Obr. č. 1).

Výpočet bezpečnosti Ze známé deformace při známé síle se vypočte deformace vznikající při zatížení větrem ze zátěžové analýzy. Získané výsledky se porovnají s pevností kmene. Výsledkem je potom procentická hodnota bezpečnosti. Ta udává, kolikrát je strom naddimenzován oproti rozměrům potřebným k bezpečnému přenosu síly vznikající při zatížení vichřicí (Wessolly, 1998).

Obrázek č. 1: Inclinometr

3.4.3. Metoda VTA (Visual Tree Assessment) Metoda VTA vychází z prací profesora Metthecka. Poskytuje vhled do interních strukturálních problémů nosných částí živých stromů, vně patrných formou změny jejich designu. Je založena na aplikaci teorií biomechaniky i empirických zkušenostech se stromy, jako konstrukcemi, které se sami optimalizují. Metoda je založena na třech základních principech:

Základním tvrzením je teorie konstantního napětí. Strom je systém, který reaguje na mechanické a fyziologické stresy zvýšením růstové aktivity tak, aby došlo k posílení oblastí se zvýšeným napětím, zatímco oblasti s nižším namáháním přirůstají méně. Stromy na tento typ zátěže odpovídají reakčním (adaptivním) růstem. Kvalitativní materiálové vlastnosti dřeva se mění pod vlivem působícího napětí tak, aby byl zajištěn uniformní stres, tedy stejnoměrné napětí ve všech nosných částech těla stromu. Vlastní praktické použití metody VTA spočívá ve vizuální kontrole vitality stromu a symptomů jeho biomechanického poškození a následného stanovení bezpečnosti stromu na základě typu dutiny, velikosti zbytkové stěny a vlastností dřeva pomocí přístrojových metod (Mattheck, 1992).

3.4.4. Metoda EHT (Evaluation of Hazard Trees in Urban Areas) Jedná se o metodu založenou na pracích Wagenera, 1963 a Paine, 1967, publikovanou v celkovém přehledu Pokorného, 1992. Tato metoda je založena na spíše empirickém přístupu k hodnocení vybraných defektů stromů. Na rozdíl od předchozích přístupů bere v potaz nejen hodnocení vybraných defektů a jejich vlivu na statické poměry stromu, ale zabývá se i klasifikací cílů pádu přítomných v okolí stromu. Autoři definují sedm základních defektů, kterými jsou: přítomnost hniloby, trhliny, problémy v kořenovém systému, větevní defekty, rakovina, špatná architektura koruny a odumřelé části. Pomocí bodové škály se následně hodnotí parametry jako jsou pravděpodobnost pádu, velikost defektní části, pravděpodobnost zásahu cíle pádu a další rizikové faktory.

3.5. Přístrojové metody V posledních letech byly vyvinuty četné přístrojové metody pro hodnocení provozní bezpečnosti stromů. Důvodem je skutečnost, že pouhým vizuálním posouzením není často možné spolehlivě zhodnotit některé z defektů, natož stanovit jejich vliv na statické poměry hodnoceného jedince. Využití diagnostických přístrojů je posledním krokem při posuzování míry rizika, které představuje existence stromů na hodnocené ploše. Vždy mu předchází využití vizuálních metod, kterými je možné většinu defektů nalézt a dostatečným způsobem popsat jejich vliv na statické poměry stromů. Užití diagnostických přístrojů je

omezeno na skupinu defektů, u nichž je obtížné či nemožné nalézt patrné defekty, příp. u nichž nelze s výhradním využitím vizuálních metod stanovit rozsah s dostatečnou mírou jistoty. V převážné většině je jejich využívání limitované na stromy rostoucí na silně frekventovaných stanovištích. Rozlišujeme přístrojové metody invazivní, destruktivní a nedestruktivní. Jako invazivní se označují postupy, při nichž dochází k zásahu do pletiv kmene. Zasaženy jsou maximálně obvodové vrstvy, které jsou fyziologicky nejvíce aktivní. Při destruktivních postupech dochází k průniku do jádrového dřeva. Z toho plyne, že invazivní postupy lze využít v podstatě kdykoli, kdy stav stromu a jeho pozice vyžaduje realizaci přístrojového testu. Mezi přístrojové metody patří: - metody bodového hodnocení - metody komplexního hodnocení - metody hodnocení nosného profilu (Kolařík, 2003)

3.6. Typy zatížení působící na strom 3.6.1. Vertikální zatížení Vlastní hmotnost stromu U nakloněných stromů má trvalé zatížení stromu vlastní hmotností jdoucí mimo jeho osu za následek navození ohybového momentu. Podle hmotnosti a stupně náklonu stromu dochází k dodatečnému zatížení mimo působení větru nebo sněhu. Objem stromu lze orientačně spočítat jako součin průměru kmene, jeho výšky a hodnoty označované fr, která je 0,6 - 0,8. Tato hodnota zohledňuje sbíhavost kmene, tedy to že kmen stromu se směrem vzhůru ztenčuje a nemůžeme s ním počítat jako s pravidelným válcem. Redukuje tedy objem kmene a zároveň zohledňuje listy a jemné větvičky. Hmotnost stromu můžeme následně určit jako součin objemové hmotnosti stromu a příslušného objemu.

Ostatní vertikální zatížení Zatížení stromu působící ve směru zemské přitažlivosti ovlivňuje sníh, led a déšť zachycený v koruně. Mokrý sníh často způsobuje lámání vrcholků a větví stromu nejen v horských oblastech. Díky vysoké hustotě sněhu (300-500 kg·m-3, extrém 800-900 kg·m-3) (Bühler, cit. in Vicena a kol., 1979) a ledu (400 kg·m-3) jsou větší vrstvy kritické (25 - 40 cm) (Vicena a kol., 1979).

3.6.2. Horizontální zatížení Horizontální zatížení stromu způsobuje vítr. Zatížení větrem je větší než zatížení vlastní hmotností. Jeho velikost závisí na náporové ploše koruny, jejím tvaru, hustotě vzduchu a rychlosti větru. Zatížení větrem je přenášeno působením páky, to jest ramena, které je dané vzdáleností místa působení silové výslednice větru, kterým je těžiště, od místa ukotvení stromu v půdě. Čím je tato vzdálenost větší, tím více se při konstantní síle zvětšuje ohybový moment. Vítr vanoucí nad povrchem je bržděn jeho nerovnostmi. Vzniká takzvaná hraniční vrstva. Teprve v jisté vzdálenosti od povrchu jeho brzdící efekt ustupuje. Různé krajinné nerovnosti stejně jako stromy a domy vítr většinou brzdí. Jen ve své blízkosti mohou vlivem tryskového efektu jeho rychlost zvyšovat. To znamená, že čím jsou překážky vyšší a hustěji umístěné, tím výraznější je jejich vliv na hraniční vrstvu. Dr. A. G. Davenportová nalezla vzorec pro rozdělení středních rychlostí větru v hraniční vrstvě blízké půdě, podle něhož se provádí propočet zatížení pro stavby. U stromů platí tentýž princip. Pro analýzu zatížení stromu větrem musíme brát v úvahu i vznikající turbulence a víry. Se zvyšující se zástavbou se zvyšuje i vliv turbulence. Proudění vzduchu je taktéž ovlivňováno topografickými polohami. Na závětrné straně svahu je síla větru nižší než je tomu na straně opačné, návětrné. Stejně tak i na horách vane vítr silněji něž v chráněných údolích. Rychlost větru je taktéž závislá na výšce a sklonu svahu.

3.7. Provozní bezpečnost a faktory, které ji ovlivňují Stav, kdy strom za standardních podmínek svou existencí neohrožuje své okolí pádem části koruny (suchých větví nebo vyhnilých kosterních větví) ani pádem celého kmene (zlomením nebo vyvrácením) nazýváme provozní bezpečností. Hodnocení provozní bezpečnosti spočívá v posouzení současného a minulého stavu stanoviště, strukturálních změn stromu a stanovení možných škod. Posuzované stromy můžeme zařadit do několika skupin potenciálních rizik. Rozlišujeme: •

Zanedbatelné riziko – sem řadíme stromy rostoucí na nepřístupném území s minimálním využitím.

•

Malé riziko – do této skupiny náleží jedinci nacházející se v otevřené krajině, v poli a na místech s příležitostným veřejným využitím.

•

Střední riziko – zahrnuje stromy rostoucí v zahradách, parcích, podél středně frekventovaných cest a v blízkosti příležitostně užívaných staveb a parkovacích ploch.

•

Vysoké riziko – tuto skupinu tvoří jedinci, kteří se nachází na frekventovaných místech.

3.7.1. Rozměry stromu Síly vznikající na jednotlivých částech stromu jsou sumarizované v každém větvení a přenášené kmenem a kořenovými náběhy do půdy. Důležitými parametry při stanovení provozní stability stromu jsou jeho výška, průměr kmene, tvar koruny a stav kořenového systému. Čím více koruna roste do výšky a šířky, tím větší je náporová plocha větru a strom musí reagovat tloušťkovým růstem kmene. Důležitá je tedy korelace mezi výškovým a tloušťkovým růstem stromu. Zda je toho daný jedinec schopen, závisí na tom, zda dokáže na svém stanovišti vyprodukovat dostatek asimilátů.

3.7.2. Sociální postavení stromu Strom rostoucí ve volné krajině a bez vlivu konkurence se vyvíjí jiným způsobem než stromy rostoucí ve skupině. Samostatně rostoucí strom může vytvořit

symetrickou korunu a není nucen k nadměrnému délkovému růstu. To je také důvod, proč je jeho stabilita s rostoucím věkem vyšší než u stromů rostoucích ve skupině. Strom rostoucí v lese svádí konkurenční boj s ostatními stromy o světlo, místo a dostupné živiny potřebné pro jeho optimální vývoj. Pouze stromy, jimž se podaří vyrůst za světlem, mohou přežít. Proto musí upřednostňovat délkový přírůst na úkor tloušťkového.Výjimkou jsou druhy, které snášejí stín. V případě zatížení větrem se však stromy v porostu chrání navzájem. V aleji, stejně jako ve skupině stromů, hraje významnou roli jejich odstup. Čím menší je vzdálenost stromů, tím vyšší je konkurence. Vlivem konkurence jsou stromy nuceny k rychlému výškovému přírůstu. V případě větrného zatížení se stromy v aleji dobře vzájemně chrání v podélném směru, při bočním zatížení jsou však bez ochrany. Uvádí se, že vhodný je odstup rovnající se průměru koruny vzrostlého stromu daného druhu. Důležité je rovněž nasměrování aleje. V případě, že je alej vysázena ve směru sever – jih, je vývoj stromů vyrovnanější, protože příkon světla je rovnoměrně rozložený mezi obě řady. Kdežto při růstu aleje ve směru východ – západ je severní řada stromů nucena k zesílenému výškovému přírůstu za světlem, zvláště při malém odstupu os. Jižní řada na to bude reagovat náklonem a poroste od sousedů přímo za světlem. Podobné situace nastávají v případě, kdy se strom nachází v zastavěné části, ve městě nebo na vesnici. Okolní stavby tvoří rovněž určitou ochranu při zatížení větrem. Může však nastat situace, kdy se mezi stavbami vytvoří větrný vír. Potom je strom při zatížení namáhán spíše krutem, což je problematičtější než namáhání ohybem.

3.7.3. Stanoviště Půda je dalším důležitým faktorem, který ovlivňuje vitalitu a tím i stabilitu stromu. Půda v městském prostředí a přirozené procesy, které v ní probíhají, jsou silně ovlivněny lidskými aktivitami. Půdní struktura určující provzdušnění, odvodňování i schopnost zadržovat vodu je více či méně změněna. Na obsah organických látek, dostupnost minerálů, kyselost i další charakteristiky mají vliv jak stavební činnosti, tak i nevhodné pěstební přístupy. Velmi častým problémem v městském prostředí bývá nadbytečné solení v zimním období, nevhodně zvolená technologie a nedodržení pracovních postupů. To velmi často způsobuje, že se ke kořenům stromů dostane takové množství soli, které způsobí jejich otravu. Problém výživy často více souvisí

i s ostatními faktory – zhutněním půdy, nedostatečným provzdušněním, suchou nebo zamokřenou půdou, napadením škůdci, znečištěním ovzduší, nebo poškozením herbicidy. Většina těchto faktorů ovlivňuje růst a zdravotní stav stromů více než obsah minerálů v půdě. Při plánování výsadby stromů v městském prostředí je tedy velmi důležité vhodně zvolit druh dřeviny, který bude schopen svými vlastnostmi odolávat podmínkám v tomto prostředí.

3.7.4. Dřevokazné houby Vlastní vznik a rozšiřování dutin je způsobeno rozkladem dřeva některou ze dřevokazných hub. Dřevokazné houby můžeme rozdělit podle typu rozkladu dřeva na houby bílého tlení (lignivorní), které kromě celuózní části dřeva štěpí i část ligninovou a houby hnědého tlení (celulózovorní), jenž rozkládají pouze celuózní složku dřeva. V dutině je potom možné rozeznat několik stádií hniloby, většinou od zabarveného dřeva bez výrazně změněných mechanických vlastností, až po zcela rozloženou hmotu (Černý, 1989).

Obr. č. 2: Hypoxylon deustum v místě kořenových náběhů

3.7.5. Defekty stromu 3.7.5.1. Dutiny Je zřejmé, že rozsáhlé dutiny mohou mít limitující vliv na statickou odolnost stromu, zejména v oblasti odolnosti proti zlomu. Dutina je však přirozený projev stárnutí u silných starých stromů a nemusí vždy znamenat staticky významný defekt. Vytváří také důležitý životní prostor pro početné druhy ptáků, hmyzu, ale i savců. Dutiny mohou vznikat jako následek poranění, hnilob nebo činností hmyzu a některých obratlovců. Vliv dutiny na stabilitu stromu je nutno posuzovat s ohledem na průměr kmene a tloušťku zbytkové stěny. Nosnost kmene je dána mechanickými vlastnostmi dřeva a geometrií kmene. Mechanické vlastnosti dřeva jsou stejné, kmen s dutinou ztrácí část materiálu. Geometrickou tuhost lze vypočíst podle vzorce pro moment průřezu (viz kapitola Metodika). Umocněním se zvyšuje účinnost využití materiálu a tak u silného kmene může být zachována stabilita, i když má jen tenkou zbytkovou stěnu (Wessolly, Erb, 1998, Praus, 2005).

3.7.5.2. Trhliny Mrazové trhliny se projevují jako podélné trhliny na kmeni. Častý výskyt je u listnatých dřevin jako jsou jilmy, duby, buky, jasany, javory aj. Příčinou jsou vysoké teplotní rozdíly mezi vnitřní částí kmene a jeho obvodovými partiemi. Prudké teplotní výkyvy vyvolávají napětí v pletivech kmene, které se vlivem nízké teploty rychle stahují. Tím vzniká napětí působící napříč vláken dřeva, které je špatně přenášeno a vzniká trhlina. Během oteplování se mrazová trhlina stáhne a zarůstá závalem silným několik centimetrů, kterému říkáme mrazová lišta. Otevřenými mrazovými trhlinami vnikají dovnitř kmene výtrusy rozličných patogenů, bakterií a hub. Trhliny poskytují vhodný úkryt i pro škůdce. Podélné trhliny mohou vznikat i torzí u silně prohnutých částí stromu nebo jako následek blesku.

3.7.5.3 Točitost kmene U rostoucích stromů je točitost pozorovatelná podle závitnicovitě probíhajících žebrovitých výčnělků. Nejčastěji se vyskytuje u přestárlých a řidších porostů. Vytvoření točitosti můžeme vysvětlit zešikmením příčných stěn kambiálních buněk. Ty se při růstu

do délky odklánějí od vertikálního směru a rostou šikmo klouzavým růstem. Točitost ovlivňuje fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva, zejména jeho pevnost.

3.7.5.4. Defektní větvení stromu Při vývoji stonků v přírodě dochází často ke vzniku chybných větvení, která mohou mít v průběhu času značný vliv na stabilitu koruny. K defektům větvení náleží zejména tlakové větvení, kodominantní výhony a mechanicky poraněná větvení.

Tlakové větvení Jedná se o případ, kdy kambium v místě větevního nasazení z důvodu nedostatku místa není schopné vytlačit lýko do korního hřebínku. Toto lýko a nad ním ležící kůra následně vrůstají mezi obě vrstvy dřeva – dřevo kmene a dřevo větve. Důsledkem je, že větev není spolehlivě spojená s kmenem. Strom se pokouší o stabilizaci těchto větví kompenzačním růstem po stranách větvení. Dochází tak ke vzniku typické boule po stranách takového větvení. Nebezpečí tohoto defektu spočívá v tom, že k jeho vlastnímu projevu, k rozlomení větvení, dochází často až po mnoha letech od jeho vzniku. Tlaková větvení mohou vznikat z několika důvodů. Jedním z nich jsou genetické vlohy. To se týká především některých taxonů s úzkým, sloupovitým vzrůstem. Dalším důvodem je nedostatek místa ve větvení. Tento případ se týká většinou solitérně rostoucích stromů postrádajících náležitou péči. Dostatečně osvětlené větve se vyvíjejí a tloustnou v malých odstupech, přičemž k vývoji chybného větvení může v těchto podmínkách dojít výhradně vlivem nedostatku prostoru pro tloušťkový přírůst. Tlaková větvení mohou vznikat také potlačením apikální kontroly. Tvar koruny především mladých stromů je výrazně formovaný existencí a růstem vrcholového (terminálního) výhonu. Pokud dojde k jeho poškození či odstranění, je narušena rovnováha fytohormonů (snížení podílu auxinů) a může dojít k poruchám růstu. Nejčastější poruchou je, že postranní větve ztrácejí svůj plagiotropní vzrůst a začínají se napřimovat do role vrcholového výhonu. V důsledku zmenšování úhlu větevního nasazení pak může lehce dojít ke vzniku tlakových větvení.

Kodominantní výhony Jedná se o větvení růstového vrcholu ve dva stonky se stejnou dominancí. Konečné postavení navzájem si konkurujících výhonů připomíná vidlici, proto často mluvíme o tzv. vidlicovitém větvení. Ve své podstatě se nejedná o typické chybné větvení, přestože zde strom nevytváří větevní kornout, na rozdíl od ostatních větvení s rozdílnou dominancí. Důležitá je ovšem skutečnost, že v důsledku přímého růstu vzhůru u obou částí kodominantního větvení dochází mezi nimi velmi často ke vzniku výše popsaného tlakového větvení. Skutečnost, že se ve větevním nasazení nevytváří ochranná zóna větve, znamená, že po odstranění jednoho z výhonů nastává zvýšené riziko vzniku infekce rány.

Mechanicky poraněná větvení Riziková jsou mechanická poranění vznikající v místech větvení, především u kosterních větví. Stržení kůry a odumření pletiv mohou způsobit oslabení větve v důsledku porušené komunikace s ostatními částmi stromu. Významné je i odumření kambia v místě poranění a následný deficit tloušťkového přírůstu (Kolařík, 2003).

Obr. č. 3: Příklad defektního větvení

3.7.6. Náklon stromu a asymetrie koruny Strom s asymetrickou korunou je zatížen kromě ohybového momentu při působení větru i kroutícím momentem vlivem umístění těžiště mimo osu vetknutí. To je problematické především u otevřených průřezů. Při krutu vzniká jako hlavní složka

napětí smykové a tahové kolmo na směr vláken, které dřevo kmene hůře přenáší (Požgaj a kol., 1997). Na zvýšené namáhání nejen vlivem náklonu vytváří strom jako odpověď reakční dřevo. Dochází tím ke zpevnění kmene nebo větve a příslušná část stromu se tak dostává do staticky vhodnější polohy. U listnatých dřevin se reakční dřevo tvoří v místě tahu. Má charakteristicky nepravidelnou stavbu, zvětšenou šířku letokruhů a zvýšený podíl letního dřeva. Vnitřní stavba buněčné stěny má želatinózní konzistenci, tzv. G – vrstvu. Tahové dřevo má vyšší hustotu než normální dřevo, ale jeho pevnost v tlaku je nižší. U jehličnanů se reakční dřevo vytváří v místě tlaku a také má rozlišnou anatomickou strukturu. Tlakové dřevo má pozměněnou sekundární vrstvu buněčné stěny. Ta má často pouze dvě vrstvy a druhá vrstva je silně vyvinutá. Reakční dřevo má rovněž vyšší hustotu než normální, ale je málo odolné vůči tahovému napětí. Nejdůležitější reakcí je ale adaptační růst, kterým vznikají asymetrické tvary kmene. Ty jsou pro nakloněné stromy typické (Mattheck, Breoler, 2003).

3.7.7. Materiálové vlastnosti Dřevo je anizotropní materiál. Stejně jako se liší anatomická stavba ve třech základních směrech, mění se i vlastnosti dřeva. Jsou tedy závislé jak na orientaci, tak i na směru. Dřevo namáhané ve směru vláken vykazuje několikanásobně vyšší pevnost a pružnost než ve směru kolmém na vlákna.

3.7.7.1. Hustota dřeva Hustotu můžeme definovat jako podíl hmotnosti tělesa v daném objemu. U domácích dřevin se pohybuje nejčastěji mezi 350 – 800 kg/m3. Hustota dřeva však není konstantní. Mění se v rámci druhu i jedince. Strom je u báze namáhán větším ohybovým momentem, proto je zde kambium více stimulováno a vytváří zde dřevo s vyšší hustotou a tedy s vyšší pevností.

3.7.7.2. Vlhkost dřeva Dřevo je ve vztahu k okolnímu prostředí hygroskopický materiál schopný přijímat nebo odevzdávat vodu. Voda ve dřevě ovlivňuje jeho vlastnosti a může se v něm vyskytovat ve třech formách a to jako voda chemicky vázaná, vázaná a volná.

Voda vázaná je navázána na vodíkové můstky ve volných prostorech buněčné stěny. Vázaná voda má největší vliv na mechanické vlastnosti. Voda volná je držena fyzikálními silami v kapilárách dřeva. Vyplňuje tyto volné prostory ve dřevě a udává se, že nemá vliv na mechanické vlastnosti dřeva. Obsah vody ve dřevě živého stromu je bez ohledu na druh vždy větší než 30%.

3.7.7.3. Mechanické vlastnosti dřeva Mechanické vlastnosti dřeva charakterizují schopnost dřeva odolávat účinku vnějších sil. Děj, při kterém dochází k interakci mezi působícími mechanickými silami a dřevem nazýváme mechanickým namáháním. Základní druhy mechanického namáhání rozlišujeme podle druhu napětí, které v tělese vzniká v důsledku působení vnější síly. Působením mechanických sil dochází ke změně tvarů a rozměrů dřeva, které nazýváme deformací. Odpor materiálu proti pružné deformaci vyjadřují moduly pružnosti, typické pro každý druh dřeva. Pevnost dřeva charakterizuje odolnost dřeva proti jeho trvalému porušení. Kvantitativně se pevnost vyjadřuje napětím, při kterém se poruší soudržnost tělesa – napětím na mezi pevnosti. Podle druhu namáhání se rozeznává pevnost v ohybu, tlaku a smyku. Údaje o pevnosti dřeva se zjišťují prostřednictvím zkoušek, kde se sleduje skutečné napětí v okamžiku porušení tělesa. Hodnoty pevností dřeva jsou závislé na metodice zkoušení. Mechanické vlastnosti jsou ovlivněny vlhkostí dřeva, hustotou, stavbou dřeva, teplotou, vadami a poškozením, druhem dřeva (Horáček, 2002).

3.7.8. Vliv lidské činnosti Hlavní příčinou odumírání nebo předčasného kácení stromů ve městech jsou stavební práce v jejich okolí. Stavební práce i ve velké vzdálenosti mohou změnit výšku hladiny spodní vody. Každá změna vodního režimu půdy může potom pro strom znamenat vznik závažných poškození, protože jeho kořeny jsou přizpůsobeny podmínkám stávajícím a často nejsou schopny rychle reagovat na poměry nové. Při stavebních pracích dochází často také ke zhutnění půdy stavebními stroji. Půda je složená z rozmanitých částic a pórů různé velikosti, které bývají zaplněné vzduchem a vodou. Stlačením půdy těmito stroji v prokořeněném prostoru dochází k ucpání a stlačení hrubých kapilár. Je tak porušena výměna plynů a především se redukuje obsah

kyslíku v půdě. Biologická aktivita silně klesá. Následně jsou ovlivněny i kořeny a většinou odumírají udušením. Jako nejcitlivější jsou uváděny buky, odolnější jsou vrby a olše. Dalším problémem při stavebních pracích je uvolňování stromů rostoucích ve skupinách. Tyto stromy, které se původně navzájem chránily, musí nyní vzdorovat podstatně vyšší zátěži větrem než předtím. Poškození mohou způsobovat také navážky, kterými se rozumí přechodné nebo trvalé návozy půdy v kořenové zóně. Ty potom redukují v různé míře výměnu plynů v níže ležících vrstvách. Jiným problémem jsou odkopávky. Prostor hlavních kořenů stromu se většinou rozprostírá

bezprostředně pod půdním povrchem a končí asi

v metrové hloubce. To znamená, že při každé odkopávce v oblasti kořenů dochází k jejich poškozování. Při pokládání kabelů v blízkosti stromu jsou často redukovány kořeny v blízkosti kmene a je ovlivněna odolnost stromu proti vyvrácení. Tomu lze zabránit použitím postupů, které strom obcházejí. Stromy jako jsou lípy velkolisté a malolisté bývají citlivé na zvýšené světelné záření, které může způsobovat také odraz od budov se světlými zdmi a obklady. V současné době je významným faktorem i znečištěné životní prostředí. Lidskou činností vznikají různé emise, pevné látky a více či méně škodlivé kapaliny. Tyto látky mohou způsobit různá poškození v závislosti na stanovištních poměrech. Tato poškození působí primárně na zdravotní stav stromu, čímž jsou oslabovány jeho obranné mechanismy a snižuje se jeho přírůst. U stromů, které se nachází v blízkosti pole nebo jiného místa, kde se v nadměrné míře používají různá hnojiva, dochází k případům, kdy používané látky podporují růst koruny a zároveň se snižuje růst kořenů. Tím se zvětšuje náporová plocha a zároveň se snižuje zakotvení stromu v půdě. V těchto situacích mohou opět vzniknout statické problémy. Zvláštní kapitolou je vandalismus.

3.7.9. Ostatní poškození 3.7.9.1. Poškození hmyzem, ptactvem a cizopasnými rostlinami Dospělý hmyz klade vajíčka na povrch kůry, do lýka nebo na obvod chodeb, které vyhryže ve dřevě. Larvy hmyzu se následně dřevem, kůrou nebo listy živí. Stejně tak i různé druhy ptáků vyklovávají v kmenech stromů otvory, které mohou být vstupní branou patogenů. Zdravý strom je schopen odolávat takto vzniklému poškození. Ke snížení obranyschopnosti stromu a následně i jeho stability dochází většinou z důvodu přemnožení některého druhu hmyzu nebo pokud dojde ke spolupůsobení dalších faktorů.

3.7.9.2. Mechanická poranění Při vnějších mechanických poraněních kmene nebo koruny je rozsah škod určován šířkou a hloubkou poranění. Tyto faktory určují, kolik cévních svazků bylo přerušeno a jaký vliv to bude mít na vitalitu stromu. Kromě toho i v tomto případě vznikají na stromě místa, která tvoří vstupní bránu patogenů. Velikost poranění rozhoduje o tom, jak rychle se stromu podaří zarůst ránu kalusem. Také lokalizace je rozhodujícím parametrem poranění. Zranění blízko intenzivně namáhaných míst (báze a větvení) jsou více nebezpečná.

3.8. Zásahy pro zajištění provozní bezpečnosti stromu 3.8.1. Stabilizační zásahy Péče o zajištění provozní bezpečnosti stromu zahrnuje dvě základní oblasti – zajištění odolnosti proti zlomu a odolnosti proti vyvrácení. Jako podklad pro realizaci jakéhokoli zásahu se záměrem stabilizace stromu je nutné provedení spolehlivé analýzy stavu a odhad takového zásahu, který představuje pro daný strom minimální destrukci, ale na druhé straně poskytuje dostatečný efekt z hlediska jeho stabilizace. Jako stabilizační zásahy jsou užívány v zásadě tři typy ošetření: instalace bezpečnostních vazeb, instalace podpěr, stabilizační řez (Kolařík, 2003).

3.8.1.1. Statické zajištění koruny Pokud je nutné zajistit nestabilní části koruny ohrožené vylomením nebo zabránit rozlomení V – vidlic, provádíme statické zajištění koruny. To je však smysluplné pouze tehdy, je- li strom jako celek stabilní. Zajištění přenáší pouze část sil z oslabené části stromu na jinou, stabilnější část. To znamená, že silnější část stromu musí být schopná absorbovat tyto dodatečně vznikající síly. Nesmí být touto zesílenou zátěží sama ohrožená. Typy bezpečnostních vazeb lze rozdělit podle mnoha kritérií. Rozlišuje typy destruktivní, a nedestruktivní. Dále je můžeme rozdělit na rigidní vázání, které neumožňuje po zavedení do koruny stromu volný pohyb jednotlivých částí nebo je výrazně omezuje. Naopak vázání flexibilní tento pohyb nijak výrazně neomezuje a ponechává stromu možnost reakce na působení charakteristických podmínek stanoviště,

jakož

i

volné

působení

samostabilizačních

mechanismů

stromu,

umožňujících nápravu narušené stability. Typem nedestruktivní vazby, který je v současné době považován za technologicky nejpokročilejší, je systém Cobra. Výhodou tohoto systému je schopnost automaticky se přizpůsobit zvětšujícímu se průměru kmene. Při rozhodování o tom, zda, jak a v jakých částech stromu bude vázání založeno, je třeba přihlédnout k důležitým hlediskům. Těmi jsou především taxon stromu a jeho specifické vlastnosti, aktuální vitalita stromu, požadavky na zajištění provozní bezpečnosti, ekonomické hledisko a následná péče o staticky jištěného jedince.

3.8.1.2. Podpěrné konstrukce I když podpěry nejsou standardním způsobem zajišťování korun stromů, jedná se o jeden z nejstarších způsobů, a i v současné době nacházíme případy, kdy se k tomuto způsobu musíme uchýlit. Jedná se především o případy, kdy koruna neumožňuje stabilizovat ohrožené větve spojením s větvemi stabilními. Nejčastěji se využívají podpěry ve tvaru písmene A a obdélníkové podpěry.

3.8.1.3. Zvýšení odolnosti stromu proti vyvrácení Při analýze škod po orkánech bylo v roce 1990 zjištěno (Wessolly, Vetter, 1998), že problémy s odolností proti vývratu mají především ty stromy, jejichž koruna je tvořena z více kmenů. Důvodem je, že při zátěží větrem dochází ke vzniku jak

statických, tak i dynamických efektů. Čím slabší a delší jsou části stromu, tím více kmitají a uskladňují energii získanou z větrného náporu. Tento děj nastává u dvojkmenů či u ,,kyticovitého“ větvení více kmenů. Energie dodávaná větrem je dále zesilována rozhoupáním nosných prvků. Každé rozkmitané těleso má vlastní kmitovou frekvenci, která se nazývá rezonanční frekvence. K nabuzení této rezonanční frekvence není třeba zvláště velkých sil. Podstatné je, aby silové rázy přicházely v rytmu shodném s rezonanční frekvencí tělesa. Větrný nápor se skládá z jednotlivých vírů, které přicházejí zpravidla nahodile, bez jasného schématu. Pokud ovšem vichřice trvá delší dobu, zvyšuje se pravděpodobnost, že k příchodu několika vírů ve správném rytmu opravdu dojde. Vzniklé výkyvy přenesené do koruny mohou vést k odlomení větví, rozlomení kosterního větvení nebo i k tzv. parodontóznímu efektu. Při tomto efektu, ke kterému může dojít pouze při déletrvajících vichřicích doprovázených silným deštěm, způsobí dlouhotrvající přenos sil do země ,,vykývání“ stromu v okolí kořenových náběhů. Vznikají trhliny v půdě a nakonec může dojít i k vyvrácení celého stromu. Toto pro stabilitu stromu kritické kmitání můžeme omezit či potlačit i velmi slabými jistícími lany. V tomto případě používáme částečně flexibilní lana, případně ještě s tlumiči rázů, kterými zachycujeme výkyvy ještě v podzátěžové oblasti. Kmen, který nemůže výrazněji kmitat, nemůže ani z větrných náporů přebírat velkou energii. Navíc tak potlačujeme i vznik kritické rezonance. Kromě zajištění koruny proti rozlomení tak omezujeme i vznik popsaného parodontózního efektu, a tedy i vyvrácení stromu (Kolařík, 2003).

3.8.2. Konzervační ošetření Při konzervačním ošetření stromů se obecně jedná o zásahy značně náročné, a to jak z hlediska časového, tak i z hlediska finančního. Před vlastním rozhodnutím zadavatele prací je proto třeba zohlednit všechny významné faktory, ovlivňující následně typ a rozsah zvoleného ošetření. Je nutné zhodnocení efektu ošetření, posouzení aktuálního stavu stromů, posouzení stability stromu po zásahu a volba technologie ošetření.

3.8.2.1. Ošetření mechanických poranění Mechanická poranění kmene a kosterních větví představují významný stresující faktor, protože otevírají brány průniku patogenních organismů do dřevní části. Pokud se podaří tomuto náporu zabránit nebo ho alespoň významně oslabit, ušetříme stromu značné množství energie. Snahou není poranění “něčím překrýt“, ale podpořit přirozené mechanismy stromu, aby se o toto překrytí postaral sám. Je-li poranění čerstvé, zásah zahrnuje: •

Začištění povrchu poranění.

•

Překrytí povrchu rány hmotou, zadržující vlhkost – zamezení odumírání živých buněk v blízkosti rány.

•

Obalení celé části kmene plastem (Shigo, 1991).

V případě, že je poranění již starší, doporučuje se, kromě začištění rány, přetření odumřelých pletiv na povrchu poranění penetračním nátěrovým prostředkem. Při nátěru penetrační látkou nesmí dojít k přetržení živých pletiv. Odumřelá pletiva bývají již s největší pravděpodobností infikována, proto se nedoporučuje na zatření povrchu rány použití prostředků, které by povrch neprodyšně překryly (Kolařík, 2003).

3.8.2.2. Sanace dutin Rozsáhlé dutiny mohou mít limitující vliv na odolnost stromu proti zlomu. Před započetím ošetření dutiny je proto nutné provést fytopatologický průzkum typu patogena působícího rozklad a statické posouzení stromu. Poměrně významným problémem může být vliv sanace dutin na další organismy v nich žijící. Sanace dutiny začíná jejím vyčištěním. V dutině je možné rozeznat několik stádií hniloby. Infikovaná rozpadající se hmota je pro dřevokaznou houbu místem, odkud čerpá živiny pro svůj růst. Odstraněním této části hniloby dojde k oslabení patogena. Dalším pozitivním vlivem tohoto zásahu je odvětrání dutiny, což má za následek snížení vlhkosti a tím další inhibici růstu hyf hub. Dutiny se čistí pouze na úroveň zabarveného dřeva s minimálně narušenými mechanickými vlastnostmi. Postup za tuto hranici je hrubou technologickou chybou, protože tím porušujeme přirozeně se vytvářející obranné mechanismy stromu, zabraňující průniku patogena do zdravých částí stromu. Při čištění dutin narážíme na existenci adventivních kořenů. Ty ponecháme v dutině bez poškození. Vnitřní stěny jsou následně ošetřeny nátěry, jejichž

účelem je oslabit pronikajícího patogena a co nejdéle zachovat mechanické vlastnosti dřevní hmoty v nezměněném stavu. Funkčnost chemického ošetření lze zvýšit jeho pravidelným opakováním. Ovšem představa, že napuštěním stěn dutiny některým z prostředků znemožníme další růst dřevokazných hub v dutině, je mylná. Chemickým ošetřením jsme schopni patogena oslabit, zpomalit jeho postup, ale v žádném případě ne jej zcela zlikvidovat (Čermáková, Wágner, Žďárský, Kolařík, 2002).

3.8.3. Řez stromů Stromy ve svém přirozeném prostředí (v našich podmínkách většinou v lese) nejsou na řezu závislé. Z vývojového hlediska jej neznají a ani nepotřebují. Nefunkčních větví se zbavují samy v součinnosti zastínění spodních partií koruny okolními stromy a aktivity různých mikroorganismů. V koruně tedy zůstávají pouze větve, které nesou efektivní listový aparát. Poněkud jiná situace nastává u stromů v antropogenním prostředí. Stromy zde rostou nikoli proto, že zde nalezly vhodné podmínky pro růst, ale proto, že je zde vysadil záměrně člověk. Vývoj těchto stromů a jejich porostů nelze tedy ponechat pouze na přirozené sukcesi. Máme-li skutečný zájem o zachování konkrétních stromů v dobrém stavu, v neposlední řadě neohrožujících své okolí, je třeba jim věnovat patřičnou péči. Její součástí je i kvalitní řez, který zejména u soliterně rostoucích jedinců, nahrazuje i absenci vlivu okolního porostu. Řez je stromy vnímán vždy jako poranění. Práce se stromy, včetně jejich řezu, je prací s živými organizmy. Na základě znalostí z biologie stromů musí být každý, kdo se zabývá péčí o dřeviny, schopen sám zodpovědně rozhodnout, zda je či není v konkrétním případě řez stromu nutný a v jakém rozsahu je třeba jej realizovat. Poté volí s ohledem na cíl optimální způsob řezu. Tento rozhodovací proces je ovlivněn především: - požadovanou funkcí stromu - biologickými potřebami stromu - aktuálním zdravotním stavem, vitalitou a provozní bezpečností stromu - možnými negativními důsledky vyplývajícími z případného řezu - osobními znalostmi a zkušenostmi a navrhovaným způsobem řezu - technickým a technologickým vybavením, jež je k dispozici - konkrétními organizačními aspekty, jež s řezem souvisí

- požadavky jiných oborů a názory veřejnosti - platnou legislativou Technologie řezu rozhoduje jak o provedení řezu s ohledem na druh, věkové stádium a vitalitu stromu, tak i o požadované funkci řezu vzhledem k umístění a stavu stromu. Lze říci, že technologie řezu je zcela specifická pro každý strom. Jednotlivé typy řezů členíme z časového hlediska i cíle, který jím sleduje na: - řezy zakládací - řezy udržovací - řezy speciální - kácení (likvidační řez)

Řezy zakládací se provádí u mladých stromů v období jejich intenzivního růstu. Dále sem řadíme řez při výsadbě stromů na trvalé stanoviště a řezy, které formují korunu stromu do habitu typického pro daný taxon. Udržovací řezy provádíme u vzrostlých jedinců, kteří překlenuli období intenzivního růstu. Cílem je zajistit jejich dlouhodobou funkčnost a omezit na minimum jejich případné negativní působení na okolí. Udržovací řezy jsou : - zdravotní řez - bezpečnostní řez - redukční řez

Zdravotní řez je nejběžnější a v současné době i nejvíce používaný typ udržovacího řezu. Tento řez je řezem komplexním. Cílem je zabezpečení dlouhodobě vysoké funkčnosti stromu, při udržení pokud možno co nejlepšího zdravotního stavu, vitality a provozní bezpečnosti. Je opakován v několikaletých intervalech, nejméně alespoň jednou za 8 -10 let, samozřejmě s ohledem na aktuální stav stromu. Provádí se v období plné vegetace. V případě bezpečnostního řezu se v podstatě jedná o minimální variantu zdravotního řezu, účelově zaměřenou na splnění požadavků provozní bezpečnosti stromu. Je relativně levný a má své místo tam, kde není efektivní investovat do nákladného zdravotního řezu. Bezpečnostní řez odstraňuje větve suché, mechanicky poškozené, nalomené či zlomené, větve volně visící v korunách a bezprostředně hrozící svým pádem.

Redukční řezy jsou zaměřené buď na snížení hustoty koruny, nebo na určitý typ obvodové redukce. V rámci těchto řezů jsou řešena i problematická větvení, odstraňování suchých a infikovaných větví apod. Stabilizační řez je specifickým případem redukčního řezu. Wessolly uvádí, že prosvětlovací řez nevede k žádnému významnějšímu zvýšení propustnosti koruny pro větrnou zátěž. Při náporu větru se totiž listy přirozeně pokládají ve směru větru, čímž se zmenšuje náporová plocha, na níž vítr působí. Hodnota přirozeného aerodynamického odporu korun živých stromů (Cw) se pohybuje kolem hodnoty 0,3. Oproti tomu odstranění relativně malé části větví v nejvrchnější části koruny může provozní bezpečnost ovlivnit velmi výrazně. Dochází tak ke snižování těžiště, v němž větrná zátěž působí. Snižování koruny probíhá pouze u větví nejvyšších řádů, přičemž vzniklé rány většinou nepřesahují velikost 5 cm. Řez nesmí znehodnotit přirozenou architekturu koruny ani umožnit průnik infekce do řezných ran. Řez na větevní límeček, který je veden přesně v místě nasazení dceřiné větve na větev mateřskou (popř. kmen) a končí před korním hřebínkem, je v současné době doporučovaným typem řezu, neboť respektuje přirozenou stavbu stromu a biologii jeho růstu a vývoje (Kolařík, 2003).

4. Materiál Všechny sledované stromy patří do čeledi lípovité (Tiliaceae), rodu Tilia. Konkrétně se jedná o druhy: lípa velkolistá (Tilia platyphyllos Scop.), lípa srdčitá (Tilia cordata Mill.) a křížence (Tilia x europaea L.). Veškeré měřené exempláře se nachází ve městě Vyškov a přilehlých obcích Medlovice, Rybníček a Pustiměř. U každého jedince byl měřen průměr, výška, odhadovaná tloušťka borky a sledovány všechny defekty stromu.

4.1. Charakteristika rodu Tilia Rod Tilia zahrnuje přibližně 35 druhů, které jsou domovem v mírném pásu severní polokoule. Všechny druhy se mezi sebou plodně kříží a kříženci, často popisovaní jako druhy, se běžně vysazují i v parcích a spontánně se šíří ve volné přírodě. Pěstuje se též mnoho cizích druhů, které se druhotně šíří i v křížencích s druhy domácími.

4.1.1. Lípa srdčitá (Tilia cordata Mill.) Lípa malolistá je až 30 m vysoká a tvoří statné, zaoblené pyramidální koruny nesené rovným kmenem. Kůra je zpočátku hladká, šedá, později přechází v popraskanou a nakonec zvlněnými podélnými brázdami protkanou, hrbolatou borkou. Větve jsou příkře vzpřímené, pouze u starých stromů také dolů ohnuté a k zemi skloněné. Letorosty jsou přinejmenším na horní straně hnědavě červené se světlejšími lenticelami, lysé nebo téměř lysé. Pupeny jsou pouze se dvěmi nestejně velkými pupenovými šupinami, vejcovité, hladké, leskle červenohnědé. Listy má střídavé, v obryse skoro okrouhlé, s velmi krátkou, štíhlou, avšak zřetelně znatelnou špičkou, na bázi srdčitě vykrojené a někdy zkosené. Na okraji jsou pravidelně pilovité, na líci leskle tmavozelené, na rubu modrozelené a v paždích žilek s rezavě hnědými chomáčky chlupů. Květy jsou po čtyřech až dvanácti v převislých květenstvích nebo všestranně odstávající. Kališní a korunní lístky jsou bělavé.

Plod je kulovitý oříšek, jen asi 6 mm velký, lysý, bez vyniklých žeber (Kremer, 1984). Lípa má kůlový kořen krátký, ale silný. Vedlejší kořeny jsou dlouhé, bohatě rozvětvené. Strom dobře kotví na stanovišti, netrpí vývraty. Při povrchu se vytvářejí nápadné hrbolaté kořeny. Je původní téměř v celé Evropě a tvoří rozsáhlé lesy na Krymu a Kavkaze. Pěstuje se až k polárnímu kruhu od nížin až do hor. V souvislých porostech se často vyskytuje v křovité formě. Dožívá se až 500 let a vždy byla často vysazována. Můžeme se sní tedy setkat na starých vesnických návsích, u kostelů, křížků a kapliček. S oblibou se vysazuje také v alejích a ochranných lesních pásech. Včelaři je velmi oblíbena v době květu, kdy poskytuje velké množství kvalitního světlého nektaru. Je též velmi často používána v lidovém léčitelství. Lípa malolistá dává přednost místům s lehce kyselými, spíše chudšími půdami s kontinentálním klimatem bez velkých srážek patří mezi naše nejvýraznější stín snášející dřeviny. Na půdu má skromné nároky, nejlépe se jí daří v hlubokých, vlhčích, minerálně bohatých půdách. Roste ale i na stanovištích skalnatých, kde tvoří nízké, uzlovité koruny. Vyžaduje ale dostatek vláhy, nebo alespoň vyšší vzdušnou vlhkost. Opad listů zlepšuje průběh humifikace. Hodí se proto jako meliorační dřeviny pro některé typy půd (Kremer, 2003).

Sadovnické použití Lípa malolistá je jedním z nejoblíbenějších druhů s velkou krajinářskou hodnotou. Vedle dubů a javorů tvoří hlavní stromovou složku v parcích, kde se vysazuje do skupin i jako solitera. Je to také výborný alejový strom pro použití do volné krajiny, do vesnic i do měst. Vzhledem k tomu, že harmonuje téměř se všemi listnáči, může se používat i ke zmírnění kontrastů. Mezi jehličnany se nejlépe uplatní s borovicí. Tento druh je odolný vůči mrazu. Nevydrží však na zasolených půdách. Přesazování snáší velmi dobře. V případě zhutněních nebo zadlážděných povrchů je lépe použít jiné druhy, protože Tilia cordata zde na podzim brzy ukončuje vegetaci (Kavka, 1995).

4.1.2. Lípa velkolistá (Tilia platyphyllos Scop.) Jedná se většinou o velmi statný strom, vysoký i 35 až 40 m, s velkou, vysoko klenutou, poměrně hustě uzavřenou korunou. Větve jsou převážně vzhůru směřující a paprsčitě rozložené, jen ve spodní části též k zemi skloněné. Borka je tmavošedá nebo šedohnědá. Letorosty zelenavě červené, skoro vždy sametově chlupaté, jen zřídka zcela lysé. Pupeny jen se dvěmi nestejně velkými šupinami, podlouhle oválné, vpředu zaokrouhlené, červenohnědé. Listy jsou střídavě postavené, srdčité, skoro stejně dlouhé jako široké, vroubkovaně pilovité. Zuby vesměs kupředu směřující, na líci matně tmavozelené s jemnými chlupy, na rubu světleji zelené a pouze na větších žilkách sametově chlupaté, v paždích žilek se světlými, bělavými chomáčky chlupů. Okraje listů převislé. Květy mají žlutavě bílé zbarvení, jsou uspořádány po dvou až šesti v převislém, hroznovitém nebo latnatém květenství, jehož osa je přibližně do poloviny srostlá s velkým, žlutavě zeleným podpůrným listenem. Kališních lístků je pět, žlutavě bílých, korunních lístků pět, velmi úzkých, žlutých. Oříšek kolem 1 cm velký, podlouhle kulovitý, se třemi až pěti vystupujícími hranami, chlupatý. Kořenový systém je silnější a bohatěji rozvětvený než u ostatních druhů lip. Kůlový kořen je sice krátký, ale silný a vytváří brzy dlouhé a nepříliš silné postranní kořeny. Ty se už blízko u kmene dále větví a nesou krátké kořeny postranní. Je odolnější proti vývratu než ostatní druhy. Staré stromy mívají daleko sahající kořeny, vystupující na povrch. U nás se vyskytuje od nížin po pahorkatiny, ve vyšších polohách jen ojediněle. Celkově roste ve střední, západní a jihovýchodní Evropě, na severu po Dánsko, na východě po západní Ukrajinu, na jihu až po jižní Itálii, izolovaně pak na jihu Švédska, v Malé Asii a na Kavkaze (Kremer, 2003).

Sadovnické použití: Použití tohoto druhu je stejné jako u T. cordata. Pro výsadby do městských stromořadí se hodí lépe než T. cordata. Snáší dobře městské klima (lépe než T. cordata), řez a je zcela odolná proti mrazu (Kavka, 1995).

Tilia cordata Mill. a Tilia platyphyllos Scop. se navzájem kříží a jsou spojeny četnými přechody. Jejich kříženec je označován jako Tilia x europaea L..

4.1.3. Další druhy rodu Tilia, které lze použít do městského prostředí Tilia tomentosa Muenchh. – lípa stříbřitá Je sice náročnější na světlo než ostatní druhy lip, ale roste ještě v polohách 450 - 500 m n. m. Na půdu je velmi skromná a snáší i chudé a vysychavé půdy. Je odolná proti mrazu a patří mezi nejodolnější stromy pro výsadby do měst. Přesazování snáší dobře a harmonuje se všemi listnáči. Velký význam má pro výsadby do městských stromořadí, protože snáší mnohem lépe sucho než ostatní lípy.

Tilia x euchlora K. Koch – lípa krymská (zelená) Celkově je málo náročná. Snáší i suchá stanoviště a nízkou vzdušnou vlhkost. Při prosvětlení hustého porostu snadno obrůstá. Ve větších parcích se vysazuje především jako solitera nebo na okraji skupin listnatých stromů. Je velmi vhodná k vysazování do alejí a stromořadí v městských ulicích.

Tilia americana L. – lípa americká Používá se jako solitera do velkých parků. Velmi dobře se uplatňuje do stromořadí v širokých ulicích měst. S ostatními stromy kontrastuje. Je odolná proti mrazu a snáší přesazován (Kavka, 1995).

5. Metodika 5.1. Metodika sběru dat 5.1.1. Měření průměru Průměr se měří ve výšce 1,3 m nad zemí. V případě eliptičných kmenů se měří ve dvou směrech na sebe kolmých a výsledek se následně určí jako aritmetický průměr obou hodnot. Pokud se na kmeni nachází nerovnosti (boule, poranění apod.), změří se průměr pod nebo nad nerovností a tato hodnota se následně interpoluje na výšku 1,3 m. Pro měření se používá obvodové pásmo. U každého jedince se změří obvod v 130 cm nad zemí a následně se vypočítá průměr pomocí vzorce pro obvod kruhu: O= π·d kde:

O - obvod stromu v 1,3 m d - průměr kmene v 1,3 m

5.1.2. Měření výšky Výška stromu je definována jako vzdálenost mezi bází kmene a vrcholem koruny. K měření byl použit výškoměr značky Silva, který je založen na principu podobnosti rovnoramenných trojúhelníků. Pro zjištění výšky je třeba určit odstupovou vzdálenost, z přístroje pak odečítáme přímo hodnotu na stupnici. Odstupová vzdálenost se měří pásmem.

5.1.3. Zjišťování zdravotního stavu stromu U každého stromu je nutné sledovat i veškerá poškození. Jedná se především o poškození koruny a kmene jako jsou korní spála, mrazové trhliny, odlomení větví, přítomnost V – vidlice, rozštípnutí kmene, přítomnost dutin a mechanická poranění. Důležitá je též přítomnost dřevokazných hub.

5.2. Postup metody vycházející ze strukturální analýzy Strom může být považován za vetknutý nosník, který je vystaven převážně ohybovému namáhání, které je způsoben větrem. Při posuzování stability tedy zjišťujeme, jak velká síla na strom s určitými parametry působí. Ze zjištěné síly jsou vypočtena normálová napětí. Porovnáním hodnot normálových napětí σ norm s hodnotou pevnosti dřeva σp je stanoven tzv. bezpečnostní faktor SF (Niklas, 1992, Wessolly, Erb, 1998). Ten určuje hodnotu stability stromu.

SF =

σ norm σp

Vstupními daty jsou tedy druh stromu, jeho výška a průměr v 1,3 m nad zemí.

5.2.1. Výpočet síly v programu Treestab Pomocí programu Treestab, jehož autorem je Ing. Petr Koňas, Ph.D., se z digitální fotografie zjistí plocha koruny, příčné rozměry a souřadnice těžiště stromu a v závislosti na zvoleném rozložení rychlostí proudění vzduchu následně vznikající síla a ohybový moment.

5.2.2. Výpočet síly Síla je vypočítána podle Newtonova vztahu pro odpor proudící kapaliny F = 0,5 ⋅ C w ⋅ ρ ⋅ ∫ v 2 ⋅ dA kde A je plocha koruny, dA je diferenciální změna plochy, ρ je hustota vzduchu (1,293 kg·m-3), Cw je aerodynamický odpor vzduchu koruny, v je rychlost proudění vzduchu. Hodnota Cw je závislá na rychlosti větru a druhu, je funkcí struktury koruny a rychlosti větru. Minima dosahuje při rychlosti 9 (20 m·s-1). Pro běžné domácí druhy lze počítat s hodnotami 0,20 - 0,43 (Wessolly, Erb, 1998, Mayhead, 1973) dle druhu stromu. Od této rychlosti zůstává hodnota Cw konstantní (Peltola et. al., 2000). Návrh hodnoty Cw při plném olistění pro zátěž vichřicí pro rod Tilia je 0,25 (Stuttgartský katalog, Wessolly, Erb, 1998). Výška stromu, tvar koruny a případný náklon stromu ovlivňují umístění těžiště.

Čím výše se těžiště nachází, tím větší je páka, která přenáší větrný nápor na kmen.

Pokud strom stojí šikmo, zvyšuje se ohybové zatížení v orkánu doplňkovým ohybovým momentem. Rychlost větru se kterou se uvažuje je 130 km·h-1 (31 m·s-1). Podle Beaufortovy stupnice síly větru se jedná o stupeň 12. Z výše uvedené rovnice se zjistí výsledná síla větru pro každý strom.

Dalším krokem je určení maximálního ohybového momentu na bázi kmene pro každý strom. Ohybový moment vyjadřuje silové působení dané zatížením stromu větrem v různých výškách. Je tedy vypočítán jako součin silové výslednice v dané výšce a délky ramene, tzn. výškou těžiště. Ohybový moment se tedy vypočte podle rovnice: M = F ⋅l

kde:

M – ohybový moment na bázi kmene F – síla větru l – rameno páky tzn. výška těžiště

V dalším kroku se zjistí pro každého jedince modul průřezu. Ten je dán vztahem: W =

π ⋅d3 32 W- modul průřezu

kde:

d – průměr stromu

Z takto zjištěných hodnot můžeme následně určit u každého jedince ohybové napětí větrem:

σ norm = kde:

M W

σnorm– ohybové napětí M – ohybový moment W – modul průřezu

5.2.3. Výpočet stability Ohybové napětí, které bylo vypočítáno podle výše uvedeného vztahu, dáme do poměru s tabulkovou hodnotou pevnosti. Jako pevnost je určena hodnota meze úměrnosti dřeva v tlaku ve směru vláken. Je to bod, od nějž vznikají ve struktuře dřeva trvalé deformace a dřevo je tak považováno za dále neschopné plnit mechanickou a vodivou funkci. Pro lípu je tato hodnota určena na 20 MPa (Wessolly, Erb, 1998).

Výsledná, procenticky vyjádřená odolnost proti zlomu, označená jako X je potom dána vztahem:

x=

σ norm ⋅ 100 [%] σp

5.3. Postup metody SIA Vlastní použití metody SIA se zakládá na pěti diagramech (A – E). Vstupními hodnotami jsou: druh stromu, průměr kmene, tloušťka borky, výška stromu, tvar koruny, pro hodnocení ochranného vlivu aleje i rozestup stromů v aleji.

5.3.1. Stanovení základní hodnoty stability •

Vyhledáme diagram A pro daný druh stromu (viz. obr.4).

•

Pro změřenou výšku stromu a stanovený tvar koruny odečteme z křivky diagramu A tabulkový průměr kmene – tedy nutný průměr, který by daný jedinec měl mít na konkrétním stanovišti, aby se jeho základní hodnota stability rovnala 100%.

•

Zjistíme pro hodnocený strom tzv. čistý průměr kmene (průměr kmene – 2·síla borky) a tento vydělíme tabulkovým průměrem kmene.

Obr. č. 4: Diagram A

•

Získanou hodnotu vyneseme na křivku diagramu B (viz obr. 5) a na spodní stupnici přímo odečteme základní hodnotu stability daného jedince. Tímto prvním krokem tedy získáváme základní hodnotu stability, procenty vyjádřenou míru bezpečnosti proti zlomu.

Obr. č. 5: Diagram B

5.3.2. Zjištění vlivu příp. dutiny na statické poměry stromu Ke kroku 2 přistupujeme v případě, že hodnota základní stability je vyšší než 100% a strom vykazuje známky existující dutiny. Metoda SIA definuje minimální zbytkovou stěnu, při níž strom bude ještě mít základní hodnotu stability rovnou 100 %. Vzhledem ke značným problémům se zjišťováním reálné zbytkové stěny dutiny vychází z předpokladu, že pokud spočtená zbytková dutina je výrazně nižší oproti vizuální odhadnuté zbytkové stěně reálné, není třeba podstupovat další komplikované měření. Postup v rámci tohoto kroku hodnocení je následující:

•

Vydělíme číslo 100 základní hodnotou stability stromu a vyneseme do diagramu C (viz obr. 6).

•

Vynásobením získané hodnoty čistým průměrem kmene dostáváme nutnou zbytkovou stěnu dutiny. Výsledek počítá s uzavřeným profilem.

•

V případě, že dutina je otevřená, je možné výsledek dále rámcově upravit pomocí obrázků, uvedených v manuálu za diagramem C.

Obr. č. 6: Diagram C

5.3.3. Zhodnocení ochranného vlivu aleje Pokud stromy rostou v aleji, jsou ze stran chráněny okolními jedinci před větrným prouděním. Jejich nutný průměr je tedy nižší než v případě, kdy by rostly soliterně.

•

Odstupovou vzdálenost mezi jednotlivými stromy v aleji vydělíme výškou hodnoceného stromu.

•

Získané číslo vyneseme proti křivce a na levé straně grafu odečteme faktor, kterým vynásobíme hodnotu stability daného jedince. Tento faktor vyjadřuje zvýšení stability stromu ochranným vlivem okolních stromů.

5.3.4. Navržení eventuálního stabilizačního řezu K tomuto kroku přistupujeme v případě, že základní hodnota stability je příliš nízká a je nutné strom stabilizovat. Autor metody SIA jako stabilizační zásah navrhuje sesazení obvodu koruny. Tento zásah nesmí výrazněji ovlivnit habitus koruny a musí se pohybovat pouze v oblasti slabých větví (průměr cca. 5 – 10 cm). Můžeme postupovat dvojím způsobem: 1. Chceme docílit zvýšení základní hodnoty stability na úroveň 100 %.

•

Spočítáme si, kolikrát se musí zvýšit základní hodnota stability stromu, aby dosáhla požadované úrovně 100 %.

•

Z diagramu D (viz obr. 7) vybereme křivku odpovídající tvaru koruny hodnoceného stromu a po odečtu na levé stupnici zjistíme navrhovanou úroveň stabilizačního řezu.

2. Chceme zjistit efekt řezu na hodnotu stability daného stromu.

•

Z diagramu D vybereme křivku odpovídající tvaru koruny hodnoceného stromu.

•

Zjistíme, o kterou konturu se při plánovaném zásahu jedná a odečtem na spodní stupnici získáme koeficient, kterým vynásobíme základní hodnotu stability stromu.

Obr. č. 7: Diagram D

5.4. Statistické vyhodnocení U porovnávaných souborů byly za účelem srovnání vyhodnoceny tyto charakteristiky analyzovaných souborů :

•

Minimum

•

Maximum

•

Medián

•

Modus

•

Aritmetický průměr

•

Rozptyl

•

Směrodatná odchylka

•

Variační koeficient

5.4.1. Test normality Testů normality existuje celá řada a jsou založeny na různých principech a předpokladech. V našem případě byl použit jeden z jednodušších testů, který je založen na odděleném posuzování šikmosti a špičatosti. Tento typ testu má tu výhodu, že můžeme zjistit, která charakteristika tvaru způsobuje odchylku od normality.

Testujeme nulovou hypotézu H0: Výběr pochází ze základního souboru s normálním rozdělením. Testové kritérium má dvě části, část A1 testuje šikmost, část E1 testuje nesouměrnost.

kde hodnotu A vypočítáme pomocí vztahu:

Testové kritérium E1 vypočítáme:

kde hodnota E je dána vztahem:

Nulovou hypotézu přijímáme, jestliže platí: A1 a současně E1≤zα/2, kde zα/2 je kvantil normovaného normálního rozdělení N (0,1). Pokud alespoň jedno testové kritérium nevyhoví této nerovnosti, nulová hypotéza se zamítá (Meloun, Militký, 1994).

5.4.2. Wilcoxonův test pro párové hodnoty Výsledné hodnoty obou použitých metod byly porovnány pomocí Wilcoxonova testu pro párové hodnoty. Je to neparametrická obdoba párového t-testu. Testujeme hypotézu H0: Medián rozdílů je nulový. H1: Medián rozdílů je různý od nuly. .

•

Podobně jako při t-testu pro párové hodnoty vypočítáme rozdíly (diference, di) mezi naměřenými hodnotami, které tvoří pár. Hodnoty di mohou být záporné, rovny nule nebo kladné. Hodnoty nulové a jim odpovídající páry hodnot při dalším postupu neužijeme.

•

Nenulové hodnoty seřadíme podle velikosti (bez ohledu na znaménko) a přiřadíme jim pořadové číslo. S přiřazenými pořadovými čísly pracujeme jako s hodnotami souboru.

•

K přiřazeným pořadovým číslům potom připíšeme znaménko příslušné hodnoty.

•

Kladné hodnoty pořadových čísel a rovněž záporné hodnoty pořadových čísel sečteme.

•

Platí-li nulová hypotéza, je rozdíl mezi součtem kladných a součtem záporných pořadových čísel minimální. Čím více se oba výběry od sebe liší, tím větší je rozdíl obou součtů.

•

Označíme-li menší hodnotu obou součtů písmenem W a platí W≤W

α, n,

kde Wα

je kritická hodnota stability W při platnosti H0 pro mez významnosti α a počet nenulových diferencí, nulovou hypotézu nepřijímáme (Meloun, Militký, 1994).

6. Výsledky 6.1. Výsledky terénního šetření Vstupní hodnoty byly měřeny u 56 jedinců. Průměrná výška stromů je 15,54 metrů, průměrná výčetní tloušťka 0,65 metru. U většiny stromů nebyly zaznamenány žádné významné defekty a poškození. U 15 jedinců byla zjištěna nevhodná struktury koruny, u 10 přítomnost suchých větví v koruně. Jen ve dvou případech se vyskytovala otevřená dutina. U stromu č. 31 byla určena přítomnost houby

Hypoxylon deustum Hoffm.

6.2. Výsledky statistických šetření Vzájemná poloha aritmetického průměru a mediánu u hodnot stability podle obou metod indikuje výskyt extrémních hodnot a odchýlení od normálního rozdělení. Tuto domněnku potvrzují i hodnoty variability, které činí u stability podle metody vycházející ze strukturální analýzy 54,91% a metody SIA 62,78%. Vzhledem k tomu, že kritická hodnota Wα je vyšší než hodnota menšího součtu pořadí, nulovou hypotézu nepřijímáme. Znamená to, že výsledné hodnoty stability podle strukturální analýzy a metody SIA se významně liší. Z celkového pohledu jsou hodnoty stability u postupu vycházejícího ze strukturální analýzy vyšší než hodnoty podle metody SIA. Naopak je tomu pouze v 9 případech. Průměrná hodnota rozdílu hodnot stability je 143,66%. Nejvyšší rozdíly mezi hodnotami stability byly zjištěny u stromů č. 46-56. Ty se pohybují v rozmezí 336-651%.

Tab. 1: Základní statistické charakteristiky výsledných hodnot metody vycházející ze strukturální analýzy Ohybový Ohybové Těžiště Plocha Výsledná moment napětí Stabilita [m] [m2] síla [kN] [kN/m] W min [cm2] [MPa] [%] Suma

489,97 6080,2

793,18

8047,07

1838098,31

285,82

27811

Aritmetický průměr

8,75

108,57

14,16

143,69

32823,19

5,11

496,63

Medián

8,68

106,43

13,91

122,3

29527,34

4,71

425

Modus

x

x

x

x

35137,83

x

487

Rozptyl

6,98

2979,4

50,52

6,98

74363,7

Průměrná odchylka

2,3

44,01

5,65

82,92

18919,27

1,86

195,58

Směrodatná odchylka

2,64

54,59

7,11

105,53

32918,35

2,64

272,7

Variační koeficient

30,21

50,28

50,19

73,4

100,29

51,68

54,91

Minimum

3,87

19,56

2,73

10,57

2122,13

1,3

117

Maximum

14,53

322,92

42,14

612,44

225798,83

17,11

1538

11136,83 1083617700

Tab. 2: Základní statistické charakteristiky hodnot vypočítaných metodou SIA

Výška stromu [m] Suma

Průměr Tloušťka v 1,3 m borky [cm] [cm]

Průměr bez Tabulkový kůry průměr Stabilita [cm] [cm] [%]

870,5

3659

100

3459

2364

19766

15,55

65,34

1,79

61,77

42,22

352,97

15,75

67

2

63,5

41

292,5

20

71

2

67

36

108

19,03

370,26

0,24

348,22

135,64

49101,65

Průměrná odchylka

3,79

14,62

0,39

14,17

9,24

168,64

Směrodatná odchylka

4,37

19,25

0,49

18,67

11,65

221,59

19,03

29,46

27,38

30,23

27,59

62,78

6,5

28

1

26

21

108

26

132

3

128

80

1079

Aritmetický průměr Medián Modus Rozptyl

Variační koeficient Minimum Maximum

Tab. 3: Test normality

Testové Testové Výběrová Výběrová Počet kritérium kritérium Kritická A1 E1 šikmost špičatost prvků hodnota

Soubor (stabilita)

Výsledek testu

Strukturální analýza

1,9

5,6

56

5,94

9,65

1,96

H0 zamítnuta

Metoda SIA

1,37

1,51

56

4,42

2,47

1,96

H0 zamítnuta

Tab. 4: Wilcoxonův test pro párové hodnoty

Počet hodnot

Součet pořadí di +

Součet pořadí di -

Mez významnosti α

Počet nenulových diferencí

Wα

56

1237

269

0,05

56

557

Výsledek testu H0 zamítnuta

7. Diskuze Celkem bylo provedeno měření a vyhodnocení hodnot stability u 56 stromů, patřících do rodu Tilia. Byly hledány rozdíly mezi výslednými hodnotami získanými postupem vycházejícím ze strukturální analýzy a metodou SIA (Statical Integrated Assessment). Podle neparametrického Wilcoxonova statistického testu pro párové hodnoty bylo zjištěno, že hodnoty stability podle výše uvedených způsobů se významně liší. Průměrná hodnota procentického vyjádření odolnosti stromu proti zlomu je podle postupu vycházejícího ze strukturální analýzy 496,63 % a podle metody SIA 352,97 %. Průměrný rozdíl mezi hodnotami stability je tedy 143,66 %. Předem je důležité podotknout, že metoda SIA byla vyvinuta Dr. Lotharem Wessollym na základě experimentálních výsledků získaných využíváním přístrojové metody tahových zkoušek u více než 3500 stromů. Wessolly na základě těchto dat vyvodil určité zákonitosti a vytvořil křivky pro diagramy A-D používané při hodnocení metodou SIA. Autor sice tuto metodu odzkoušel a podepřel více jak desetiletým výzkumem v oblasti stability soliterních stromů, ale dosud uspokojivě nevysvětlil odborné veřejnosti způsob, kterým ke své teorii dospěl. Je nutné také říci, že vývoj této metody byl podřízen co nejjednoduššímu a co nejrychlejšímu zhodnocení stability stromu v terénu a není tedy možné očekávat zcela exaktní výsledky. Metoda SIA je kritizována Mattheckem, z jehož prací vychází jiný postup posuzování bezpečnosti stromů a to metoda VTA (Visual Tree Assessment). Poukazuje především na nedostatečné zohlednění defektů stromů, jako jsou tlakové vidlice, přítomnost sekundárních větví apod. Mattheck se obecně staví odmítavě k metodám založených na technickém přístupu a za nejlepší metodu považuje vizuální hodnocení zkušeným odborníkem (Mattheck, Breoler, 2003). Zde je nutno si uvědomit, že zátěžová analýza je pouze prvním krokem kvalitního posouzení stability. Naopak postup na základě strukturální analýzy vychází z technických vztahů pro výpočet napětí jednostranně vetknutého nosníku. Výpočet zatížení použitý v práci nabízí preciznější stanovení působících sil a vznikajících napětí. Výpočet není zatížen schematickým určením plochy (SIA).

Obrázek 8: Obrys stromu pořízený programem Treestab

Při postupu vycházejícím ze strukturální analýzy využíváme na vstupu výšku stromu, jeho průměr, rozměry koruny a jeho digitální fotografii. Pomocí programu Treestab a jmenovaných vstupních informací jsou vypočítány další hodnoty z nichž následně získáme hodnotu zatěžující síly a z ní po výpočtu ohybového momentu a normálových napětí také procentické vyjádření stability. Při postupu metodou SIA jsou vstupními hodnotami výška a průměr stromu. Postup je postaven na stejných principech, vlastní metoda však jde takříkajíc z druhé strany. Tím, že je určován potřebný průměr kmene a ten je dále porovnáván se skutečným rozměrem, obsahuje již implicitně kroky, které zkoumaná metoda provádí následně po určení síly, tedy výpočet ohybového napětí, porovnání a výpočet bezpečnostního faktoru. Můžeme tedy říci, že schematismus metody SIA je výhodou pro rychlé zhodnocení bezpečnosti stromu, pro precizní analýzu významných jedinců je nutno provést zátěžovou analýzu, např. navrhovaným způsobem. První otázka, kterou bychom se mohli zabývat je, jaký vliv má tvar koruny na výsledné hodnoty? Každý strom vytváří pro svůj druh charakteristickou korunu. Na tvar koruny má však také kromě genetických dispozic vliv i prostředí, v němž se jedinec vyvíjí. V případě konkurence musí strom upřednostňovat délkový přírůst v boji o světlo. Vznikají potom jedinci s úzkou, protáhlou korunou. Naopak strom rostoucí jako soliter bez vlivu konkurence se často vyznačuje rozložitou korunou. Tvar koruny může být významně změněn řezem. Vliv řezu může být pozitivní (snížení náporové plochy, snížení těžiště, symetrizace), ale i negativní (asymetrická koruna, zvýšení těžiště – Wessolly, Erb, 1998, Praus 2005).

Z definice rovnice posouvající síly větru vyplývá, že tato síla, kromě jiného, je přímo úměrně závislá na velikosti plochy koruny. To znamená, že čím větší a rozložitější koruna bude, tím větší bude i náporová plocha a následně i síla na strom působící. Při postupu metodou SIA se pro jednoduchost při hodnocení tvaru koruny omezujeme pouze na zařazení do některé ze čtyř forem. V praxi se ale často setkáváme s různými tvary korun a někdy je velice obtížné posuzovaného jedince přiřadit k jedné ze čtyř nabízených forem. Při druhém z postupů využívajícím programu Treestab je tvar koruny zohledněn mnohem přesněji. Její tvar lze přesně zaznamenat obtažením siluety stromu kurzorem u dané fotografie (viz Obr. 8). I v tomto případě však může být výsledek ovlivněn chybou. Problém by mohl nastat u stromů s asymetrickou korunou. Plošná velikost koruny se na dvourozměrném snímku bude lišit v závislosti na tom, ze kterého místa byla pořízena. Vzhledem k tomu by bylo lepší pořídit více snímků daného jedince a plochu koruny potom určit jako aritmetický průměr z více vyobrazení nebo fotografii pořídit z místa nejlépe reprezentujícího dané poměry, z místa odkud lze nejpravděpodobněji očekávat vanutí větru. Pokud se strom bude nacházet v aleji, je nejvhodnější pořídit snímek z místa kolmého na směr vysázení řady. A to z toho důvodu, že v případě větrného zatížení se stromy rostoucí v řadě velmi dobře vzájemně chrání v podélném směru, při bočním zatížení je však tato ochrana bez efektu. Pro náš výpočet má tedy rozhodující význam síla působící kolmo na směr vysázení aleje.

Dalším rozdílem v případě studovaných metod je skutečnost, že jsme při výpočtu zatížení postupem vycházejícím ze strukturální analýzy počítali s konstantním profilem. Znamená to, že se předpokládá působení stejné síly větru v různých výškách stromu. U metody SIA je tomu jinak. Její autor při sestavovaní křivek diagramu A vycházel z rovnic proudění větru v přízemní zóně podle Davenportové (Davenport, 1965). Z prací této autorky vyplývá, že pokud vzduch vane nad povrchem, dochází k brždění jeho částeček nejblíže k povrchu. Teprve v jisté vzdálenosti (300m) od povrchu jeho brzdící efekt ustupuje. V blízkosti půdy je rychlost větru nepatrná, se stoupající výškou se zvětšuje. Metoda SIA tedy počítá s různou silou větru vzhledem k výšce a umístění stromu. Davenportové model snižuje významně rychlost větru a zájmové vrstvě atmosféry (do cca 35 m). Jelikož větrné poměry uvnitř zastavěných ploch jsou v této vrstvě těžko předvídatelné a vítr velmi dynamicky mění rychlost

i směr, doporučuje se použít profily s jinou výškou hraniční vrstvy (13 m, Niklas, Spatz, 2000). Pro zajištění určité bezpečnostní rezervy byl použit konstantní profil větru. Dalším rozdílem obou metod je fakt, že na rozdíl od metody vycházející ze strukturální analýzy metoda SIA zohledňuje rozestup stromů rostoucích v aleji. Jak již bylo řečeno, stromy rostoucí v aleji se v případě větrného zatížení dobře vzájemně chrání v podélném směru. S touto skutečností metoda SIA počítá. Výsledná hodnota stability je potom vyšší než by měl stejný strom, pokud by byl posuzován jako soliter. Tímto způsobem počítá zatížení metoda vycházející ze strukturální analýzy. I výsledky této práce poukazují na nejvyšší rozdíly hodnot stability v případě stromů č. 46-56. Jedná se o alej stromů lemující cestu mezi Vyškovem a Pustiměří. Rozestup stromů zde činil 10 metrů. Však v případě stromů č. 29-41, což je alej na ulici Tržiště ve Vyškově, kde byl určen rozestup stromů 4-5 metrů, tak výrazný rozdíl v hodnotách stability sledován nebyl.

Veličina, se kterou kalkulují obě metody, je průměr stromu. V prvním případě je pomocí naměřeného průměru zjištěn modul průřezu, na jehož základě určíme ohybové napětí větrem a následně hodnotu stability. Metoda SIA naopak určuje na základě výšky, druhu stromu a tvaru koruny nutný průměr kmene, tedy průměr, který musí strom mít, aby obstál při zátěži vichřicí. Tato hodnota je následně porovnána s naměřeným průměrem. Přesto je výpočet principielně stejný. Nelze proto očekávat významný vliv pořadí vstupu jednotlivých parametrů do výpočtu. Podobně jsou v případě obou metod zohledněny materiálové vlastnosti. U metody SIA je jedním z prvních kroků určení druhu stromu, na jehož základě je vyhledána příslušná křivka jejíž pomocí určíme nutný průměr kmene. Tato křivka byla sestavena pro jednotlivé druhy stromů na základě jejich výšky, tvaru koruny a dynamické pevnosti jejich dřeva. Při postupu druhou z metod jsou materiálové vlastnosti zohledněny až v posledním kroku srovnáním vypočítané hodnoty ohybového napětí s hodnotou tabulkovou, která je rovněž specifická pro každý druh stromu. Opět se jedná o změnu pořadí vstupu (používané hodnoty tuhosti a pevnosti materiálu jsou identické, zdroj Stuttgartský katalog, Wessolly, Erb, 1998). Ani zde nelze podle mého názoru očekávat významný zdroj rozdílů mezi výsledky jednotlivých metod.

Mohlo by se zdát, že na výsledek práce může mít vliv nepřesné určení výšky stromu při terénním měření. Však vzhledem k tomu, že vstupní hodnotou v obou

případech je výška stromu a v obou případech bylo počítáno se stejnou změřenou hodnotou, není variabilita výsledných hodnot touto chybou ovlivněna. Je však skutečností, že pokud by byla nepřesně určena výška stromu, v případě postupu vycházejícího ze strukturální analýzy by tento fakt měl mnohem menší vliv na výslednou hodnotu stability daného stromu než by tomu bylo u metody SIA. To kvůli tomu, že v metodě SIA je podle výšky určován potřebný průměr i odhadována plocha tím i vznikající síla. Při metodě vycházející ze strukturální analýzy je tento vliv omezen. Mohli bychom říci, že procentické hodnoty odolnosti stromu proti zlomu jsou funkcí věku. Stromy vyššího věku vykazují vyšší hodnotu stability než mladší jedinci. Tato myšlenka vychází z předpokladu, že starší stromy mají větší průměr. Tuto skutečnost však nelze paušalizovat. Záleží na konkrétním druhu stromu, na stanovištních podmínkách a především na tom, do jaké míry je daný strom stresován. Jedinec stresovaný po celou dobu svého vývoje, jako je tomu u většiny stromů rostoucích v městském prostředí, nevytvoří tak silný kmen jako jiný, mladší strom vyvíjející se v optimálním prostředí. Je tomu tak proto, že nejvýznamnějším prostředkem stabilizace stromu je tzv. adaptační růst. Průměr kmene rozhoduje o pevnosti a tuhosti kmene více než pevnost a tuhost konkrétního dřeva. Průměr totiž vstupuje do přenosu napětí svou 3 mocninou jako modul průřezu W (viz Metodika výpočtu napětí). Vitální a nestresovaný strom má dostatek asimilátů pro sekundární růst. Při nedostatku jsou preferovány jiné funkce stromu, zejména obnova asimilačního aparátu a vodivých pletiv. Klesá tak přírůst a zhoršuje se mechanická stabilita stromu. Podobně bychom se mohli zabývat otázkou závislosti hodnoty stability na výšce stromu. Jedinec rostoucí osamoceně není nucen upřednostňovat délkový přírůst v boji o světlo na úkor přírůstu tloušťkového. Může vytvořit harmonickou, symetrickou korunu, dostatečně silný kmen a jeho výška bude optimální vzhledem k jeho průměru. Je také více vystaven vlivu větru a projevuje se tak u něj thigmomorfogenetický efekt (Praus, 2005). Naopak je tomu právě u stromů rostoucích ve skupině nebo v řadě. Jejich habitus je potom určen právě konkurenčním tlakem z důvodu nedostatku světla. Potom vzniká typický habitus vysokých a štíhlých stromů, tzv. přeštíhlení. Tito jedinci sice dosáhnou ke zdroji světla, ovšem na úkor zajištění své stability. S rostoucí výškou roste i zatížení větrem, což v součinnosti s malým průměrem kmene může znamenat nebezpečí zlomu, zejména při uvolnění. Pokud bychom tedy chtěli co nejlépe vyjádřit závislost výšky, průměru a stability stromu, použijeme štíhlostní koeficient, což je poměr mezi výškou a výčetní

tloušťkou. Potom platí, že čím menší hodnotu bude mít štíhlostní koeficient, tím vyšší bude hodnota stability. To dokazují i výsledky této práce. Podle metody vycházející ze strukturální

analýzy

byla

průměrná

hodnota

stability

854%

u

stromů

se

štíhlostním koeficientem do dvaceti a 190% u stromů s koeficientem vyšším než třicet. Podle metody SIA byla průměrná hodnota stability 638% u stromů s koeficientem do dvaceti a 133% u jedinců s hodnotou vyšší než třicet.

Na závěr tedy můžeme konstatovat, že hodnoty stability podle studovaných metod nejsou srovnatelné, stejně jako metody samotné. Zdrojem rozdílů je patrně jiný způsob výpočtu zatížení větrem, konkrétně jiné rozložení rychlosti větru po výšce. Dalším zdrojem rozdílů je schematické určování velikosti zatížení u metody SIA. Vstupní parametry nemohou být zdrojem variability, protože do výpočtu vstupují hodnoty stejné.

8. Závěr Cílem práce bylo zjistit, zda jsou hodnoty stability zjištěné postupem vycházejícím ze strukturální analýzy srovnatelné s výsledky metody SIA. Bylo zjištěno, že výsledné procenticky vyjádřené hodnoty odolnosti stromu proti zlomu se statisticky významně liší. Nejvyšší rozdíly byly u stromů rostoucích v aleji. Ty však neměly na statistické výpočty extrémně velký vliv, protože i když byli tito jedinci ze statistického testu vyloučeni, došlo k zamítnutí shody výsledků obou metod. Rozdílné výsledky mohly být způsobeny:

•

Pořízením fotografie z nevhodného místa, která byla jednou ze vstupních informací při postupu analýzou struktury stromu.

•

Faktem, že u postupu vycházejícího ze strukturální analýzy nebylo na rozdíl od metody SIA uvažováno s rozestupem stromů rostoucích v řadě.

•

Skutečností, že postup na základě strukturální analýzy počítá s konstantním profilem, metoda SIA vychází z rovnic proudění větru v přízemní zóně podle Davenportové.

9. Použitá a doporučená literatura ČERNÝ, A.: Parazitické dřevokazné houby. Praha. Ministerstvo lesního a vodního hospodářství. 1989. 99 s.

ČERMÁKOVÁ, V., KOLAŘÍK, J., WÁGNER, P., ŽĎÁRSKÝ, M.: Péče o stromy v Praze. Rosice. Schola Arboricultura s.r.o. 2002. 59 s. GREGOROVÁ, B.: Technologie konzervačního ošetření stromů. Metodická příručka

ČSOP, č.5. Praha: ÚV ČSOP, 1984. 58 s. DAVENPORT, A.G. 1965. The Relationship of Wind Structure to Wind Loading. Proceedings of Conference on Wind Effects on Structures , NLP, HMSO HESS, D.: Fyziologie rostlin. Přeložila A. Činčerová, M. Dvořák. Praha: Academia, 1983. 348 s. HIEKE, K. Praktická dendrologie 1, 2. Praha: SZN.1978. 589 s. HORÁČEK, P., GANDELOVÁ, L., ŠLEZINGEROVÁ, J.: Nauka o dřevě. Učební text LDF VŠZL Brno. 2002.176 s. HURYCH, V.: Okrasné dřeviny pro zahrady a parky. Praha: Květ, 1996. 183 s. ISBN 80-85362-19-8 INNES, J. L. Forest Health. Its Assessment and Status. Wallingford: CAB International, 1993. 677 s. ISBN 0 – 85198 – 739 – 7 KAVKA, B.: Sadovnická dendrologie I. Přepracoval Jaroslav Kolařík. Brno. Eden s.r.o. 1995 KOLAŘÍK, J. Péče o dřeviny rostoucí mimo les – I. Vlašim: ČSOP, 2003. 261 s. KOLAŘÍK, J. a kol., Péče o dřeviny rostoucí mimo les – II. Vlašim: ČSOP, 2005. 710 s. KOVAŘÍK, V., PEŠOUT, P., 100 let ochrany přírody a krajiny na Podblanicku. Vlašim. Muzeum okresu Benešov, 2000.179 s. KREMER, B., Stromy. Přeložil Josef Poláček. Praha: Euromedia Group, 2003. 288s. ISBN 80 – 242 – 1003 – 7 LARCHER, W.: Fyziologická ekologie rostlin. Academia, Praha, 1988 MATTHECK, C. Die Baumgestalt als Autobiographie Einführung in die Mechanik der

Bäume und ihre Körpersprache. 2 vyd. Braunschweig: Barnhard Thalacker Verlag, 1992.144 s. ISBN 3 – 87815 – 050 - 4 MATTHECK, C. -- KUBLER, H. Wood - The Internal Optimization of Trees. Berlin: Springer, 1995. 10 s. Springer Series in Wood Science. ISBN 3-540-59318-7

MATTHECK C., BREOLER H. 2003. The body language of trees. 7th impression. TSO Norwich, ISBN 0 11 753067 0, 239 p. MAYHEAD, G.J. 1973. Some drag coefficients for British forest trees derived from

wind tunnel studies. Agricultural Meteorology 12:123–130. MELOUN, M., MILITKÝ J., Statistické zpracování experimentálních dat. Praha: Plus,1994. 839 s. MÍCHAL, I., PETŘÍČEK, V. a kol.: Péče o chráněná území II., Lesní společenstva AOPK ČR. Praha, 1999 NIKLAS, K. J. 1992. Plant Biomechanics: An Engineering Approach to Plant Form

and Function. University of Chicago Press, Chicago, IL. 607 pp. OPPL, Z., TEPLÍČEK, R.: Mechanika. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1964.104 s. POŽGAJ A., CHOVANEC D., KURJATKO S., BABIAK M. 1997. Štruktúra

a vlastnosti dreva. II vydání, Bratislava, Príroda. PRAUS L. 2005. Stabilita kmene stromu. Disertační práce. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita Brno. SHIGO, A. L.: A New Tree Biology. Shigo & Trees, Associates, Durham, NH, 1991. 423 s. VICENA I., PAŘEZ J., KONOPKA J. 1979. Ochrana lesa proti polomům. Ministerstvo lesního a vodního hospodářství ČSR, Praha. VYHLÁŠKA č. 395/1992 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona

č.114/1992 Sb. o ochraně přírody a krajiny WESSOLLY, L. -- ERB, M. Handbuch der Baumstatik und Baumkontrolle. Berlin: Patzer, 1998. 270 s. ISBN 3-87617-093-1 ZÁKON č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny

10. Seznam příloh Příloha č. 1: Tabelární přehled informací zjištěných v terénu Příloha č. 2: Výsledné hodnoty postupu vycházejícího ze strukturální analýzy Příloha č. 3: Výsledné hodnoty určené metodou SIA Příloha č. 4: Srovnání výsledků sledovaných metod Příloha č. 5: Grafy závislosti štíhlostního koeficientu na hodnotě stability Příloha č. 6: CD s obrazovým materiálem