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Standortskunde: wo wachsen welche Pflanzen?

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Wir untersuchen, auf welchen Waldstandorten die verschiedenen Pflanzenarten vorkommen und wie gut die Bäume dort wachsen – abhängig von wichtigen Wachstumsfaktoren wie Licht-, Wärme-, Wasser- und Nährstoffangebot. Wir erstellen zudem digitale Karten von ökologisch relevanten Bodeneigenschaften für die gesamte Waldfläche der Schweiz.

 

Wir erforschen und dokumentieren…
… wo Pflanzenarten abhängig von Wachstumsfaktoren wie Licht-, Wärme-, Wasser- und Nährstoffangebot vorkommen,
… welche Pflanzenarten welche Umweltfaktoren anzeigen (ökologische Zeigerwerte),
… wie gut Baumarten an verschiedenen Standorten wachsen und welche Wassernutzungsstrategien sie haben,
… die Potenziale und Risiken von Waldböden in der ganzen Schweiz (digitale Kartierung von Bodeneigenschaften).

Die zur Beantwortung unserer Forschungsfragen erforderlichen Daten erfassen wir in rund 1200 Waldbeständen im Schweizer Wald (siehe Karte). In jedem Bestand wurde ein Bodenprofil gegraben und eine Vegetationsaufnahme gemacht. In ausgesuchten Waldbeständen messen wir zusätzlich zeitlich hoch aufgelöst verschiedene ökophysiologische Parameter wie etwa Lufttemperatur und Bodenwasserpotential (siehe Bild) sowie Stammradiusveränderungen von Buche, Eiche, Waldföhre und Fichte (siehe Bild).

Archiv für Bodenproben und Bodendatenbank

Die gesammelten Bodenproben lagern wir in einer Pedothek (siehe Bild), einem Archiv für Bodenproben. Die im Feld und im Labor gewonnenen Daten speichern wir in einer Oracle-Datenbank und machen sie interessierten Nutzern aus Wissenschaft und Praxis auf Anfrage zugänglich.

Von den Bodenprofilen stehen morphologische, chemische und physikalische Daten zur Verfügung. Die Vegetationsdaten sind klassisch getrennt nach Kraut-, Strauch- und Baumschicht vorhanden. Zusätzlich zu den Boden- und Vegetationsdaten sind für alle 1200 Flächen weitere standortskundlich relevante Daten verfügbar, beispielsweise zu Klima und Geologie.

Methoden

Wir erfassen Vegetations-, Boden-, Bodenfeuchtigkeits- und Stammradiusdaten mit den folgenden Methoden und Standards:

  • Die Vegetation (Abundanzen) erfassen wir nach Braun-Blanquet (1964) sowie Mueller Dombois und Ellenberg (1974).
  • Die morphologischen Merkmale in den Bodenprofilen erheben wir mit WSL-Feldmethoden (siehe dazu „Waldböden der Schweiz“). Unsere Labors an der WSL analysieren die chemischen und physikalischen Bodenparameter mit international gültigen Standardmethoden.
  • Bodenwasserpotentiale erfassen wir zeitlich hoch aufgelöst mit Decagon MPS-2 Sensoren und Stammradiusschwankungen mit Punktdendrometern der Firma Natkon.
  • Der Wasserhaushalt wurde in allen 1200 Waldbeständen unter vergangenem und zukünftigem Klima mit Modellen simuliert (Coupmodel).
  • Mit statistischen Methoden untersuchen wir Zusammenhänge zwischen der Verbreitung und dem Wachstum von Pflanzenarten und den Umweltfaktoren.
  • Chemische und physikalische Eigenschaften von Schweizer Waldböden kartieren wir digital mit (geo-) statistischen Methoden und mit modernen GIS-Technologien.

Wichtige Partner bei der Erforschung von Wachstum und Wassernutzungsstrategien ist TreeNet, und bei der digitalen Bodenkartierung ist es die Geostatistik der ETH-Zürich und die GIS-Abteilung der WSL.

 
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Die Boden- und Vegetationsdaten stammen aus rund 1200 Waldbeständen verteilt über die Waldfläche der Schweiz. (Grafik: WSL)
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Bodenproben-Archiv (Pedothek) an der WSL und Datenbankschema. (Foto: Marco Walser)
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Coupmodell: ein Modell zur gekoppelten Simulation von Energie- und Massenflüssen im Boden-Pflanze-Atmosphäre-System. (Grafik: WSL)
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Punktdendrometer zur Erfassung von Baumradiusveränderungen (unten) und Sensor zur Messung von Lufttemperatur und -feuchtigkeit (oben). (Foto: Lorenz Walthert)
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Sensoren zur Messung des Bodenwasserpotentials (Bodenfeuchtigkeit). (Foto: Lorenz Walthert)
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Mit digitaler Bodenkartierung modellierter Vorrat an organischem Kohlenstoff in 0-10 cm Bodentiefe für die Waldfläche der Schweiz. (Grafik: WSL)
 

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