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Bodenstabilität: Bodenstabilität und Naturgefahren: Vom Wissen zum Handeln

 

Um zu ermitteln, in welchem Ausmass Pflanzen und Pilze die Stabilität von Hängen beeinflussen, wurden im Projekt "Bodenstabilität" bodenmechanische Experimente durchgeführt und die Struktur von Vegetation und Wäldern untersucht. Neue Kriterien helfen, die Anfälligkeit von Böden für Rutschungen zu bewerten.

Hintergrund (abgeschlossenes Forschungsprojekt)

Eine gesunde und intakte Vegetation und insbesondere die Wälder gelten seit langem als wirksame Mittel zur Stabilisierung von Hängen. Trotz der seit kurzem stark gestiegenen Nachfrage liegen bisher jedoch keine exakten Daten zur Wirksamkeit dieser Faktoren vor.

Ziel

Generelles Ziel des Projekts war es, praxistaugliche Empfehlungen zu erarbeiten, die eine nachhaltige Bodennutzung und eine wirksame ökologische Sanierung ermöglichen und dabei gleichzeitig die Stabilität der Hänge, die Vielfalt von Pflanzen und Pilzen sowie die Landnutzung im Blick zu haben.

Ergebnisse

  • Gut durchwurzelte Hänge der untersuchten Bodentypen bleiben stabil, wenn sie um 5 Grad steiler sind als der innere Reibungswinkel Φ'.
  • Ausgewählte Mykorrhiza-Pilze fördern das Wurzelwachstum und/oder die Aggregatstabilität der Böden.
  • Die Waldstruktur, insbesondere die Länge der Waldlücken, hat einen entscheidenden Einfluss auf die Stabilität der Hänge. Sie steht zudem in Bezug zur Stärkung der Wurzelstruktur.
  • Mehr als 90 Prozent von 218 Hangmuren in Wäldern lassen sich mit einem 3-stufigen Filter erklären:
    1. 50 Prozent durch Überschreiten der 5°-Schwelle zwischen Hangneigung und dem innerem Reibungswinkel Φ'
    2. 40 Prozent durch Vegetationsparameter, z.B. Waldbedeckung > 40 Prozent, Lückenlänge < 20 m und Artenmischung
    3. 7 Prozent durch Geländeformen, die für Rutschungen besonders anfällig sind

Bedeutung für die Forschung

Das Projekt berücksichtigte bei direkten Scherkrafttests an durchwurzelten Böden erstmals die Volumenänderungen (Dilatanz) in angemessener Weise. Sie sollten bei künftigen Untersuchungen biologischer Einflüsse auf die Bodenstabilität grössere Beachtung finden. Zu berücksichtigen sind zudem unterschiedliche Wurzelarchitekturen und ihre Funktionen hinsichtlich der bodenmechanischen und hydrologischen Prozesse. Vertiefte Kenntnisse sind notwendig über die Mykorrhiza-Pilze einzelner Pflanzen- bzw. Baumarten. Vor allem was ihren Einfluss auf die Bodenstabilität und die Sukzessionsprozesse betrifft.

Bedeutung für die Praxis

Um eine optimale Stabilisierung der Hänge zu erreichen und ihre Anfälligkeit für Hangmuren bestmöglich zu verringern, muss die Vegetation gepflegt werden. Wichtig für die Stabilisierung von Hängen ist eine geeignete Vielfalt an Organismen (Pflanzen, Mykorrhiza-Pilze), oberirdischen (Baumkronen, Schichtung) und unterirdischen Strukturen (Wurzelarchitektur, Bodenstruktur) sowie verschiedenen Sukzessionsstadien (Öko-Engineering).

Oberhalb von und in den Gebieten, die anfällig für Hangmuren sind, sollten der Einsatz von Düngemitteln und die Beweidung eingeschränkt werden.

Die Erkenntnisse stützen das Projekt "Nachhaltigkeit und Erfolgskontrolle im Schutzwald NaiS" des Bundesamtes für Umwelt und helfen, die entsprechende Wegleitung zu verbessern.

Originaltitel

Soil stability and natural hazards: from knowledge to action

Projektverantwortliche

  • Dr. Frank Graf, WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF
  • Dr. Peter Bebi, WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF
  • Dr. Martin Frei, Amt für Wald und Naturgefahren, Kanton Graubünden
  • Christian Rickli, Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL
  • Dr. Christian Rixen, WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF
  • Prof. Sarah Springman, ETH Zürich