Der Baum als Windschutz!

Vorwort:

Diese Arbeit ist als Hausarbeit zum Thema "BAUM" entstanden. Informationen zu

diesem Thema habe ich überwiegend in der Landesbibliothek und in der Bundesanstalt

für Gewässerkunde in Koblenz gefunden.

Da ich bisher wenig Übung im Umgang mit dem Internet habe, ging mir die Arbeit nicht

so ganz leicht von der Hand .

Ich hoffe, daß Ihnen meine Internetseite gefällt und wünsche Ihnen viel Spaß beim

Lesen.

Mit freundlichen Grüßen David Dröge. (hier fehlt Foto 5/ Paßfoto David Dröge)  

Inhalt:

1. Einleitung

2. Was sind Windschutzstreifen ?

3. Geschichtliche Entwicklung der Windschutzstreifen

4. Wie sieht ein optimaler Windschutzstreifen aus ?

5. Windschutznotwendigkeit und Einsatzmöglichkeiten

6. Was bewirken Windschutzstreifen ?

7. Ertragssteigerung durch Windschutz

8. Versuchsergebnisse

9. Quellen / Fotonachweis

Einleitung:

Besonders über ebenen weiten Flächen entwickeln sich in einigen Regionen der Erde

zeitweise starke Winde. Stärke, Dauer und Richtung sind von Jahreszeiten und

klimatischen Verhältnissen abhängig.

Nachteilige Folgen sind z.B. Absenkung von Temperaturen und besonders

Wegtransport der oberen Bodenschichten (Winderosion).

Um diese obere Schicht der Erdkugel zu schützen, ist der Bewuchs / Vegetation von

großer Bedeutung.

Bäume dienen dabei schon in alten Kulturen besonders als Schattenspender,

Wasserspeicher und als Windschutz.

Was sind Windschutzstreifen ?

Windschutzstreifen sind Pflanzungen von Bäumen und Sträuchern die meist mehrreihig

hintereinander stehen. Das können bereits vorhandene Hecken sein, oft werden aber

auch neue Windschutzstreifen angelegt.

Diese dienen im wesentlichen zur Reduzierung der Windgeschwindigkeit in den im

Lee liegenden Flächen (andere Wirkungen siehe "Was bewirkt ein Windschutz-

streifen ?").

In Mittel- und Westeuropa bestehen Windschutzstreifen vor allem aus sommergrünen

Laubgehölzen. Im europäischen Mittelmeerraum werden immergrüne

Eukalyptus - Arten verwendet.

Foto: Windschutzstreifen an der B49 Neuhäusel

Geschichtliche Entwicklung der Windschutzstreifen

Die europäischen Heckenlandschaften sind ursprünglich nicht zum Windschutz

angelegt worden. Ihre Aufgabe bestand damals zur Abgrenzung des Eigentums

und zum Schutz der Ackerflächen vor Weidevieh und Wild. Die ersten größeren

Windschutzanlagen in Deutschland wurden im 19. Jahrhundert errichtet.

Nachdem damals die Wälder in großem Maße abgeholzt wurden, waren die

Ackerflächen ungeschützt und somit entstanden Windschäden an Boden und

Kulturpflanzen. Außerdem wurde der Wasserhaushalt gestört und somit entschloß

man sich Windschutzanlagen zur Verbesserung der Situation anzulegen.

Heute werden die Windschutzanlagen in Deutschland in der Regel von den Ämtern für

Landschaftspflege und Naturschutz, den Landwirtschaftskammern sowie von den

forstlichen Dienststellen geplant und eingerichtet. Es gibt inzwischen aber auch wieder

Landwirte, die deren Vorteil und Nutzen erkannt haben und sie deshalb nutzen.

Wie sieht ein optimaler Windschutzstreifen aus ?

Ein optimaler Windschutzstreifen sollte zunächst nur zu etwa 50 – 70% geschlossen

sein. Somit entstehen keine Luftwirbel oder Windbeschleunigungen durch

Düsenwirkung an den Heckenrändern. Die Hecke muß am Boden dicht geschlossen

sein damit auch dort keine Düsenwirkung entsteht (Hufeisenwirbel). Ganz nach dem

Grundsatz : Unten dicht, oben licht! Die Windschutzstreifen sollten eine

Durchschnittshöhe H = L / 15 haben (L = Länge der zu schützenden Fläche ), die

Breite hängt von der Breite der zu schützenden Fläche ab.

Um einen Schutz über mehrere 100 – Meter oder auch Kilometer zu erreichen,

muß man mehrere Schutzstreifen in bestimmten Abständen hintereinander anlegen.

Solche Schutzanlagen können die Windgeschwindigkeit um bis zu 70% vermindern.

Die Windschutzstreifen sollten außerdem im rechten Winkel zur Windrichtung stehen,

daß heißt das die meisten Windschutzstreifen in Deutschland von Norden nach Süden

verlaufen ( in Deutschland kommt der Wind meist aus westlicher und östlicher

Richtung).

Windschutznotwendigkeit und Einsatzmöglichkeiten:

1. Schutzpflanzungen sind dort nötig, wo die natürliche Wasserversorgung für einen

optimalen Pflanzenertrag nicht ausreicht bzw. durch Trockenheitsperioden

Ertragsrückgang und –ausfall drohen (günstig in Verbindung mit einer

Beregnungsanlage).

2. Schutzpflanzungen auf allen deflationsgefährdeten Standorten erforderlich.

3. Schutzpflanzungen sind an Straßen und Schiffahrtskanälen zu empfehlen, die

sehr stark dem Wind ausgesetzt sind. So schützen sie vor gefährlichen Seitenwind.

4. Schutzpflanzungen sind auch an Sportplätzen zu empfehlen

(Fußballplatz, Tennisplatz, ...). Auch hier schützen sie vor lästigem

Seitenwind.

5. Schutzpflanzungen werden auch im Bereich von Siedlungen eingesetzt.

Was bewirkt ein Windschutzstreifen ?

Die Windschutzstreifen, -pflanzungen haben zum Ziel die Windgeschwindigkeit

herabzusetzen und so vor Winderosion zu schützen. Aber sie dienen nicht nur zum

Schutz vor Erosionen, sondern sie verbessern auch Ertrag in den windgeschützten

Gebieten.

Die Länge der von den Windschutzpflanzungen geschützte Fläche entspricht

ca. 15 mal der Höhe der Pflanzungen. Im Winter kann die Schutzwirkung (bei

Verwendung von Laubbäumen) bis zu 50% schwächer sein als im Sommer.

Neben dem Windschutz üben die Pflanzungen noch andere Wirkungen aus. Das

sind z.B. die Abwehr und Ableitung von Kaltluft, die Speicherung von Warmluft,

die Herabsetzung der Denudationsgefahr sowie ökologische Wirkungen

(Lebensraum für Tiere). Deshalb sollte nicht nur auf schnelles Wachstum der

Bäume (Pappeln) sondern auch auf standortgerechte Arten geachtet werden.  

Ertragssteigerung durch Windschutz

In der Landwirtschaft bedeutet Windschutz auch Ertragssteigerung.

Biochemisch ist das leicht und schnell erklärt:

Die Kulturpflanzen der Landwirtschaft nehmen für ihr Wachstum Kohlendioxid über

die Spaltöffnungen aus der Luft auf. Dabei verdunsten sie Wasser und sind oft in der

Gefahr auszutrocknen. Je mehr sie dem Wind ausgesetzt sind, desto stärker muß die

Pflanze ihre Spaltöffnungen schließen, um nicht zu vertrocknen. Da die Spaltöffnungen

aber nicht weit genug geöffnet sind, nimmt sie außerdem weniger Kohlendioxid auf

und wächst somit schlechter.

In windgeschützten Gebieten kann die Ertragssteigerung um bis zu 60% ausmachen,

durchschnittlich liegt die Ertragssteigerung aber "nur" zwischen 5 und 20%.

Windschutzpflanzungen hemmen in der Landwirtschaft außerdem auch die Verbreitung

von Pilzkrankheiten und verhindern außerdem mechanische Schäden an den Pflanzen.

Wirkung von Windschutzstreifen an Hand eines Beispiels:

gemessen in feuchten Jahren;

1.Zahl = Schutzbereichsmittelwert, 2.Zahl(inKlammern)Höchstwert

Eigene Versuchsergebnisse:

Naturuntersuchung:

Die folgenden Messungen wurden im November 1997 auf dem Gelände der

Baumschule Pein & Pein (Neuhäusel) gemacht.

Dabei wurde zunächst die Windgeschwindigkeit auf einer vor Wind ungeschützten

Fläche mit Hilfe eines Anemometers gemessen.

Als nächstes wurde die Windgeschwindigkeit auf einer von Windschutzpflanzungen

geschützten Fläche gemessen und zwar 10, 20, 50 und 100 Meter hinter der

Windschutzanlage. Die Pflanzung besteht aus einer Hecke mit Lebensbäumen (Tuja)

von ca. 4m Höhe und vereinzelt stehenden Pappeln von ca. 20 – 25m Höhe (siehe

Foto 1).

Der Wind kam an diesem Tag aus südwestlicher Richtung.

Ergebnisse : 

Alle Werte sind gerundet . Es kann davon ausgegangen werden, daß nur die Hecke –

nicht aber die Pappeln – den Wind merkbar beeinflußt hat.

Graphisch sehen die Versuchsergebnisse dann in etwa so aus:

An der Stelle 0 befindet sich die Windschutzhecke.

Modellversuch:

Bevor die Messungen in der Natur durchgeführt wurden, habe ich zunächst einen

Modellversuch vorbereitet.

Versuchsaufbau:

Als Windquelle hat ein starker Föhn gedient, als Windschutzpflanzung haben

ca. 10 – 12 cm hohe "Modelleisenbahnbäumchen" gedient.

Auch bei diesem Versuch habe ich in verschiedenen Abständen hinter dem Hindernis

(Schutzpflanzung) die Windgeschwindigkeit gemessen.

Versuchsergebnisse:

 

* geschätzter Wert, da Wind kaum spürbar

(hier fehlt Foto 3 / Modellversuch)

Foto 3: Modellversuch (Beschreibung siehe Text)

Ergebnisse:

Die Ergebnisse aus den Natur- und Modellversuchen sind nicht ohne weiteres

vergleichbar. Die Versuchsanordnung ist zwar ähnlich, aber die Dichtheit der

Hecke / Bäume und andere Maßstabsverhältnisse sind nur schwierig zu übertragen.

Bei beiden Versuchen zeigt sich aber eine Abnahme der Windstärken um 2/3 in einem

bestimmten Abstand hinter dem Hindernis. Die Wirkung der Windschutzpflanzung

konnte nachgewiesen werden.

Quellen / Fotonachweis :

Quellen:

Als Informationsquellen haben mir folgende Bücher, Aufsätze und Lexika gedient:

Handbuch für Planung, Gestaltung und Schutz der Umwelt

Buchwald / Engelhardt 1978

Band 2 : Die Belastung der Umwelt

Seite 38 - 40 und 48 - 49

Band 3 : Die Bewertung und Planung der Umwelt

Seite 685 - 689

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Handbuch für Landschaftspflege und Naturschutz

Buchwald / Engelhardt 1968

Band 2 : Pflege der freien Landschaft

Seite 257 - 287

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Naturschutz DAS MACHBARE

Paul Parey erschienen im Wolf - Eberhard - Barth - Verlag 1995

Seite 245 - 250

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Aerodynamische Transport- und Mischungsvorgänge hinter Windschutzhecken

Mitteilungen des Leichtweiss – Instituts für Wasserbau der TU Braunschweig

Heft 87/1985

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Das moderne Lexikon

Bertelsmann Lexikon - Verlag, Gütersloh 1972

Band 20

Seite 216 - 217

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Bertelsmann Universallexikon `97 (CD - ROM)

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Außerdem habe ich Informationen verwertet, die ich freundlicherweise vom

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (Bonn) erhalten habe.

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Auch in der Bibliothek der Bundesanstalt für Gewässerkunde habe ich mich schlau

gemacht.

Fotos:

Foto 1 / 2 : Windschutzpflanzungen auf dem Gelände der Baumschule Pein & Pein an

der B49 vor Neuhäusel .

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Foto 3 : Modellversuch > Fön - Windquelle, Modelleisenbahnbäume -

Windschutzpflanzung und Windmeßgerät.

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Foto 4 : Anemometer (Windmeßgerät), Leihgabe des Bischöflichen Cusanus

Gymnasiums Koblenz.

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Foto 5 : Paßbild von David Dröge

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 Die in der Arbeit enthaltenen Bilder sind von David Dröge gemacht worden.

Einen herzlichen Dank an Ron Eisenberger , der Bilder für mich eingescannt hat.

Allen denen, die zur Fertigstellung dieser Arbeit geholfen haben ebenfalls einen

rechtherzlichen Dank !!!

Biologie 11/ 3 , Herr Groenert / Bischöfliches Cusanus Gymnasium Koblenz .

Hausarbeit zum Thema " Der Baum als Windschutz ! ".

Erarbeitet von David Dröge im November 1997. ©

David Dröge

Unterdorfstraße 47

56077 Koblenz - Arzheim (auch hier fehlt Foto 5)

Tel.: 0261 / 701150

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Fragen und Kommentare bitte als E-mail an: hjgroenert@uni-koblenz.de