Lead
Anthropogene Aktivitäten und der Klimawandel verändern die Oberfläche der Erde stetig. Das Verständnis für diese Veränderungen und deren Wechselwirkungen mit ökologischen, hydrologischen und geomorphologischen Prozessen ist bisher jedoch limitiert. Einige der Bodeneigenschaften sind persistent, aber andere verändern sich zum Teil sehr schnell mit signifikanten Auswirkungen auf die Quantität und Qualität des Wasserkreislaufes. Das interdisziplinäre Forschungsprojekt "HILLSlope Chronosequence And Process Evolution" (HILLSCAPE) untersucht deshalb die Wechselwirkungen zwischen hydrologischen Abflussprozessen, der Entwicklung von Böden, Vegetation und Landschaft im Bereich von Hanglagen. Die zentrale Frage ist dabei wie sich die unterschiedlichen Wechselwirkungen in Hanglagen in einem Zeitraum von 10‘000 Jahren entwickeln und welche strukturellen Veränderung daraus resultieren.

Lay summary

Der globale Wandel verändert nicht nur das Klima sondern auch die Oberfläche der Erde. Unser Verständnis von Bodenveränderungen und ihrer Wechselwirkungen mit hydrologischen, ökologischen und geomorphologischen Prozessen ist rudimentär. Diese Veränderungen sind in Hanglagen besonders markant, wo laterale und vertikale Wasserflüsse über unterschiedliche Zeitskalen miteinander interagieren. Dieses komplexe Gefüge an Wechselwirkungen wurde in seiner zeitlichen Entwicklung bisher kaum detailliert untersucht. Das interdisziplinäre Forschungsprojekt HILLSCAPE (HILLSlope Chronosequence And Process Evolution) beschäftigt sich mit der Frage, wie sich dieser Feedback-Zyklus (Topographie – Wasser – Boden – Vegetation) in einem Zeitraum von 10'000 Jahren verändert. Die Ziele des Projektes sind: i) Erfassung der Veränderungen der Hangstruktur und Wasserspeicherung über die letzten 10 ky; ii) Quantifizierung des Einflusses der Vegetation auf die Funktionsweise der Fliesswege; iii) Bestimmung der Wasserwege und deren Bezug zur Bodenbildung und Erosion.

Um dieses ehrgeizige Ziel erreichen zu können, wird ein Chronosequenz-Ansatz auf Moränenstandorten verfolgt. Gletschervorfelder liefern Schnappschüsse der zeitlichen Entwicklung eines Geo-Ökosystems. Die Auswahl zweier Fokusgebiete mit unterschiedlichem Ausgangsmaterial erlaubt den direkten Vergleich der Entwicklung auf Silikat- und Karbonatgestein. Die Veränderung der Vegetation, Bodeneigenschaften und Oberflächenerosion werden empirisch erfasst. Zusätzlich werden durch künstliche Beregnung die Wasserfliesswege in kontrollierten Experimenten genau untersucht. In jedem Fokusgebiet werden Hänge in 4 verschiedenen Altersklassen unterteilt und instrumentiert. Die Kombination von vier interdisziplinären Doktorarbeiten und der integrativen Modellierung durch einen Postdoc erlaubt uns die gemeinsame Untersuchung von hydrologischen, geomorphologischen und biotischen Prozessen und ihrer Interaktionen.