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Offene Diplomarbeitsthemen
Les travaux de diplôme qui peuvent être réalisés sous la conduite de scientifiques francophones sont indiqués sur la page française >>>
(2) Bestandesparameter aus ADS40 und LIDAR-Daten ableiten
Der Holzvorrats und der Zuwachses im Wald wird in der Praxis oft mit Bestandesparametern (Oberhöhe, Bestandesdichte, Stufigkeit, etc.) abgeschätzt, welche durch Fachleute im vor Ort einfach erhoben werden können.
Mit digitale Luftbilder und Laserscan von Befliegungen kann heute viele Daten ueber die räumliche Struktur des Waldes gewonnen werden.
Anhand von Messdaten der Baeume (Stammumfang, Baumhoehe, Kronenform, -breite, -verlichtung, Position) auf 2 ha grossen LWF sollen Verfahren zur Ableitung von Bestandesparamtern aus diesen Daten entwickelt werden.
Arbeiten: Auswerteprogramme weiterentwickeln bzw. neu Entwickeln und mit LWF-Daten validieren. Voraussetzungen: Kenntnisse in GIS (ArcMap, ESRI), Grundkenntnisse in Programmierung (z.B. SQL oder R) und in Statistik
Kontakt: Peter Waldner Katharina Steinmann, Christian Ginzler, Flurin Sutter
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(3) Streufall: Erfassen wir mit unseren Sammlern den massgeblichen Anteil des internen Stoffkreislauf eines Waldes? Wie reagieren die Bäume auf Trockenstress oder Kälteeinbrüche? Ist das Waldökosystem im Gleichgewicht?
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Ein massgeblicher Anteil des Nährstoffe (C, N, P, Ca, Mg, K), welche die Bäume mit den Wurzeln aus dem Boden aufnehmen, fällt im Herbst mit den Blättern wieder zu Boden und wird durch Abbauprozesse z.T. wieder pflanzenverfügbar. Auf 10 LWF-Flächen werden die fallenden Blätter und Nadeln gesammelt und analysiert. Daraus sollen die Stofflüsse berechnet und in den Kontext des gesamten Stoffkreislauf des jeweiligen Waldökosystems gestellt werden. Anschliessend kann der Zusammenhang zwischen Wetterereignissen und Streufall untersucht werden.
Arbeiten: Feld- und Laborarbeit, Auswerteprogramme weiterentwickeln (Plausibilitätsprüfung, Stofflussberechnung, Diagrammme), Auswertung.
Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Bodenkunde, Biochemie, Meteorologie, Programmierung (z.B. SQL und SAS oder R) und Systemanalyse
Kontakt: Stefan Zimmermann, Anne Thimonier, Maria Schmitt, Peter Waldner
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(4) Stammabfluss: Welchen Anteil der Eintrage von Nähr- und Schadstoffen aus der Atmosphäre fliesst entlang der Stämme in den Boden? Ist unser Sammlersystem sinnvoll?
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Bei Laubbäumen mit glatter Rinde und nach oben gerichteten ästen fliesst ein markanter Teil des Niederschlags entlang des Stammes zum Boden. Da Bestandesniederschlagssammler diesen Teil nicht erfassen, wurde auf Buchenflächen zusätzlich der Stammabfluss von 5 Bäumen gesammelt. Mit diesen Messwerten soll der Stoffluss im Stammabfluss der Einzelbäume bestimmt und anhand von Gesetzmässigkeiten auf die ganze LWF-Fläche hochgerechnet werden.
Arbeiten: Feld, Labor, Auswertungen
Voraussetzungen: Grundkenntnisse anorganische Chemie und Hydrologie
Kontakt: Anne Thimonier, Maria Schmitt, Peter Waldner
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(6) Phänologie: Welchen Einfluss haben Extremereignisse (Trockenheit, Kälte, etc.) auf den Zeitpunkt von Blattaustrieb und Blattfall und wie wirkt sich das auf den Stoffwechsel der Waldökosysteme aus?
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Ohne Blätter, keine Photosynthese. Die phänologischen Entwicklungsstufen sind bei prozessorientierten ökosystem-Modellen wichtig. Bestehende Beobachtungsprotokolle sollen ausgewertet und mit den Phänologie-Modulen wichtiger ökosystem-Modelle (z.B. BiomBGC) verglichen werden.
Arbeiten: Ergänzende kurze Beobachtungskampagne, Datenaufarbeitung und -Auswertung
Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Botanik
Kontakt: Maria Schmitt, Anne Thimonier
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(7) Tief verschneit: Wie verhält sich Schnee und die in ihm enthaltenen Nährstoffe im Wald?
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Eine Schneedecke gewährt im Winter Schutz vor Frost und spendet im Frühling Wasser und Naehrstoffe. Die Simulation der Schneedecke wird im Wald durch mehrere Faktoren erschwert: Verwehungen, Interzeption, Schattenwurf, Mikroklima. Bestehende Simulationsmodelle für Freiland- und Waldschneedecke sollen fuer die LWF-Flächen angewandt und anhand von vorhandener Schneehöhenmesswerten und ergänzenden eigenen Messungen validiert, bzw. verbessert werden. In einem zweiten Schritt soll die Dynamik des Stoffaustrags aus der Schneedecke während der Schneeschmelze simuliert werden.
Arbeiten:Feld, Modellierung, Statistik
Voraussetzungen: Kentnisse in Hydrologie, Systemanalyse, Programmierung (SQL, C)
Kontakt: Peter Waldner, Manfred Stähli, Luzi Bernhard
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(8) Kontaminierte Böden: Nährstoff- und Schwermetallgehalte in jungen Buchen
In Europa sind viele Böden mit Schwermetallen belastet . In der Schweiz fallen über 30% der landwirtschaftlichen Nutzfläche unter Verdachtsflächen in Bezug auf die Richtwerte für Schwermetalle und organische Schadstoffe.
Deshalb wurden Experimente über die Aufnahme der Schadstoffe durch junge Buchen in Abhängigkeit von der Bepflanzung und der Azidität des Niederschlags
m Rahmen des WSL-Rahmenprojekts 'Von der Zelle zum Baum' durchgeführt.
In dieser Diplom-/Masterarbeit sollen Elementanalysen der Blättern, des Holzes und der Wurzeln dieser junger Buchen ausgewertet werden. Der Fokus liegt dabei auf dem Zusammenhang zwischen der Schwermetall- und Nährstoffaufnahme, dem Verlauf während 4 Jahren und deren Beeinflussung durch die Aufzuchtsart (Sämlinge, Stecklinge).
Arbeiten: Datenaufbereitung, Statistik
Voraussetzungen: Bereitschaft grössere Datenmengen zu verarbeiten, Grundkenntnisse anorganische Chemie.
Kontakt: Dr. Madeleine S. Goerg-Günthardt
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(9) Kontaminierte Böden: Nährstoff- und Schwermetallgehalte in Unterwuchspflanzen
In Europa sind viele Böden mit Schwermetallen belastet . In der Schweiz fallen über 30% der landwirtschaftlichen Nutzfläche unter Verdachtsflächen in Bezug auf die Richtwerte für Schwermetalle und organische Schadstoffe.
Deshalb wurden Experimente über die Aufnahme der Schadstoffe durch junge Buchen in Abhängigkeit von der Bepflanzung und der Azidität des Niederschlags
m Rahmen des WSL-Rahmenprojekts 'Von der Zelle zum Baum' durchgeführt.
n dieser Masterarbeit sollen Elementanalysen von Blättern und Blüten eines Körbchenblütlers (Compositae, Tanacetum vulgare L.) mit denjenigen eines Grases (Carex sylvatica Hudson) verglichen werden. Es sind grössere Datenmengen zu verarbeiten. Besonderes Augenmerk gilt dem Zusammenhang der Schadstoffallokation mit den Nährstoffgehalten und dem Verlauf während mehreren Jahren.
Arbeiten: Datenaufbereitung, Statistik
Voraussetzungen: Bereitschaft grössere Datenmengen zu verarbeiten, Grundkenntnisse anorganische Chemie.
Kontakt: Dr. Madeleine S. Goerg-Günthardt
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(10) Wurzelmorphologie: Veränderte Wurzelmorphologie und Nährstoffaufnahme in Pappeln und Weiden bei Schwermetallkontamination im Boden
In ganz Europa sind viele Böden mit Schwermetallen belastet. Deshalb werden Erkenntnisse über Aufnahme der Schadstoffe in die Pflanzen in Abhängigkeit von der Pflanzenart, des Bodentyps und der Azidität der Niederschläge benötigt. Im Experiment habe wir verschiedene Baumarten auf verschiedenen Böden mit und ohne Schwermetallbelastung und mit und ohne saure Beregnung getestet. Die Wurzeln wurden geerntet, fotografiert, gewogen und deren Elementgehalte analysiert.
In dieser Masterarbeit sollen die Bilder, Gewichte und Elementanalysen von Wurzeln von Pappeln und Weiden verglichen werden. Besonderes Augenmerk gilt dem Zusammenhang der Schadstoffaufnahme mit der Wurzelmorphologie und den Nährstoffgehalten.
Arbeiten: Es soll eine Bildauswertung unternommen werden und es sind grössere Mengen Analysendaten zu verarbeiten.
Voraussetzungen: Bereitschaft grössere Datenmengen zu verarbeiten, Grundkenntnisse Biologie.
Referent: Rainer Schulin, ETH
Kontakt: Dr. Madeleine S. Goerg-Günthardt
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(11) Eichen im Trockenstress: Zusammenhang des Austriebszeitpunkts verschiedener Schweizer Eichenarten mit der Blatt- und Zweigmorphologie bei nachfolgender Wärme und Trockenheit im Frühsommer
Es wird prognostiziert, dass im Laufe des 21. Jahrhunderts die Temperaturen um 2-5.5oC steigen werden, begleitet von Niederschlags-Defiziten im Sommer. Die Reaktionen von drei Schweizer Eichenarten (je 4 Provenienzen aus verschiedenen Regionen), welche unterschiedlich trockenresistent sind, werden im Rahmen des Experiments QUERCO auf Wassermangel und Lufterwärmung getestet.
In der Masterarbeit soll zuerst der Zeitpunkt des Austreibens (ein Phänologieparameter) in Abhängigkeit der Arten und Provenienzen bestimmt werden. Reaktionen in der Blatt- und Zweigmorphologie werden die Effekte der nachfolgenden Behandlungen (mit und ohne Lufterwärmung, mit und ohne Trockenstress) zeigen. Schliesslich soll getestet werden, ob und wie die Behandlungseffekte mit der Austriebszeit zusammenhängen, respektive wie die art- und provenienzspezifischen Eigenschaften die Stressreaktionen beeinflussen könnten.
Arbeiten: Phänologische Aufnahmen in den QUERCO-Kammern, morphologische Aufnahmen, Datenaufbereitung und statistische Auswertung.
Voraussetzungen: Bereitschaft grössere Datenmengen zu verarbeiten, Grundkenntnisse Biologie.
Referent: Prof. H. Bugmann, ETH
Kontakt: Dr. Matthias Dobbertin WSL
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(12) Föhren im Pfynwald: Makro- und mikro-morphologische Reaktionen auf Trockenstress von Waldföhren im Bewässerungsexperiment
Föhren im Wallis, auch im grössten Föhrenwald der Schweiz, dem Pfynwald, haben überdurchschnittliche Mortalitätsraten. Trockenstress wird als einer der wichtigsten Ursachen genannt. Ein Zeichen der Klimaerwärmung? Seit 2001 laufen verschiedene Forschungsprojekte zur Abklärung des Föhrensterbens. Im Rahmen eines Bewässerungsversuches werden die Auswirkungen von Trockenstress auf die makro-morphologischen Parameter (Benadelungsdichte, Nadel- und Trieblängen, und -gewichte) sowie die Veränderungen in der Nährstoffsituation analysiert. Ausser den Wachstumseffekten sind keine von Auge sichtbaren Symptome bekannt. Arbeiten aus Finnland wiesen hingegen auf mögliche ultrastrukturelle Schädigungen durch Trockenstress hin (Tonoplastenmembran, Peroxisomen, Chloroplasten und Lipide). Die Ergebnisse der Diplomarbeit sollen zeigen, ob solche ultrastrukturellen Phänomene mit diesem Bewässerungsexperiment bestätigt werden können. Inwiefern ultrastrukturelle Veränderungen mit makro-mophologischen, histologischen, zytochemischen und biochemischen Parametern qualitativ und quantitativ zusammenhängen ist eine weitere Herausforderung, welche in der Diplomarbeit erarbeitet werden muss.
Arbeiten: Feld- und Laborarbeit, Mikroskopie, statistische Auswertungen
Voraussetzungen: Grundkenntnise in Mikroskopie und Biochemie, sowie der Biologie von Föhrennadeln.
Referent: Prof. H. Bugmann, ETH
Kontakt: Dr. Pierre Vollenweider
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(13) Föhren im Pfynwald: Reaktionen auf Trockenstress in den Farbstoffgehalten der Nadeln Bewässerungsexperiment von Waldföhren (Pfynwald VS)
Föhren im Wallis, auch im grössten Föhrenwald der Schweiz, dem Pfynwald, haben überdurchschnittliche Mortalitätsraten. Trockenstress wird als einer der wichtigsten Ursachen genannt. Ein Zeichen der Klimaerwärmung? Seit 2001 laufen verschiedene Forschungsprojekte zur Abklärung des Föhrensterbens. Im Rahmen eines Bewässerungsversuches werden die Auswirkungen von Trockenstress auf die makro-morphologischen Parameter (Benadelungsdichte, Nadel- und Trieblängen, und -gewichte) sowie die Veränderungen in der Nährstoffsituation analysiert. Ausser den Wachstumseffekten sind keine von Auge sichtbaren Symptome bekannt. Arbeiten aus Finnland wiesen hingegen auf mögliche ultrastrukturelle Schädigungen durch Trockenstress hin (Tonoplastenmembran, Peroxisomen, Chloroplasten und Lipide). Die Ergebnisse der Masterarbeit sollen zeigen, ob dabei auch der Farbstoffgehalt der Nadeln betroffen ist.
Arbeiten: Feld- und Laborarbeit, Mikroskopie, statistische Auswertungen
Voraussetzungen: Grundkenntnise in Mikroskopie und Biochemie, sowie der Biologie von Föhrennadeln.
Referent: Prof. H. Bugmann, ETH
Kontakt: Dr. Pierre Vollenweider
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Rahmenbedingungen
Wird eine Semester- oder Diplomarbeit im Rahmen eines bestehenden Forschungsprojekts an der WSL durchgeführt, so wird sie von WSL Mitarbeitern betreut und die Arbeitsinfrastruktur soweit möglich und sinnvoll zur Verfügung gestellt. Die Studentinnen oder Studenten haben die Bedingungen der entsprechenden Arbeit im Rahmen ihrer Studiengänge einzuhalten. Die Arbeit kann in einer Landessprache oder in Englisch verfasst werden.
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