Das Ding

In jeder Ausgabe des WSL-Magazins DIAGONAL stellen wir ein Instrument, ein Gerät, eine Anlage – kurzum ein Ding vor. Neben der Zeichnung im Magazin gibt es jeweils einen Videoclip dazu.

Jahrringe liefern uns wichtige Informationen über das Klima der Vergangenheit. Die Dendroforschenden der WSL vermessen deshalb jedes Jahr Hunderttausende davon. Bisher mussten sie das von Hand per Mausklick an einem «live»-Bild eines Bohrkerns oder einer Stammscheibe machen. Seit kurzem erleichtert ihnen nun ein Foto-Roboter namens «Skippy» diese Arbeit: Der Bohrkern oder die Stammscheibe liegen auf einer verschiebbaren Platte, die computergesteuert jeweils um einige Millimeter weiterrückt. Ein auf einer Halterung montierter Fotoapparat nimmt bei jedem Stopp ein Bild auf. Anschliessend setzt man mit einem Computerprogramm alle Bilder verzerrungsfrei zusammen. Auf dem hochaufgelösten Panoramabild lässt sich nun jeder Jahrring exakt vermessen.

Das Punktdendrometer ist ein wichtiges Instrument, um herauszufinden, wie sich Trockenperioden auf Wälder auswirken. Es misst das Wachstum und das Wasserdefizit eines Baumes, indem es winzige Schwankungen in der Stammdicke aufzeichnet. Tagsüber schrumpft der Stamm, weil über die sogenannten Spaltöffnungen in den Blättern Wasser verdunstet. Nachts sind diese Öffnungen geschlossen und der Stamm dehnt sich wieder aus, weil er mehr Wasser aus dem Boden aufnehmen kann, als er verliert. Zusätzlich nimmt er über die Wachstumsperiode hinweg an Umfang zu. Die Forschenden von TreeNet (treenet.info), einem Forschungsnetzwerk unter WSL-Leitung, haben im Schweizer Wald über 350 Punktdendrometer installiert. Die mit ihnen erhobenen Daten sind in ihrer zeitlichen Auflösung einzigartig.

Forschende der WSL haben eine kleine Drohne entwickelt, die sich auf Äste eines Baumes niederlassen kann. An ihrem Schutzgehäuse sind «Haken» befestigt, deren Unterseite aus einem spe-ziellen Material besteht, das gut an den Ästen haftet. Sobald sie ihr Ziel erreicht hat, werden die Propeller abgestellt. So kann die Drohne namens «Hedgehog» lautlos und ohne Energieverbrauch über einen längeren Zeitraum Daten sammeln. Auf ihr lassen sich verschiedene Messgeräte  montieren, die zum Beispiel akustische Aufnahmen machen oder Wildtiere mit einer Kamera in  den Baumkronen beobachten.

Um den globalen Wasserkreislauf besser zu verstehen und die Zuverlässigkeit von Wettervorhersagen zu erhöhen, messen Satelliten die Bodenfeuchte auf der Erde. Für Vergleichsaufzeichnungen am Bo-den kommen Radiometer zum Einsatz, die unter anderem an der WSL entwickelt wurden. Sie stehen zum Beispiel in Davos Laret (GR) oder auf dem Tibetischen Hochplateau. Wie viel Wasser in Böden, der Vegetation und im Schnee vorhanden ist, lässt sich aus der gemessenen Mikrowellenstrahlung berechnen.

Bewährte Dinge ändern sich kaum: Auch heute noch arbeiten Schneeforscherinnen und Schneefor­scher mit Lupe und Schneeraster, um Schneekristalle zu untersuchen – wie schon vor achtzig Jahren. Sie entnehmen Proben aus den verschiedenen Schichten eines Schneeprofils und geben diese aufs Raster. Dessen unterschiedlich grosse Zellen dienen als Referenz, um die Kristallgrössen zu bestim­men. Die Form und die Grösse der Schneekristalle lassen Rückschlüsse auf die Eigenschaften der Schneeschicht zu.

Die WSL erntet, reinigt und lagert Samen von etwa neunzig verschiedenen Baumarten. Dieses Saatgut verwendet sie für eigene Versuche oder stellt es Forstbetrieben zur Verfügung. Um es von Verunreinigungen zu befreien, gibt es verschiedene Samenreinigungsmaschinen. Diese hier trennt das Ausgangsmaterial nach Gewicht, zum Beispiel schwerere Fichtensamen von leichteren Verunreinigungen. Die gereinigten Samen werden in einem Behälter gesammelt und weiterverwendet.

Die Sporenfalle saugt konstant Luft aus der Umgebung an und sammelt darin vorkommende Partikel in einem kleinen Behälter – darunter auch Sporen von Pilzen. Von welchen Arten diese stammen, zeigen genetische Analysen der Proben. Die Falle auf dem WSL-Gelände in Birmensdorf ist Teil eines globalen Sporen-Monitoringprojekts. Heute sind erst 150 000 Pilzarten wissenschaftlich beschrieben, man geht jedoch davon aus, dass es tatsächlich zwischen zwei bis 13,2 Millionen gibt. Dank dem Monitoringprojekt sollen diese Schätzungen genauer werden.

Mitarbeitende der WSL haben eine automatische Insektenfalle entwickelt, die nur in bestimmten Zeitspannen Insekten fängt, zum Beispiel nachts zwischen 21 und 5 Uhr. Dann fallen die Insekten in einen mit Flüssigkeit gefüllten Fangbecher. Zwischen Sonnenauf- und -untergang stellt sich die Falle hingegen so ein, dass tagaktive Insekten wie Bienen durch eine Öffnung sofort wieder ins Freie gelangen. Die Drehscheibe mit den Fangbechern rotiert jede Nacht um eine Position weiter. So können sieben Nächte hintereinander beprobt werden, und die Falle muss nur einmal wöchentlich geleert werden. Die automatischen Insektenfallen wurden entwickelt, um den Einfluss von Lichtfarbe und Lichtintensität von LED-Strassenleuchten auf nachtaktive Insekten zu untersuchen.

Mitarbeitende der WSL nehmen derzeit im Schweizer Wald die Daten für das fünfte Landesforst­inventar (LFI) auf. Auf den LFI-Stichprobeflächen vermessen sie Bäume, beschreiben den Baumbestand und beurteilen die Standortverhältnisse. In einem Rucksack transportieren sie alle Geräte und Hilfsmittel, die sie dazu brauchen, zu den teilweise schlecht zugänglichen Probe­flächen. Zum Material gehören unter anderem mehrere GPS-Geräte, ein Baumhöhenmesser und die sogenannte Finnenkluppe. Mit dieser wird der Baumdurchmesser in sieben Meter Höhe gemessen. Zusammen mit dem Durchmesser auf 1,3 m Höhe und der Baumhöhe lässt sich das Baumvolumen berechnen.

Hochwasser in Wildbächen reissen häufig grosse Mengen Steine und Sand mit. Im Alptal (SZ) misst die WSL, wie viel Material der Erlenbach mitführt. Bei Hochwasser fahren Metallkörbe automatisch in den Bach und fangen die Feststoffe auf. Zusammen mit den Daten der akustischen Sensoren können die Forschenden so den Geschiebetransport für verschiedene Korngrössen ermitteln.

Ein Murgang ist ein schnell fliessendes, zerstörerisches Gemisch aus Wasser, Feinsedimenten und Gesteinsbrocken. Auf einer acht Meter langen Rutsche lösen die Forschenden im Grossraumlabor der WSL Modell-Murgänge aus. So testen sie das Fliess-, Aufprall- und Ablagerungsverhalten verschiedener Murgangmischungen.

Der vom SLF entwickelte SnowMicroPen (Schnee-Mikropenetrometer) misst die Härte der Schneedecke. Ohne Schnee schaufeln zu müssen, erlaubt diese Messung Rückschlüsse auf die Schneedichte und Schneestruktur und damit auf die Schneeschichtung – ein wichtiger Faktor für die Lawinenbildung.

Die WSL erntet und klengt Forstsaatgut und betreibt die nationale Saatgutvermittlungsstelle, die Forstbetrieben und Baumschulen Saatgut anbietet. In einem Kühlraum lagert die WSL bis zu 60-jährige Fichtensamen unterschiedlicher Herkunft sowie Saatgut von rund 50 weiteren Gehölzarten.

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