Ingenieurbiologie: Einfluss von Ektomykorrhizapilzen auf die vergesellschafteten Pflanzen und die Boden-Stablilität bei Lebendverbau-Massnahmen im Gebirge

Problemstellung

Stabilität von unbehandelten (rechts) und mit Mykorrhizapilz beimpften Bodenproben in wassergesättigtem Zustand

Video zur Stabilität der Bodenproben ==> Video starten (mpeg: 3.1 MB)

Wurzelwachstum von unbehandelten (rechts) und mit Mykorrhizapilz beimpften Silberwurzpflanzen

Zur Förderung des Pflanzenwachstums und der Aggregat-Stabilität im Oberboden werden in der Lebendverbau-Praxis Dünger und synthetische Klebstoffe eingesetzt. Dieses Vorgehen ist langfristig gesehen in vielen Fällen ungeeignet. Die entsprechenden Funktionen werden in der Natur von Mikroorganismen übernommen. Eine mögliche und einfache Lösung ist die Zugabe geeigneter Mykorrhizapilze. Für diese fehlen jedoch relevante Informationen bezüglich der Fähigkeit zur Bildung und Stabilisierung von Bodenaggregaten. Ein weiteres Problem in der Ingenieurbiologie ist die Tatsache, dass die Vegetationswirkungen in Rutschungs-Stabilitätsrechnungen nicht angemessen berücksichtigt werden.

Ziele

Es soll abgeklärt werden, welche Pflanzen-Pilz-Kombinationen die Wirkung von Lebendverbau-Massnahmen im Zusammenhang mit der Stabilisierung von Erosionsflächen und oberflächennahen Rutschungen fördern. Zudem sollen Grundlagen für ein Modell zur Berechnung der Stabilität von Hängen unter angemessener Berücksichtigung der Vegetationswirkungen erarbeitet werden.

Wissenschaftliche Methoden

Mit ausgewählten "Lebendverbau-Pflanzen" und entsprechenden Mykorrhizapilzen werden im Labor Synthese-, Wachstums- und Aggregations-Experimente durchgeführt. Die für die jeweiligen Pflanzenarten in Frage kommenden Pilze werden möglichst aus der Umgebung aktiver oder rezenter Rutschgebiete isoliert, von wo auch das Bodenmaterial verwendet wird. Mit den erfolgversprechendsten Pflanze-Pilz-Kombinationen werden Feldversuche durchgeführt. Diese sollen Auskunft über die Konkurrenzkraft von beimpften Pflanzen unter natürlichen Bedingungen geben.

Stand der Arbeiten

Erste Abklärungen bezüglich des Wachstumsverhaltens und der Bildung von Bodenaggregaten wurden mit folgenden Pflanzen und Art spezifischen Mykorrhizapilzen durchgeführt: Silberwurz (Dryas octopetala) mit Hebeloma alpinum, Weisserle (Alnus incana) mit Gyrodon lividus und Paxillus filamentosus sowie Hängebirke (Betula pendula) mit Lactarius pubescens. Die drei Pflanzenarten wurden zudem mit den unspezifischen Pilzen Laccaria bicolor, und L. montana getestet.

Stand der Kenntnisse

Unter Laborbedingungen wurden die besten Ergebnisse mit jenen Systemen erzielt, welche natürlicherweise an Standorten vorkommen, die am ehesten den charakteristischen Bedingungen von Rutschgebieten entsprechen. Innerhalb dieser Rahmenbedingungen wiederum eignen sich vorwiegend Art spezifische Mykorrhizapilze.

Bedeutung für die Praxis

Mit dem Einsatz geeigneter Mykorrhizapilze kann man die Problematik der Düngung und der Anwendung synthetischer Hilfsstoffe umgehen und schafft von Beginn an naturnahe und offene Bedingungen. Damit ist die schnelle Integration der Lebendverbau-Massnahmen in die natürliche und Gebiets spezifische Entwicklungsdynamik sowie der Organismen-Austausch mit benachbarten intakten Regionen gewährleistet. Die ungehinderte Einwanderung standortangepasster Arten erhöht die Diversität und ermöglicht so die Entwicklung des neu geschaffenen Ökosystems im Sinne einer natürlichen Sukzession. Dies wiederum fördert die Stabilität des gesamten Systems. Die Unterhaltskosten können so auf ein Minimum reduziert und auf langjährige, teure Nachbehandlungen kann weitgehend verzichtet werden.

Beteiligte

• Frank Graf
  
• Albert Böll

Kontakt

• Frank Graf
  

Links

• Winderosion in Tibet
• Vegetationswirkung und Bodenstabilität
  
• www.ingenieurbiologie.ch

Literatur zum Thema Ingenieurbiologie

• Böll, A. & Gerber, W. 1986. Massgebende Gesichtspunkte im Lebendverbau. Bündner Wald 8: 43-50.
  
• Böll A., & Graf F. 2001. Nachweis von Vegetationswirkungen bei oberflächennahen Bodenbewegungen - Grundlagen eines neuen Ansatzes. Schweiz. Z. Forstwes. 1: 1-11.
  
• Feldmann M., Neher J., Jung W. & Graf F. 1997. Fungal quartz weathering and iron crystallite formation in an Alpine environment, Piz Alv, Switzerland. Eclogae geol. Helv. 90: 541-556.
  
• Frei M., Graf F., Böll A. 2002. Mykorrhiza und Bodenstabilität. . Ingenieurbiologie 3 (in Vorbereitung).
  
• Graf, C.; Böll, A.; Graf, F., 2003: Pflanzen im Einsatz gegen Erosion und oberflächennahe Rutschungen. Merkbl. Prax. 37: 8 S. (PDF, 480 KB)
  
• Graf F. 1997a. Ectomycorrhiza in alpine soil bioengineering. Rev. Valdôtaine Hist. Nat., suppl. 51: 335-342.
  
• Graf F. 1997b. Mykorrhizapilze im Einsatz auf alpinen Erosionsflächen. Ingenieurbiologie 2: 26-28.
  
• Graf F. & Gerber W. 1997. Der Einfluss von Mykorrhizapilzen auf die Bodenstruktur und deren Bedeutung für den Lebendverbau. Schweiz. Z. Forstwes. 11: 863-886.
  
• Graf F. 1998. Anforderungen an den Boden bei Renaturierungen oberhalb der Waldgrenze. Ingenieurbiologie 4: 12-18.
  
• Vorlesung Ingenieurbiologie, Teil "Organismen im Lebendverbau: Voraussetzungen und Funktionen" (PDF, 578 KB)