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Trockenheit im Wasserschloss Schweiz

Hauptinhalt

 

Längerfristig wird es in der Schweiz nicht nur heisser, sondern auch trockener. Trockenperioden haben schwerwiegende Folgen für die Landwirtschaft, die Wasserversorgung, die Energieerzeugung oder für natürliche Ökosysteme. Wir schaffen die Datengrundlagen, um kritische Trockenheit frühzeitig zu erkennen und ihre Folgen für Natur und Gesellschaft abschätzen und lindern zu können.

  

Aus wirtschaftlicher und sozialer Sicht sowie für das Risikomanagement ist es essenziell, kritische Trockenheit möglichst frühzeitig zu erkennen. Auf unserer Plattform drought.ch fliessen verschiedenste hydrologische Kennzahlen in einem schweizweiten Früherkennungssystem für Trockenheit zusammen. Die Plattform dient als Grundlage für ein nationales Frühwarnsystem des Bundes zur Trockenheit in der Schweiz. Ausserdem entwickeln wir Modelle und studieren Grosswetterlagen, um Wasserdefizite auf mehrere Wochen im Voraus vorhersagen zu können.

Hitzeperioden und damit verbunden extreme Trockenheiten nehmen mit fortschreitender globaler Erwärmung zu. Gerade im Alpenraum haben sie das Potenzial, soziale und wirtschaftliche Krisen auszulösen, zum Beispiel, wenn sich dadurch Naturgefahren häufen oder grösseren Schaden anrichten als bisher. Das Forschungszentrum CERC trägt dazu bei, diese Extreme mitsamt ihren Risiken besser zu erforschen und Lösungen zu finden, wie diese zum Nutzen der Gesellschaft gemildert oder bewältigt werden können.

Der Schneemangel von heute ist potenziell die Trockenheit im kommenden Sommer. Das SLF hat Fragen und Antworten zum schneearmen Winter 2022/23 zusammengestellt.

  

Projekte

 

Alpine Drought Observatory

Laut Alpenkonvention werden Wasserknappheit und die damit verknüpften möglichen Konflikte in vielen Alpenregionen, die von Wasser aus Schnee- und Gletscherschmelze abhängen, zu einem bedeutenden Thema.

EMERGE - Extreme droughts in mountain regions

EMERGE will investigate the impacts of historic megadroughts on water fluxes and ecosystems in mountain regions, and use this knowledge to develop stress-test scenarios for a possible future megadrought in the Swiss Alps.

MACHINE LEARNING AIDED FORECASTING OF SUBSEASONAL DROUGHT INDICATORS IN THE EUROPEAN ALPS

This research aims to explore the predictability of drought at a monthly time horizon in the form of low flow in Switzerland and the European Alps by using machine learning techniques and linking large scale weather patterns with local hydrological events.

Floods and droughts under global change

In diesem Projekt soll das Verständnis und die Modellierung von regionalen hydrologischen Extremen im Alpenraum, im Kontext des globalen Wandels, verbessert werden.

Drought and flood statistics in regulated catchments

Dieses Projekt beschäftigt sich mit den statistischen Eigenschaften von multivariaten hydrologischen Extremen im Alpenraum, wo Gewässer immer stärker menschlich reguliert werden.

   

Trockenheit ist seit Jahren eines der Hauptfokusthemen der WSL-Waldforschung. Im Wallis betreuen wir verschiedene Forschungsplattformen und führen im Pfynwald Bewässerungsexperimente durch. Aufbauend auf diesen Erfahrungen weiten wir unsere Forschung auch auf andere, bis anhin weniger trockene Wälder der Schweiz aus. Denn auch im Mittelland, den Voralpen und im Jura hinterlassen die häufiger werdenden Trocken- und Hitzejahre ihre Spuren.

Auf zahlreichen Beobachtungsflächen machen wir seit vielen Jahren intensive Erhebungen zur Waldgesundheit und messen auch die Wirkung der Trockenheit auf den Waldzustand. Dies sind die Flächen der Langfristigen Waldökosystemforschung (LWF) und der Sanasilva-Inventuren. Zusätzlich führen wir auch auf dem 6000 Testflächen umfassenden Netz des Landesforstinventars LFI jährliche Erhebungen zum Zustand der Wälder durch.

Das Echtzeit-Netzwerk TreeNet berechnet täglich sogenannte Waldzustands-Nowcasts, die Auskunft über das aktuelle Wachstum und das Baumwasserdefizit (ein Mass für Trockenstress von Bäumen) von ca. 400 Waldbäumen geben, die über die ganze Schweiz verteilt sind. Die Indikatoren werden täglich auf der Seite www.treenet.info/nowcasts visualisiert. Diese Daten finden auch Eingang in die NCCS-Seite des Bundes zu Waldfunktionen und Klimawandel, wo weitere Daten über den aktuellen Waldzustand in einem interaktiven Internet-Tool (Forte-App) miteinander verglichen werden können.

Das Sommerhalbjahr 2018 hat der Schweiz (aber ganz besonders auch Mittel- und Nordeuropa) eine der ausgeprägtesten Trockenheiten der letzten Jahrzehnte gebracht.Die WSL startete im selben Jahr die WSL-Initiative Trockenheit 2018 mit dem Ziel, neue Erkenntnisse im Hinblick auf den Umgang mit zukünftigen ähnlichen Situationen abzuleiten.

Weitere Infos auf unserer Themenseite Wald und Trockenheit.

  

Projekte

 

VPDrought: A novel approach to disentangle atmospheric and soil drought

Mit dem Projekt «VPDrought» werden die Einflüsse und Auswirkungen von Luft- und Bodentrockenheit auf den Wald wissenschaftlich untersucht. Der weltweit erstmalige Versuch in dieser Kombination und Qualität wird im Pfynwald auf der bereits bestehenden Forschungsfläche der WSL umgesetzt.

SwissSPOT- Schweizer Waldbodenwassermessnetz

SwissSPOT ist ein Messnetz zur Beobachtung der Bodenwassersituation bis in 2m Bodentiefe an den Schweizer Flächen der Langfristigen Waldökosystemforschung (LWF)

HEAT - Keeping it cool in a Hotter world: brEAking new ground into the drivers and consequences of forest Temperature regulation

We will use a hierarchical cross-scale approach that spans plant physiology, remote sensing, and community ecology to assess the physiological and ecological processes that underpin forest temperature regulation during hotter droughts. The work will take place at the Model Ecosystem Facility (MODOEK) and in Saillon (Valais).

Detecting temperature thresholds for photosynthesis and understanding how they are controlled by long-term acclimation to soil drought

We evaluate the potential of thermal imaging with unmanned aerial vehicles (UAV) to detect drought stress in Pinus sylvestris in a long-term irrigation experiment in the Pfyn forest in Valais (southern Switzerland).

SCC II - REACT

SCC II - REACT: Species-specific reactions of temperate European forest trees to a changing environment

Drivers and consequences of drought-induced hydraulic dysfunctions and mortality under global warming

This project explores the specific impact of VPD and temperature increase on tree water use and mortality. It also investigates the potential damages of using X-ray MicroCT to track embolism in living trees.

Partitioning of resources between beech trees during drought

We will examine whether recent drought events shifted the partitioning of growth among tree size classes of beech trees and use this information to develop thinning strategies for mitigating drought impacts in lowland and montane Swiss beech forests

N-DEPEND - Is there a "Nitrogen Deposition Penalty" for Forests under Drought?

This project intends to test the "N-penalty" hypothesis for the Swiss forests. By statistical modeling and quasi-experimental analyses based on N deposition estimates, drought indices and NFI data, we assess interacting effects of N deposition and drought on forest health and productivity.

UAV-based monitoring of physiological tree responses

In this project, we investigate the potential of spectral proxies, obtained from unmanned aerial vehicles (UAV) high-resolution multispectral and thermal imaging, to detect trees pre-visual drought stress responses.

Acclimation and environmental memory

Which are the main mechanisms conveying adaptation on the organ and whole tree level, how fast does acclimation occur and how long is an acclimation potential sustained?

Oriental beech (Fagus orientalis) for assisted migration?

We assess the drought response of European and oriental across different life stages by taking advantage of existing Oriental beech plantations in France, Germany and Switzerland.

Soil organic matter dynamics under drought

DRYSOM assesses soil organic matter (SOM) to drought in a long-term irrigation experiment (Pfynwald). Responses range from a suppressed processing through microbial and faunal communities, decreases in carbon inputs from trees into soils, to shifts in soil carbon storage.

Isodrought

We want to explore a stable isotope tree-ring approach for analyzing physiological drought responses of trees. The results are expected to provide a novel diagnostic tool for understanding causes of tree decline.

DEDrought duration effects

The present study will analyze the within-tree distribution of C, N, and P reserves in trees treated with different drought duration and frequency, to investigate the C, N and P reserves in relation to recovery ability and mortality following repeated drought events with various drought duration.

Wie beeinflussen die Wechselwirkungen zwischen den Arten die langfristigen Auswirkungen von Hitze und Trockenheit

Ziel des Projektes ist es, die physiologischen Prozesse zu bewerten, durch die sich Bäume in einem sich ändernden Klima anpassen und miteinander interagieren, die Folgen dieser dynamischen Prozesse für die physiologischen Reaktionen der Bäume auf klimatische Belastungen zu bestimmen und unser Verständnis dieser Auswirkungen auf langfristige Verschiebungen im internen Kohlenstoff- und Wasserkreislauf der Bäume zu verbessern.

Forests under stress

In this project we will assess the physiological processes by which trees adjust and interact among each other under a changing climate, determine the consequences of these processes on forest responses to climatic stresses and improve our understanding of these effects on forests functioning at a large comprehensive scale.

Dürre & Buche: Auswirkungen der Sommerdürre 2018 auf die Buche auf der Alpennordseite

In diesem Projekt untersuchen wir mögliche Ursachen für die Auswirkungen der Sommerdürre 2018 auf die Vitalität von Buchen im Schweizer Mittelland und Jura.

 

Multimedia

 

Wie reagieren Buchen in der Schweiz auf extreme Trockenheit?

Das Projekt "Dürre und Buche" der WSL untersucht mögliche Ursachen von verfrühter Blattverfärbung und vorzeitigem Laubfall im Extremsommer 2018 im Schweizer Mittelland und Jura.

 

Den unsichtbaren Stress eines Waldes erkennen

In einer Studie zeigen Forschende der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, wie sich der Stress eines Baumes frühzeitig erkennen lässt. Dafür setzen sie Spektraldaten aus Drohnenfotos ein.

 

Trockenheit, Hitze und Wälder

Das Dampfdruckdefizit (VPD) - die Differenz zwischen der Menge an Feuchtigkeit in der Luft und der Feuchtigkeitsmenge, die die Luft bei Sättigung aufnehmen kann - bestimmt, wie viel Feuchtigkeit Pflanzen abgeben. Seine Zunahme als Folge des Klimawandels gibt Anlass zur Sorge für die Wälder.

 

Trockenheit überleben

An der WSL untersucht Leonie Schönbeck, wie Bäume Energie aufnehmen und speichern, und wie sie ihre Energiereserven benutzen, um sich nach Trockenheit zu erholen.

  

Langanhaltende Trockenphasen, die das Waldbrandrisiko erhöhen, sind in den letzten dreissig Jahren häufiger geworden. Wir sammeln systematisch Daten von Waldbränden und entwickeln Methoden und Konzepte zur Abschätzung des Waldbrandrisikos. Weitere Infos zum Thema Waldbrand auf unserer Themenseite Gefahr durch Feuer: Waldbrand

  

Projekte

 

Forest fire extremes in mountain regions

FoFiX - Auswirkungen des Klimawandels auf Waldbrandextremereignisse - ist ein Projekt das sich mit steigender Waldbrandgefahr und zunehmenden Waldbrandereignissen in Regionen beschäftigt, die noch nicht von Waldbränden betroffen sind, z. B. die Alpen und Mitteleuropa.

Remote sensing data for fire danger rating

Provide a simplified Swiss-wide forest fire-related characterization of forest fuel types and calculate and analyse drought and fire-related remote sensing indices derived from multispectral Landsat and Sentinel-2 data.

Nearest neighbor fire rating

Development of a data-driven nearest neighbour model for the daily forest fire danger rating which may be used by the operators as second opinion provider.

Einfluss der Trockenheit auf Blitz-induzierte Waldbrände

In einem sich wandelnden Klima könnten die durch Blitze verursachten Waldbrände in der Schweiz in den nächsten Jahrzehnten zunehmen. Wir untersuchen Muster und Bedingungen, unter denen sich diese Brände entwickeln.

 

Multimedia

 

Die Feuerökologie der Rotbuche

Im Rahmen der Klimaveränderung stellt man fest, dass Waldbrände in Buchenwäldern immer häufiger und heftiger auftreten. Vor diesem Hintergrund ist die Idee entstanden, eine spezifische Studie über die Feuerökologie der Buche zu initiieren.