Biologie  |  Umwelt

 

Björn Elsener, 2007 | Horw, LU

 

Aufgrund des Klimawandels entstehen durch Gletscherrückzüge neue Flächen mit speziellen Ökosystemen. Ziel dieser Maturaarbeit war es, herauszufinden, wie gut mithilfe von Indizien im Gletschervorfeld Rückschlüsse auf die Rückzugsstände von Gletschern gezogen werden können. Dabei wurde im Sommer 2025 eine Feldarbeit im Vorfeld des Chelengletschers (Kanton Uri) durchgeführt, wobei Moränen erfasst sowie pH-Werte von Bodenproben, Vegetationsdichte und Pflanzenarten von 25 Standorten à 1 Quadratmeter Fläche bestimmt wurden. Die gesammelten Daten wurden anschliessend mithilfe der Software ArcGIS organisiert.
Es können tendenziell eine Abnahme des pH-Werts und eine Zunahme der Vegetationsdichte mit fortschreitendem Alter der Standorte erkannt werden, wie auch eine Abfolge von Pionierpflanzengesellschaften. Aufgrund von Ausreissern bei Ersterem und Zweiterem sind jedoch lediglich Moränen genaue und verlässliche Indikatoren früherer Gletscherstände und Vorstösse.

Fragestellung

Die Hauptfrage der Arbeit, die es zu beantworten galt, war die folgende:
Ist es möglich, mit Pionierpflanzen, dem pH-Wert und Moränen Rückschlüsse auf die Rückzugsstände des Chelengletschers der vergangenen 175 Jahre (seit dem Ende der kleinen Eiszeit) zu ziehen und wie exakt ist dies möglich?
Zudem geht die Arbeit der Nebenfrage nach, welche Pionierpflanzen überhaupt in einem Gletschervorfeld vorkommen und ob es dieselben sind wie in anderen Vorfeldern der Alpen.

Methodik

Für die Datenbeschaffung wurde eine Feldarbeit durchgeführt. Im Voraus wurden dafür zwei Datenerhebungsbögen für die Smartphone-Applikation von ArcGIS (Survey123) programmiert, um die Datenerfassung im Feld zu erleichtern.
Die Moränen (erkannt als Hügelzüge mit gemischten Geröllgrössen) wurden mit Smartphone-GPS markiert und die GPS-Punkte auf der Webapp von ArcGIS entsprechend verbunden.
Im Voraus wurden 24 der 25 Standorte nach objektivem Verfahren ausgewählt. Vor Ort wurden dann bei jedem dieser Standorte zuerst die Pflanzen mit Flora Incognita (App) und ‘Unsere Alpenflora’ (Buch; Elias Landolt) bestimmt und eine Bodenprobe genommen.
Nach der Feldarbeit wurden die pH-Werte der Bodenproben gemessen und die Vegetationsdichte anhand von Fotos der Quadratmeter geschätzt.

Ergebnisse

Die Vegetationsdichte nahm tendenziell entlang der Chronosequenz (zeitliche Abfolge von Standorten) zu, wobei es Ausreisser gab. Bei nur wenige Jahre eisfreien Standorten entsprach die Vegetationsdichte 0 % und erreichte bei bis zu 170 Jahre eisfreien Standorten ca. 100 % Deckungsgrad.
Beim pH-Wert konnte entlang der Chronosequenz tendenziell eine Abnahme festgestellt werden, jedoch auch hier z. T. mit sehr grossen Ausreissern. Die pH-Werte reichten von 6,59 (wenige Jahre alter Standort) bis zu 4,59 (älterer Standort).
Es konnten mehrere grosse Moränenwälle erkannt und erfasst werden.

Diskussion

Beim Vergleich von Pionierpflanzen mit anderen Gletschervorfeldern lässt sich feststellen, dass die Pflanzen auch in anderen Vorfeldern vorkommen, jedoch erscheinen sie im Chelengletschervorfeld z. T. 10–20 Jahre früher oder später als in anderer Literatur angegeben.
Sowohl pH-Werte wie auch die Vegetationsdichte folgen einer klaren Tendenz aufgrund der Chronologie. Beide zeigen aber teilweise grosse Ausreisser auf. Dies zeigt, dass es schwierig ist, nur anhand von diesen beiden Rückschlüsse auf die Gletscherstände zu ziehen. Faktoren wie Exposition, Wasserverfügbarkeit, Lawinen usw. beeinflussen die Standorte unterschiedlich.
Einzig Moränen können zu einer genauen Bestimmung von Gletscherständen gebraucht werden, jedoch kann man so nur wichtige Jahre der Gletschergeschichte (Vorstösse) markieren. Alles zwischen den Vorstössen bleibt ungewiss.
Die Erfassung von mehr Standorten hätte geholfen, den Einfluss von Ausreissern zu beschränken. Zudem hätte man das Vorfeld und Tendenzen durch mehr Daten besser analysieren können.
Die Bestimmung der Pflanzen als Laie nur mithilfe einer App und eines Buches lässt Zweifel offen, ob die Pflanzen richtig benannt wurden oder es zu Verwechslungen gekommen ist. Gebraucht wurden schlussendlich sicher bestimmte Arten wie der Schildampfer.

Schlussfolgerungen

Eine wichtige Erkenntnis ist es, dass ein Feld kein Labor ist und sich zwischen zwei Standorten mehr als nur eine Variable (eisfreie Zeit) ändert, was die nachfolgende Analyse erschwert.
Die Arbeit hat aufgezeigt, wie schnell sich ein Gletschervorfeld wandelt und die Spuren der Gletscherrückgänge dennoch auffindbar sind.
Weiterführend könnte untersucht werden, wie gut mithilfe von Flechten auf die eisfreie Zeit geschlossen werden kann (Lichenometrie).

 

 

Würdigung durch den Experten

Dr. Jonathan Von Oppen

Unter dem steigenden Einfluss des Klimawandels im alpinen Raum behandelt die Arbeit ein hochaktuelles Thema. Sie zeugt von hoher Eigenmotivation, tiefgehendem Verständnis der Thematik, sowie Kreativität und Ausdauer bei Vorbereitung und Durchführung der Feldarbeit. Zusätzliche Anregungen wurden reflektiert aufgenommen und insgesamt angemessen eingearbeitet. Der Austausch verlief stets respektvoll und angenehm.

Prädikat:

Bronze

 

 

 

Kantonsschule Alpenquai Luzern
Lehrerin: Carmen Treuthardt