Species composition change with di erent silvicultural methods – Evidence of a long-term study over two decades in a Pannonian oakhornbeam forest

199-218

Artikel aus einer Zeitschrift

200206737

The aim of this study was to investigate the spatial distribution and mechanical properties of tree roots of three pioneer species of the Hyrcanian forest including alder, maple, and Persian ironwood. As these species are frequent in disturbed areas and also occur on slopes, they can be used e ciently for bioengineering measures. We also assessed the e ect of season on the mechanical properties of roots and the increased cohesion of soil supplied by the roots of the examined tree species. Six sample trees were selected randomly for each species, and two trenches were dug on the uphill and downhill sides of each sample tree. We next estimated the root area ratio (RAR), tensile force, tensile strength, and root reinforcement at each side of each sample tree. Our results showed that in shallower depths was RAR higher, and near pro le walls exhibited signi cantly higher RAR than far walls. Downhill trenches likewise had signi cantly higher RAR values compared to uphill trenchers. On the other hand, the RAR values did not signi cantly di er between the three tree species. Tensile force and strength versus root diameter followed a positive and negative power law relationship, respectively. Tensile force was highest for Persian ironwood roots and tensile strength was signi cantly higher in winter compared to summer. Root reinforcement was signi cantly higher in winter, for Persian ironwood, at downhill slopes, and for shallow soil layers. The e ect of the distance from the stem was only signi cant for Persian ironwood. Since little information regarding mechanical and biotechnical properties of these species have been available, this study now helps us to understand the root characteristics of important pioneer species needed to evaluate their contribution to root reinforcement and slope stability.
Keywords: Acer velutinum, Alnus subcordata, Parrotia persica, Soil bioengineering, Slope stability, Trench method
Ziel der vorliegenden Studie war es, die räumliche Verteilung und die mechanischen Eigenschaften der Wurzeln von drei häufigen Pionierbaumarten Erle, Ahorn und Persischer Eisenholzbaum des Hyrkanischen Waldes zu untersuchen. Da diese drei Baumarten häu g auf gestörten Flächen und an Hängen vorkommen, könnten diese für ingenieurbiologische Massnahmen eingesetzt werden. Wir waren außerdem an saisonalen Muster in den mechanischen Eigenschaften der Wurzeln interessiert und an der Untersuchung der erhöhten Bodenkohäsion durch Wurzeln. Für jede Art wurden sechs Probenbäume zufällig ausgewählt und jeweils zwei Gräben an den hangober-
und hangunterseitigen Seiten jedes Probenbaums gegraben. Auf jeder Seite der Probenbäume wurden dann Wurzel ächenverhältnis (RAR), Zugkraft, Zugfestigkeit und Wurzelverstärkung ermittelt. Unsere Ergebnisse zeigten, dass RAR in achere Bodentiefen höher ist und dass die näheren Grabenwände signi kant höhere RAR-Werte aufweisen als die weiter entfernten Wände. Darüberhinaus hatten hangabwärts gelegene Gräben signi kant höhere RAR-Werte als hangaufwärts gelegene. Die RAR-Werte unterschieden sich jedoch nicht signi kant zwischen den Baumarten. Das
Verhältnis zwischen Zugkraft und Festigkeit zum Wurzeldurchmesser hatte jeweils einem positiven bzw. negativen potenziellen Zusammenhang. Unter den untersuchten Baumarten war die Zugkraft am größten beim Persischen Eisenholzbaum und im Winter war die Zugfestigkeit signi kant höher als im Sommer. Der Abstand zum Stamm hatte nur für den Persischen Eisenholzbaum einen signi kanten Ein Muss auf die untersuchten Wurzeleigenschaften. Da wir nur kaum Informationen zu den bodenmechanischen und biotechnischen Eigenschaften dieser Bäume haben, hilft
unsere Studie nun bei der Bewertung der Rolle dieser Baumarten bei der Wurzelverstärkung und Hangstabilität
Schlüsselbegriffe: Acer velutinum, Alnus subcordata, Parrotia persica, Ingenieurbiologie, Hangstabilität, Grabenmethode