SOSTANAH Bodenstabilität und Naturgefahren: Vom Wissen zum Handeln
Erosion und Rutschungen verursachen in der Schweiz und weltweit in steilen Lagen immer wieder grosse Schäden. Ziel des Projektes im Rahmen des Nationalen Forschungsprogrammes 68 "Ressource Boden" ist die Untersuchung des Einflusses von Pflanzen und Pilzen auf die Hangstabilität.
Erosion und Rutschungen verursachen in der Schweiz immer wieder grosse Schäden. Umso wichtiger ist es, die Bevölkerung, ihre Gebäude und Verkehrswege vor diesen Naturgefahren zu schützen und deren Vorhersage zu verbessern. Ziel dieses Projektes ist es aufzudecken, wie Bodeneigenschaften, Landnutzung und Pflanzen, die mit Mykorrhiza-Pilzen in einer Symbiose leben, die Stabilität von Hängen beeinflussen. Daraus möchten die Forschenden einerseits Indikatoren ableiten, die auf ein oberflächennahes Abgleiten des Bodens hinweisen. Andererseits werden sie Empfehlungen formulieren, wie man mit Böden unter Berücksichtigung von Stabilität, Biodiversität und Landnutzung nachhaltig umgeht, und wie sich Hänge mithilfe von Pflanzen und Pilzen stabilisieren lassen.
Neue Experimente dank eigens entwickeltem Scherapparat
Als Forschungsgrundlage dient eine Datenbank, in der über 700 Rutschungen detailliert dokumentiert sind (Abb. 2). Im Labor und im Feld führt das Forschungsteam zudem Experimente durch, um Bodenscherkräfte und Aggregatstabilität – wichtige physikalische Kenngrössen – zu ermitteln. Für die Laborversuche entwickelte die Werkstatt des SLF eigens einen neuen Scherapparat (Abb. 3).
Er kombiniert die Vorteile von herkömmlichen Feld- und Labormethoden optimal: Gut kontrollierbare und beliebig oft wiederholbare Versuche auf der einen Seite, und grosse Bodenproben, welche die Natur angemessen repräsentieren, auf der anderen Seite. Um die Stabilität von bepflanzten und unbepflanzten Bodenproben zu untersuchen, belasten die Wissenschaftler diese mit exakt definierten Kräften – nicht nur in horizontaler Position, sondern auch geneigt bis zu einem Winkel von 45°. Dies ermöglicht erstmals, Boden im Labor unter ähnlichen Bedingungen zu untersuchen, wie sie draussen an Hängen vorkommen. Ein weiterer Vorteil des neuen Scherapparates sind die Masse der Probe-Kästen: Mit 50 x 50 x 40 cm übertreffen sie die Probegrössen bei herkömmlichen Laborversuchen um ein Vielfaches.
Pflanzen stabilisieren Boden deutlich
Erste Resultate der Scherapparattests sind vielversprechend: Bei bepflanzten Proben ist die maximale Scherkraft bis zu 65% höher, verglichen mit unbepflanzten Proben, d.h. es braucht eine deutlich stärkere Kraft, um eine Rutschung hervorzurufen. Feld- wie auch Laboruntersuchungen zeigen ausserdem, dass die Bepflanzung von rohen Böden nicht nur den Boden stabilisiert, sondern sich dadurch schneller eine stabile Pflanzengesellschaft entwickelt, als wenn man das Bodenmaterial sich selbst überlässt.
Details zum Projekt
Projektdauer
2013 - 2018