Download - Professur für Waldökologie - ETH Zürich

Masterarbeits-ThemenimFachbereich WaldökologieStand: 27. 02. 2013Walddynamik in Schweizer NaturwaldreservatenBereichBeschreibung:WaldsukzessionDie Naturwaldforschung in der Schweiz kann auf eine Waldinventur-Datenbankzurückgreifen, welche mehrere Jahrzehnte an Inventurdaten umfasst. Diese Daten bildeneine hervorragende Basis, um das allgemeine Verständnis der natürlichen Walddynamik,insbesondere des Wachstums in naturnahen Wäldern in den Schweizer Gebirgsregionen zuvertiefen. Zudem können diese Daten zur Verbesserung von Simulationsmodellen derWalddynamik dienen. In einem neuen Projekt werden diese Daten analysiert. DieMasterarbeit soll ausgewählte Aspekte näher untersuchen; je nach Neigung des/derStudierenden kann mehr Gewicht auf ökologische Fragen oder die Validation vonSimulationsmodellen gelegt werden. Es besteht zudem die Möglichkeit, während desSommers eigene Felddaten zu erheben, um mit dendroökologischen (jahrringanalytischen)Methoden die zeitliche Dynamik und den Einfluss der Konkurrenz auf dasEinzelbaumwachstum genauer zu untersuchen.Weitere Masterarbeiten sind zur Waldverjüngung und zu Totholz möglich, sowie zuStrukturvergleichen zwischen Naturwaldreservaten und bewirtschafteten Wäldern.Voraussetzungen:Arbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Caroline Heiri, WSLSprache: D E F IPeter Brang, WSLSimulation der Dynamik von Schweizer WaldbeständenBereichBeschreibung:WaldsukzessionSchweizer Wälder zeichnen sich durch eine hohe standörtliche Vielfalt aus.Dementsprechend dürfte mindestens ein Teil der heutigen Waldbestände erheblich vomanthropogenen Klimawandel betroffen werden. Regional kann dies zu einer zukünftig starkveränderten Serviceleistung (Biodiversität, Schutz, Erholung) des Ökosystems Wald führen.Das Sukzessionsmodell ForClim dient dem Zweck, die Walddynamik unter dem Einfluss derglobalen Klimaveränderung abschätzen zu können. Die neuste Modell-Version weist nichtnur einen weiten klimatischen Gültigkeits-Bereich, sondern auch eine recht hohe lokalePräzision auf.1

In einer Dissertation in der Gruppe Waldökologie wird ForClim angewendet, um dieSensitivität von schweizerischen Waldbestandestypen auf Klimaveränderungen zuuntersuchen. Im Rahmen dieses Projektes sind je nach Projektphase auch verschiedeneMasterarbeiten möglich.Dabei wird das Modell auf eine Auswahl von typischen Schweizer Bestandestypenangewendet. Hierfür müssen zuerst forstliche Daten von repräsentativen Standorten für dieVerwendung mit ForClim aufbereitet werden. Diese Daten können von ertraglichenVersuchsflächen, LFI-Erhebungen oder künstlich generierten Beständen stammen.Anschliessend wird das Modell mit den vorbereiteten Daten initialisiert und die Entwicklungder ausgewählten Bestandesstrukturen unter der Verwendung verschiedenerKlimaszenarios simuliert.Je nach Interesse der Studentin bzw. des Studenten kann der Schwerpunkt derMasterarbeit entweder auf der Abschätzung und Interpretation der Modellanwendung oderauf notwendigen Modell-Verbesserungen liegen.Voraussetzungen: Bereitschaft zur Einarbeitung in die Waldsukzessionsmodellierung; Auswertung der Datenmit der Statistik-Software RArbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Nicolas Bircher, ETHSprache: D E F IAbschätzung der Entwicklung invasiver Baumarten im TessinBereichBeschreibung:Populations-ProzesseIm Tessin sind schon heute immergrüne breitblättrige Baumarten wie der Kampferbaumoder Hanfpalmen verstärkt im Unterwuchs zu finden. Diese Arten werden durch die zuerwartende Klimaerwärmung begünstigt und könnten in Zukunft dieArtenzusammensetzung beeinflussen oder sogar dominieren. Ziel der Arbeit ist es, imlandschaftsökologischen Modell LandClim, das in der Professur Waldökologieweiterentwickelt und angewendet wird, eine Auswahl der invasiven Arten des Tessins zuparametrisieren und die zukünftige Walddynamik abzuschätzen. Dazu werden Daten ausdem Gebiet des Monte Caslano verwendet; die Resultate sollen verglichen werden mitErgebnissen einer früheren Modellierungsstudie, welche drastische Konsequenzen für dasWaldbild ergab.Voraussetzungen: Bereitschaft zur Arbeit mit dynamischen ModellenArbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Rebecca SnellSprache: D E F IAbleitung der Populationsdynamik von Waldbäumen aus FotopaarenBereichPopulations-Prozesse2

Beschreibung:Bis über 100 Jahre alte fotografische Abbildungen von Berghängen erlauben esgrundsätzlich, populationsdynamische Parameter der Waldentwicklung zu schätzen, z.B.die Entwicklung der Bestandesdichte, das Erscheinen und Verschwinden vonEinzelbäumen und Verschiebungen in den Baumartenanteilen. In einer vorangehendenMasterarbeit wurde eine Methode entwickelt, um die Position von Objekten in einemdigitalen Terrainmodell aufgrund von Schrägaufnahmen herzuleiten (R. Dinkel 2009). In derjetzt ausgeschriebenen Arbeit soll die Methode verfeinert und auf Bilder ausWaldreservaten angewendet werden.Voraussetzungen: Grundkenntnisse in photogrammetrischen Methoden sind von Vorteil.Arbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Peter Brang, WSLSprache: D E F IWiederbewaldung nach BorkenkäferbefallBereichBeschreibung:Landschaftsdynamik/StörungsökologieIm Gandbergwald (Kt. Glarus) sind 1993 fast alle Fichten durch den Borkenkäfer auf einerFläche von rund 100 ha abgestorben. Von 1994 bis 2002 wurden in 24 1x1m Dauerflächendie Vegetation und die Baumverjüngung jedes Jahr aufgenommen. Zusätzlich wurde imJahre 2001 entlang von Linientransekten die Baumverjüngung und das Totholzaufgenommen. Die Informationen aus den Dauerflächen wurden zur Parameterisierungeines einfachen Vegetations- und Baumverjüngungsmodel für diesen Totholzbestandbenützt. Die Daten aus den Linientransekten wurden zur Validierung nach 10 Jahrenbenutzt (siehe z.B. Kupferschmid, A.D., 2003. Zerfall und Verjüngung eines Schutzwaldesnach dem Absterben der Fichten durch Buchdruckerbefall. GAIA 12(4): 271-274. resp.Dissertation Kupferschmid Albisetti, A.D., 2003. Succession in a protection forest afterPicea abies die-back. Ph.D. Thesis No. 15228, Swiss Federal Institute of TechnologyZürich, 231 pp.)Voraussetzungen:In dieser Masterarbeit sollen die Aufnahmen der 24 Dauerflächen wiederholt werden undeinige Linientransektaufnahmen für die Baumverjüngung und das Totholz gemacht werden.Diese neuen Daten sollen anschliessend mit den >10 Jahre alten Felddaten sowie denModellergebnissen für 2011 verglichen werden. Zentrale Fragen: Wie schnell geht dieWiederbewaldung nach Borkenkäferbefall vor sich? Können die Gämsen das Aufkommeneiner neuen Baumgeneration, die vor Steinschlag und Lawinen schützt, verhindern resp.verzögern? Wie schnell geht der Zerfall des stehenden und liegenden Totholzes vor sich?Bereitschaft zu Feldarbeit (Kt. Glarus)Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: ab 2013Referat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: A. Kupferschmid, ETHSprache: D E F IThe role of landscape and climate in predicting the frequency and intensity of winddamage in forests3

BereichBeschreibung:Landschaftsdynamik/StörungsökologieWind damage is an important forest disturbance that influences both forest state and forestdynamics. Understanding where on the landscape sever wind events are likely to occur,and how they will affect forest development, is therefore an important precursor fordeveloping accurate predictions for how forests will change in the future.This proposed master thesis aims to improve how wind damage is representation in aspatially explicit forest model by evaluating and incorporating several of the followingquestions: 1) Is there a link between wind damage and climatic data? 2) Does landscapeposition influence the frequency/intensity of wind storms? 3) Does landscape positioninfluence the probability of forest damage? 4) Is susceptibility to wind damage dependenton forest stand structure?This work will involve a combination of compiling relevant data on wind storms and winddamage, evaluating the data with respect to the influence of landscape structure, climatevariables, and forest state, and then developing and testing an improved wind damagemodule based on the integration of this information.Voraussetzungen: An interest in ecological modeling and willingness to do some basic programming (C++, R).Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Rebecca SnellSprache: D E F IAbschätzung des Wachstums von unter Schutz gestellten EichenBereichBeschreibung:BestandesdynamikWegen ihrer ökologischen Bedeutung werden Eichen oft unter Schutz gestellt,Waldeigentümer/innen werden entsprechend für den Nutzungsverzicht entschädigt. Umeine Schätzung für die entgangene Holznutzung zu berechnen, sind zuverlässigePrognosen des Baumwachstums über die nächsten Jahre und Jahrzehnte notwendig. Indieser Masterarbeit soll die Entwicklung des Wachstums von dominanten Eichen imMittelland abgeschätzt werden. Die Beziehung zwischen Wachstum und Alter der Eichenkann mit Hilfe nicht-linearer Regressionsmodelle geschätzt werden. In einem bereitserprobten Ansatz werden zusätzliche Variablen (Topographie, Wasserspeicherkapazitätdes Bodens, Trockenheitsindex) benutzt, um die Form dieser Wachstumskurven zuerklären. Im Feld sollen dominante Eichen an verschiedenen Standorten im Mittellandbeprobt werden, um einen bereits bestehenden Datensatz zu ergänzen. Die entnommenenBohrkerne werden im Labor aufbereitet, gemessen und datiert. Das Ziel ist, dass dasresultierende Modell in der Forstpraxis für die Berechnung von Kompensationszahlungeneingesetzt wird. Das Projekt erfolgt in Zusammenarbeit mit der Abteilung Wald des KantonsAargau.Voraussetzungen:Grundk. in Statistik und R wünschenswert. Besuch der Vorl. Waldökologie (BSc) undDendroecology (MSc; Frühlingssemester) empfohlen. Bereitschaft für Feldarbeit.Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: Beginn nach VereinbarungReferat: Dr. Christof Bigler, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Brigitte Rohner, WSLSprache: D E F I4

Modellierung von Mortalitätsprozessen mittels JahrringdatenBereichBeschreibung:BestandesdynamikÜber die natürliche Verjüngung und das Wachstum von Bäumen ist heute vieles bekannt,während Absterbeprozesse nur unvollständig erklärt und modelliert werden können. In eineran der ETH Zürich durchgeführten Dissertation wird versucht, mittels Jahrringdaten dieModellierung von Mortalitätsprozessen zu verbessern. Die resultierenden Erkenntnissesollen letztendlich zu einem besseren Verständnis der Mortalitätsprozesse beitragen und füreine Optimierung des Sukzessionsmodells ForClim verwendet werden.Im Rahmen dieser Masterarbeit werden an verschiedenen Standorten in der Schweiz,vorwiegend im Gebiet von Naturwaldreservaten, Bohrkerne entnommen. Beprobt werdeneinige der häufigsten Waldbäume der Schweiz, die Dauer der Feldarbeit beträgt ca. 2-3Wochen. Anschliessend werden die Jahrringe im Jahrringlabor gemessen und datiert. DieAuswertung der Daten geschieht mit geeigneten statistischen Methoden. Die Erarbeitungdes Forschungsplans und die definitive Festlegung der Standorte und Baumarten erfolgt inAbstimmung mit der Dissertation, welche in der Gruppe Waldökologie durchgeführt wird.Voraussetzungen: Besuch der Vorl. Waldökologie (BSc), Gebirgswaldökologie (MSc) und Dendroecology(MSc) empfohlen. Grundk. in Statistik und R wünschenswert.Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: Feldarbeit im Sommer/Frühherbst ´13Referat: Dr. Christof Bigler, ETH Betreuung/Korreferat: Marco Vanoni, ETHSprache: D E F IWaldtextur und ihre Dynamik in einem Waldreservat bei SedrunBereichBeschreibung:BestandesdynamikIm Waldreservat „Prau Nausch“, das Teil des Lehr- und Forschungswaldes der ETH Zürichbei Sedrun (GR) ist, findet man teilweise sehr einförmige, teilweise aber auch reichstrukturierte Bestände mit Rotten. In dieser Arbeit sollen (mindestens) zwei solcheBestände untersucht und miteinander verglichen werden, um herauszufinden, welchevergangenen Ereignisse und Prozesse zu den heute sichtbaren Strukturen geführt haben,und wie die zukünftige Entwicklung vermutlich ablaufen wird.Link Lehrwald Sedrun: http://www.fe.ethz.ch/sedrun/AktuellVoraussetzungen: Bereitschaft zu Feldarbeit im GebirgswaldArbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Samuel Schmutz, ETHSprache: D E F ITotholzvorrat in Nadelwald-NaturwaldreservatenBereichBeschreibung:BestandesdynamikSeit den 1960er Jahren untersucht die ETH, seit 2007 gemeinsam mit der WSL, dieWalddynamik in Naturwaldreservaten in der ganzen Schweiz. Ein wichtiges Habitat fürzahlreiche Tier- und Pilzarten und ein Merkmal, welches Reservate von den meisten5

Voraussetzungen:Wirtschaftswäldern unterscheidet, ist der Vorrat an liegendem und stehendem Totholz inverschiedenen Stadien der Zersetzung. Da sich die vorhandenen Waldstrukturdaten für dieAbschätzung der Totholzdynamik nur beschränkt eignen, müssen für die Herleitung desgesamten Totholzvorrates zusätzliche Erhebungen in den Reservaten durchgeführt werden.Dies ist in Buchen- und Laubmischwäldern bereits geschehen, und die gewonnenen Datenfür diese Waldtypen liegen ausgewertet vor. Vergleichbare Zahlen fürNadelwaldgesellschaften fehlen jedoch noch. Ziel dieser Masterarbeit ist es, in Fichten-Tannen-Wäldern das Totholz nach Volumen, Dimension und Zersetzungsgrade zuerfassen. Dazu sollen in mehreren Kernflächen in verschiedenen ReservatenTotholzerhebungen durchgeführt, die gewonnenen Daten ausgewertet und mit Werten ausanderen Ur-/Naturwäldern verglichen und in einen grösseren Kontext gestellt werden.ca. 2 Monate Feldarbeit im SommerhalbjahrArbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Caroline Heiri (WSL)Sprache: D E F INadelmorphologie als Indikator von Temperatur und NiederschlagBereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenDer Klimawandel wird die Verbreitung und das Wachstum der einheimischen Baumarten inverschiedenster Art und Weise beeinflussen. Neben dem Stammwachstum wird auch dasder Nadeln und Blätter durch Temperatur und Niederschlag unterschiedlich beeinflusst. Jenach Baumart werden Nadellängen und das spezifische Gewicht unterschiedlich starkdurch Niederschlag und Temperatur beeinflusst. Deshalb dienen Nadellängen und ihrGewicht pro Oberfläche als Indikatoren des Klimawandels.Entlang von Höhengradienten (abnehmende Temperaturen mit der Höhe über Meer undansteigende Niederschläge, Abnahme der Trockenheit) wurden von der Eidgen.Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft verschiedene Probeflächen angelegt.Auf je drei Standorten im Abstand von ca. 300 Höhenmetern wurden Föhren- und werdenFichtenstandorte in Graubünden und im Wallis ausgewählt. Neben verschiedenstenanderen Messungen, sollen in dieser Arbeit an gefällten Bäumen und abgeschnittenenÄsten gezielt jährliche Zweiglängen gemessen und Nadelgewichte im frischen undgetrockneten Zustand ermittelt und ihre Länge und Oberfläche mittels Scannerprogrammenbestimmt werden. Daten werden entlang der Niederschlags- und Temperaturgradientenausgewertet und mit früheren Studien aus den 1940er Jahren verglichen.Voraussetzungen:Arbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Dr. Andreas Rigling, WSL Betreuung/Korreferat: noch offenSprache: D E F IDendroökologische Analyse von schnell-wachsenden invasiven Baumarten in derSüdschweizBereichBaumwachstum und abiotische Faktoren6

Beschreibung: Invasive Baumarten spielen eine immer grössere Rolle in unseren Ökosystemen -besonders in der Südschweiz, wo ein Rückgang an Frosttagen und die Aufgabe altenKulturlandes zur massiven Ausbreitung nicht-einheimischer Baumarten beitragen. Dieerwartete Klimaerwärmung dürfte diesen Prozess weiter verstärken. Für die lokalenForstdienste ist weitgehend unklar, wie mit diesen neuen Arten umgegangen werden sollte(Bekämpfung vs. Integration), insbesondere im Hinblick auf die Aufrechterhaltung vonelementaren Ökosystemdienstleistungen wie der Schutzwaldstabilität.In dieser Masterarbeit sollen mit dendroökologischen Untersuchungen dieWachstumsdynamik schnell wachsender invasiver Baumarten in ausgewählten Standortenim Tessin und den Bündner Südtälern untersucht werden. Zwei invasive Baumarten mitunterschiedlichen Strategien stehen im Fokus der Untersuchung: einerseits der kurzlebigesommergrüne Götterbaum (Ailanthus altissima) als Pionierbaumart und anderseits derimmergrüne laurophylle Kampferbaum (Cinnamomum glanduliferum) alsSpätsukzessionsart. Die Wachstumsmuster beider Arten sollen mit einheimischen Arten(Traubeneiche, Winterlinde, Kastanie) verglichen werden, um so erstmals denWachstumsvorsprung als wichtigen Konkurrenzvorteil der Invasiven quantifizieren zukönnen.Voraussetzungen:Bereitschaft zur Feldarbeit im Tessin/Südbünden. Der Besuch der VorlesungDendroecology (MSc; Frühlingssemester) wird empfohlen. Führerschein Kat. BArbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: Feldarbeit im Herbst 2013Referat: Dr. Andreas Rigling, WSL Betreuung/Korreferat: Dr. Jan Wunder, ETH/WSLDr. Marco Conedera, WSLSprache: D E F ICarbohydrate storage in Scots pines at Pfynwald (VS) depending on drought levelBereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenClimate change will likely increase drought stress with consequences on forest productivityand tree mortality. While drought broadly impacts formation and functioning of waterconducting cells, plant-level hydraulic architecture, carbon allocation and tree fitness, therelative importance and intertwined roles of these mechanisms is debated. A specific topicof interest currently is the question whether drought-stressed trees die of thirst (dehydration)or hunger (depletion of carbohydrate pools when stomata are closed).Studying tree-ring anatomy, plant-water relations, and growth-climate interactions, thisproject seeks to relate carbohydrate storage structures (xylem rays) and actualcarbohydrate content to water status of the trees..The study area for this project is located in the dry Scotts pine (Pinus sylvestris) forest ofPfynwald (Valais, Switzerland), where a unique 10-year irrigation experiment is run toinvestigate long-term water limitation and responses of this forest ecosystem tosupplemental water.Voraussetzungen: Interest in structure-function relationships in trees and willingness to quantify anatomicalstructures in digital imagesArbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt: Nach Vereinbarung7

Referat: Dr. Andreas Rigling, WSL Betreuung/Korreferat: Dr. Georg von Arx, WSLDr. Patrick Fonti, WSLSprache: D E F IAdjustments of the water transport system to drought in Scots pine at PfynwaldBereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenClimate change will likely increase drought stress with consequences on forest productivityand tree mortality. While drought broadly impacts formation and functioning of waterconducting cells, plant-level hydraulic architecture, carbon allocation and tree fitness, therelative importance and intertwined roles of these mechanisms is debated.Studying tree-ring anatomy, plant-water relations, and growth-climate interactions, thisproject seeks to attribute variability in water use and productivity to acclimation in xylemarchitecture. Quantifying several functional traits of xylem structure will be an importanttask. The multi-approach project is located in the trinity of structure – function –environment, currently a hot topic in climate change researchThe study area for this project is located in the dry Scotts pine (Pinus sylvestris) forest ofPfynwald (Valais, Switzerland), where a unique 10-year irrigation experiment is run toinvestigate long-term water limitation and responses of this forest ecosystem tosupplemental water.Voraussetzungen: Interest in structure-function relationships in trees and willingness to quantify anatomicalstructures in digital imagesArbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt: Nach VereinbarungReferat: Dr. Andreas Rigling, WSL Betreuung/Korreferat: Dr. Georg von Arx, WSLDr. Patrick Fonti, WSLSprache: D E F IMakro- und mikromorphologische Reaktionen von Waldföhren auf Trockenstress ineinem Bewässerungsexperiment (Pfynwald VS)BereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenFöhren im Wallis, auch im grössten Föhrenwald der Schweiz, dem Pfynwald, haben hoheSterberaten. Trockenstress wird als einer der wichtigsten Ursachen genannt. Ein Zeichender Klimaerwärmung? Seit 2001 laufen verschiedene Forschungsprojekte zur Abklärungdes Föhrensterbens (vgl. http://www.wsl.ch/programme/walddynamik/wdoffen-de.ehtml). ImRahmen eines Bewässerungsversuches werden u.a. die Auswirkungen von Trockenstressauf die makro-morphologischen Parameter (Benadelungsdichte, Nadel- und Trieblängen,Nadelgewichte) sowie die Veränderungen in der Nährstoffsituation analysiert. Ausser denWachstumseffekten sind keine von Auge sichtbaren Symptome bekannt. Arbeiten ausFinnland wiesen aber auf mögliche ultrastrukturelle Schädigungen durch Trockenstress hin(Tonoplastenmembran, Peroxisomen, Chloroplasten und Lipide). Die Ergebnisse dieserMasterarbeit sollen zeigen, ob solche ultrastrukturellen Phänomene mit demBewässerungsexperiment bestätigt werden können. Inwiefern ultrastrukturelleVeränderungen mit makro-mophologischen, histologischen, zytochemischen undbiochemischen Parametern qualitativ und quantitativ zusammenhängen, ist eine weitereFrage, welche in der Masterarbeit angegangen werden soll. Das Thema ist speziell8

geeignet für Studierende mit Interesse an Mikroskopie und Biochemie sowie an der Nadel-Morphologie.Voraussetzungen:Arbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Pierre Vollenweider, WSLSprache: D E F IMenschlicher Einfluss auf das aktuelle Verbreitungsmuster der ArveBereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenIst die These haltbar, dass in erster Linie der Mensch für das disjunkte Verbreitungsmusterder Arve verantwortlich ist? Beurteilung der Arvenvorkommen bezüglich aktueller undehemaliger Nutzung (Forst-/Landwirtschaft). Exemplarische Untersuchung in einerrepräsentativen Talschaft. Es gibt zahlreiche Beispiele, die zeigen, dass Arven eben auchdort vorkommen, wo ein grosser Druck durch menschliche Nutzung vorhanden ist bzw. war,z.B. am Lukmanier und im Calfeisental.Voraussetzungen: Die Präzisierung der Themen erfolgt im Dialog mit Hans-Ulrich Frey.Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Hans-Ulrich Frey, ETHSprache: D E F IVerbreitung von Lärche und Arve im Tal von ValsBereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenVom Lugnez bis Zervreila werden die unterschiedlichsten geologischen Formationendurchschnitten. Diese wirken sich sehr stark auf die Verbreitung von Lärche und Arve aus.Es gibt sehr scharfe Grenzen und kaum eine Vermischung von Lärche und Arve. Diesespeziellen Bedingungen sollen zum Anlass genommen werden, die ökologischenAnsprüche der beiden Arten genauer zu charakterisieren.ausgeschriebenVoraussetzungen:Die Präzisierung der Themen erfolgt im Dialog mit Hans-Ulrich Frey.Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Hans-Ulrich Frey, ETHSprache: D E F IÖkophysiologische und strukturelle Reaktionen von marginalen Buchenherkünften aufTrockenheitBereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenKontext und ProjektDie Buche (Fagus sylvatica) gilt allgemein als wenig tolerant gegenüber Trockenheit.Deshalb stellt die mit dem Klimawandel zunehmende Sommertrockenheit eine potentielleGefährdung für diese wichtige Laubbaumart dar. Um diese Gefährdung besser einschätzen9

zu können, müssen lokale Anpassungen von Buchenherkünften an Trockenheitberücksichtigt werden. Über das Vorkommen solcher Provenienzen in der Schweiz istbisher wenig bekannt, obwohl es in den inneralpinen Tälern der Rhone und des RheinsBuchenpopulationen gibt, die auf sehr trockenen Standorten wachsen. Das Projekt BuKlimsoll klären, ob diese Populationen toleranter auf Trockenheit reagieren als Populationenfeuchter Standorte. Hierzu wurden 768 Jungpflanzen von 12 Buchenpopulationenentnommen und in die WSL-Modelökosystemanlage(http://www.wsl.ch/fe/walddynamik/projekte/modoek/index_DE) verpflanzt. Dort werden sieeiner kontrollierten Trockenbehandlung ausgesetzt und interdisziplinär studiert, um anhandihrer morphologischen und physiologischen Reaktionen ihre Trockenheitstoleranz und ihrAnpassungspotenzial an den Klimawandel zu beurteilen.Dieser Masterarbeitvorschlag eignet sich besonders für StudentInnen die anexperimenteller Waldökologie interessiert sind und gerne in einem interdisziplinären Teamvon Physiologen, Genetikern und Bodenwissenschaftlern mitarbeiten möchten.Voraussetzungen:Arbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt:Referat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Pierre Vollenweider, WSLDr. Matthias Arend, WSLSprache: D E F IÖkophysiologische und strukturelle Anpassung von Waldbäumen auf simulierteKlimaveränderungenBereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenIm Verlauf des 20. Jahrhunderts wurde beobachtet, dass sich die Schweiz mit ihrenmontanen Regionen, im Vergleich zu anderen Regionen der Welt, zweimal schnellererwärmt. Die Temperatur und der Niederschlag könnten sich bis zum Jahr 2100 um + 2.7-4.8°C resp. - 18-28% verändern (Referenzperiode 1980-2009). Das Ausmass und dieGeschwindigkeit dieser Veränderungen werden seriöse Konsequenzen für die natürlicheVegetation und die Wytweiden im Jura nach sich ziehen. Die momentane Herausforderungbesteht darin, diese Veränderungen und zusammenhängende Mechanismen genauer zuverstehen. Nachdem die Reaktionen der Krautarten und deren Böden auf kommendeKlimasituationen hin studiert wurden (Projekt MOUNTLAND), soll dieses Projekt nun dieökophysiologischen und anatomischen Reaktionen von zwei strukturgebenden Baumarten,der Buche und der Fichte, erforschen. Im Rahmen des Experiments CLIMARBRE (http://ecos.epfl.ch/page-57426-en.html), wurden im Jahr 2012 Jungpflanzen dieser beiden Artenvon einem Waldstandort (1400 m) entnommen und auf Parzellen in einer Versuchsflächeeingepflanzt. Das Experiment befindet sich an einer Südost Flanke des Jura auf einemTransekt entlang des Höhengradienten. Durch diese Lageveränderung kann einerzwungener Temperaturanstieg von 2-5 Grad realistisch simuliert werden.Es wird sowohl im Feld als auch im Labor mit verschiedenen Methoden der Waldökologiegearbeitet. Die erhaltenen Werte werden anschliessend mit den vorherrschendenUmweltbedingungen, v.a. den wachstumsfördernden Bedingungen, verglichen. Der/DieStudierende erhält die Gelegenheit mit einem Doktoranden zusammenzuarbeiten und sichgleichzeitig auf einen Aspekt der Fragestellung zu konzentrieren.Voraussetzungen:10

Arbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt:Referat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Pierre Vollenweider, WSLSprache: D E F IAnpassungspotential der Buche an TrockenheitBereichBeschreibung:Baumwachstum und abiotische FaktorenAus zwölf autochthonen Buchenpopulationen in den inneralpinen Trockentälern der Rhoneund des Rheins wurden ca. 800 Jungpflanzen entnommen und in dieModelökosystemanlage der WSL verpflanzt. Dort werden die Buchenpflanzen im Frühjahrund Sommer 2013 einer experimentell kontrollierten Trockenheit ausgesetzt und ihremorphologischen und physiologischen Reaktionen auf diese Stressbehandlung erfasst.Anhand der beobachteten Reaktionen sollen trockentolerante Ökotypen der Bucheidentifiziert werden, die besser an das zukünftige Klima angepasst sind.Durchzuführende Messungen:Messungen von Blattwasserpotentialen, Bestimmung von Photosyntheseraten, stomatärerLeitfähigkeit und Transpiration, Analyse von Stressreaktionen mittelsChlorophyllfluoreszenz (Fv/Fm; drought index), Bestimmung von WachstumsparameternVoraussetzungen:Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: Mai - Oktober 2013Referat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Matthias Arend, WSLSprache: D E F IEinfluss der Bestandesgeschichte und des Bestandesalters auf die xylobionteKäferfaunaBereichAndere ThemenBeschreibung: Im Rahmen des Projektes „TOXYWA“ werden die xylobionten Käfer von 15Buchenbeständen untersucht, welche entlang eines Gradienten vonBewirtschaftungsintensitäten eingeteilt sind: vom Wirtschaftswald bis zum altenWaldreservat. Mit verschiedenen Fangmethoden wie Kombifallen und Trichterfallen (ca. 3Monate/Jahr in Betrieb) werden die xylobionten Insekten und Bodenarthropoden erhoben.Neben der Totholzquantität und -qualität spielen weitere Faktoren eine wichtige Rolle beider Artenzusammensetzung und Abundanz der xylobionten Käfer. So etwa können dieBestandesgeschichte, welche durch die Bewirtschaftung stark beeinflusst wurde und dasdaraus folgende Bestandesalter die Käferfauna stark beeinflussen. Durch historischeRecherchen (alte Wirtschaftspläne, Interview) und Jahrring-Messungen wird dieBestandesgeschichte rekonstruiert und mit den Käferdaten in Zusammenhang gebracht.Voraussetzungen:Feldarbeit Jura und MittellandArbeitsort: Birmensdorf (WSL) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Dr. Andreas Rigling, WSL Betreuung/Korreferat: Dr. Thibault LachatSprache: D E F I11

Rolle von Chrysomyxa rhododendri als limitierender Faktor der Fichte an der GrenzeFichten-/ArvenwaldBereichBeschreibung:Andere ThemenInwiefern ist das Vorhandensein von Rhododendron verantwortlich für das Vorhandenseinfichtenarmer und damit konkurrenzarmer Lärchen-/Arvenbestände. Was ist Ursache, wasWirkung?Voraussetzungen: Die Präzisierung der Themen erfolgt im Dialog mit Hans-Ulrich Frey.Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: nach VereinbarungReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Dr. Hans-Ulrich Frey, ETHSprache: D E F IZur Verjüngungsökologie von Fichte und Lärche auf Extremstandorten im MünstertalBereichBeschreibung:Andere ThemenAn den Südhängen des unteren Münstertales finden sich ausgedehnte fichtenfreieLärchenwälder, die sich derzeit kaum Verjüngen.Inwiefern ist eine Erklärung für die Ausbildung dieser ungewöhnlichen und nicht schlüssigbeschrieben Waldtypen in der Ausbildung sehr spezieller Böden zu suchen?Mehrere Dezimeter mächtige, völlig weiss gefärbte, stark siltige Bodenhorizonte, derenInterpretation als "e-Horizonte" nicht befriedigend ist, sind verbreitet. Diese +/- tiefgründigenBöden zeigen wohl eine geringe Wasserkapazität, sodass bei ungünstiger Einstrahlungeine Verjüngung der Lärche ausbleibt. Die sonst oft zu beobachtende Unterwanderung mitjungen Fichten findet nicht statt.Im Rahmen einer Masterarbeit sindaufschlussreiche chemische Analysen zu diesen Bödendurchgeführt worden.Messungen zu Wasserhaushalt, Wasserkapazitäten und Saugspannungen fehlenzur Zeit und liefern wertvolle Erkenntnisse zur Oekologie dieser Tieflagen-Lärchen-Wälder.Voraussetzungen:Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt:Referat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Hans-Ulrich Frey, ETHSprache: D E F IÖkologische Erfolgskontrolle von Waldrandeingriffen im Kanton AargauBereichBeschreibung:Andere ThemenIn den letzten 10 Jahren wurden im Kanton Aargau beträchtliche Mittel in die Aufwertungvon Waldrändern investiert. Wie sich diese Eingriffe auf die Waldrandstruktur ausgewirkthaben und was sie der Artenvielfalt oder den aus Sicht Naturschutz relevanten Artentatsächlich gebracht haben, ist kaum bekannt. Der Kanton Aargau ist daher an einer12

Erfolgskontrolle interessiert, welche eine biologische Wirkungskontrolle mit einerAufwandkontrolle verbindet. Die Masterarbeit soll die Methode dazu entwickeln.Auch das BAFU ist interessiert an einer Wirkungskontrolle für die Waldrandpflege. DieMasterarbeit soll helfen, eine praktikable Methode zu entwickeln, die auf Strukturaufnahmenund Leitarten basiert und im Mittelland, Jura und den Voralpen angewendet werden kann.Anhand von ausgewählten Fallbeispielen sollen jeweils Waldrand-Paare vonvergleichbarem Standort mit und ohne Eingriff miteinander verglichen werden. Dabei sindauch die Eingriffe und die bisherige Entwicklung der Gehölzpflanzen zu beschreiben resp.zu rekonstruieren und Strukturaufnahmen zu machen; der Beizug von LiDAR-Daten istdenkbar.Für die Wirkungskontrolle sind folgende Artengruppen zu kartieren und auszu-werten:Gehölze und Gefässpflanzen, Marderartige, Reptilien, ausgewählte Tagfalterarten,ausgewählte Heuschreckenarten; weitere Artengruppen sind methodisch auf ihre Eignungzu prüfen.Die Masterarbeit wird methodisch und inhaltlich von einem Ökobüro (Burger & Liechti)sowie von der Abt. Wald des Kt. Aargau begleitet.Die zu untersuchenden Fallbeispiele liegen mehrheitlich im Aargauischen Mittelland undJura sowie in den Voralpen-Kantonen Schwyz oder Zug.Voraussetzungen: Bereitschaft für Feldaufnahmen, gute Artenkenntnisse in min. einer der Artengruppen. Gutewaldbauliche Kenntnisse.Arbeitsort: Zürich (ETH) Zeitpunkt: Ab Februar 2013 möglich, Feldarbeit imReferat: Prof. Dr. Harald Bugmann, ETH Betreuung/Korreferat: Tobias Liechti (Abt. Wald, Kt. AG)Stefanie Burger (Abt. Wald, Kt. AG)Sprache: D E F IHaben Sie eine Idee für ein anderes, hier nicht aufgeführtes Thema?BereichBeschreibung:AlleAus studentischen Ideen entstehen oft spannende Masterarbeiten. Wenn Sie eine Ideediskutieren möchten, so wenden Sie sich bitte direkt an einen der Referenten, welche indiesem Dokument genannt werden!Voraussetzungen:Referat:Arbeitsort:Zeitpunkt:Betreuung/Korreferat:Sprache: D E F I13