Masterarbeiten

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Themen für Masterarbeiten

Nachstehend finden Sie einige Themenvorschläge von Masterarbeiten in unserem Interessengebiet. Sollten Sie eine eigene Idee für eine Masterarbeit haben, zögern Sie nicht, ihre Idee mit Dr. P. Rotach oder Dr. M. Frehner zu diskutieren. In unserem Arbeitsbereich ist eine Vielfalt an Themen möglich, von Genetik, über Untersuchungen an Baumarten, Verjüngungsökologie, Naturschutz und Management, wildkundliche Fragen, Verjüngung und Pflege von Schutzwald und vieles mehr.....

Natürliche Verjüngung in laubholzdominierten Dauerwäldern

Die Forstwirtschaft war lange geprägt von Vorstellungen räumlich homogener Bestände mit einer flächigen Begründung, Pflege und Ernte. Mit der Forderung eines naturnahen Waldbaus, ausgelöst durch ein umfassenderes Verständnis des Ökosystems und dessen Prozesse sowie ein änderndes ökonomisches Umfeld, wurden und werden viele traditionell schlagweise bewirtschaftete Wälder mit wachsender Beliebtheit einzelbaumorientiert behandelt. Dies mit dem Ziel, eine dauernde Bestockung aufrecht zu erhalten und im Sinne der klassischen Plenterung stetig den Zuwachs abzuschöpfen. Nebst der Herausforderung des Bestandesumbaus bleibt unklar, inwiefern die vorhandene Baumartenpalette verschiedenster ökologischer Ansprüche in einem solchen waldbaulichen System erhalten und gefördert werden kann. Da durch die ständige Bestockung generell schattige Bedingungen vorherrschen, könnte der Anteil an lichtbedürftigeren Arten durch die Konkurrenzwirkung der Buche in Zukunft stark abnehmen.

Eine nachhaltige Produktion von Holz hinreichender Qualität setzt voraus, die Wachstumsverhältnisse annähernd genau abschätzen zu können. Gerade für ungleichaltrige und strukturierte Mischbestände ist das Wissen diesbezüglich noch lückenhaft. Deshalb soll in der vorgeschlagenen Masterarbeit untersucht werden, wie die Lichtverfügbarkeit Wachstums-geschwindigkeit und Konkurrenzfähigkeit von Buche und Ahorn (sowie evtl. weiterer Arten) in Abhängigkeit des Lichtangebots verhält. Hierzu sollen in Bestandeslücken verschiedener Ausdehnung Bäume der Verjüngung und des Stangenholzes entnommen werden und mittels dendro-chronologischer Methoden das Höhen- und Dickenwachstum rekonstruiert werden.

Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferent und Betreuer: Martin Brüllhardt

Automatische Anzeichnung bei der Durchforstung aufgrund objektivierter waldbaulicher Regeln 

Die Anzeichnung einer Durchforstung ist eine anspruchsvolle Aufgabe, bei der verschiedene Ziele gleichzeitig zu berücksichtigen sind. Zielvorgaben wie (1) das zu entnehmende Holzvolumen, (2) die kostendeckende Holzernte bei der Auswahl der zu erntenden Bäume und (3) der ökologische Wert des verbleibenden Bestandes sind unter einen Hut zu bringen. Mit Berücksichtigung des Wertzuwachses und der durch die Durchforstung veränderte Konkurrenzsituation (Begünstigung von Nachbarbäumen) fliessen zudem Prognosen zur zukünftigen Entwicklung in den Entscheid ein.

Im Rahmen einer Masterarbeit soll geprüft werden, ob sich die Aufgabe des Anzeichnens so objektivieren lässt, damit sie als mathematisches Optimierungsproblem formuliert und automatisch gelöst werden kann. Grundlage hierfür ist die Repräsentation des Waldes als Netzwerk, welches Einzelbäume als Knoten und benachbarte Bäume (welche sich u.U. konkurrenzieren) als Kanten abbildet (siehe Abbildung). Das Netzwerk lässt sich aus den Daten eines bestehenden Marteloskops ableiten. Dies ist eine eingerichtete Waldfläche, für welche die Bäume mit Koordinaten eingemessen und mit Attributen wie Baumart, Brusthöhendurchmesser und Frankenwert beschrieben sind. Die automatisch erfolgte Anzeichnung soll im Anschluss für unterschiedliche Zielgewichtungen gelöst werden, um Trade-offs zwischen Zielen identifizieren zu können (bspw. ökologische vs. ökonomische Maximierung). Zudem sollen die Resultate systematisch mit Expertenlösungen verglichen werden. 

Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferenten: Dr. Jochen Breschan, Professur für Forstliches Ingenieurwesen, Betreuer Martin Brüllhardt

Erfassung des Potentials für die Produktion von Fichten-Klangholz im Jura

Klangholz ist ein sehr wertvolles Sortiment, welches nur unter bestimmten Bedingungen entsteht (Hochlagen, kühles Klima, langsames Wachstum...). Die Erkennung am stehenden Stamm ist die Voraussetzung, dieses hochwertige Produkt auch richtig vermarkten zu können. Das Erkennen der Klangholztauglichkeit am stehenden Baum erweist sich bisher allerdings als schwierig. Ziel dieser Arbeit ist das Erarbeiten von Beurteilungskriterien für das Erkennen der Klangholzeignung am stehenden Baum, deren stichprobenartige Überprüfung durch Messungen am Baum und im Labor (Ultraschall, Dichte, Anteil Früh-/Spätholz, Faserorientierung etc.) sowie die Abschätzung des Potentials für die Klangholzproduktion in der Testregion. In der Testregion stehen gewisse Inventuren und Erfahrungen bereits zur Verfügung.

Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferenten und weitere Betreuer: Prof (emeritus) Jean-Philippe Schütz, Prof. Peter Niemz (Holztechnologie), P. Gassmann (Labor für Dendrochronologie Neuchâtel)

Untersuchung zur regionalen Differenzierung beim Speierling (Sorbus domestica L.) in der Schweiz mittels DNA-Markern 

(nicht immer möglich, nachfragen!)
Mit geschätzten 500 Exemplaren ist der Speierling die seltenste Baumart in der Schweiz. Er kommt in mehreren kleineren Teilvorkommen von Schaffhausen bis Genf vor, die unter sich allerdings nicht vernetzt sind. Ziel der Arbeit ist es, mittels verschie­dener Genmarker (cp/nSSR-Marker) die genetische Differenzierung der Art auf der re­gionalen Ebene zu untersuchen, um Grundlagen für die Erhaltung dieser Art zu erarbei­ten. Die Arbeit umfasst einen relativ grossen Aufwand für die Probensammlung in den Kantonen AG, BL, NE, GE und Süddeutschland (SH vorhanden). Die genetischen Unter­suchungen erfolgen im Labor und unter Anleitung der Gruppe „Genetische Ökologie“ an der WSL. Die Arbeit ermöglicht die Mitarbeit in einem Forschungsteam und einen Einblick in die laufende Forschung an einer seltenen Baumart.

Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferent und Betreuung: Dr. Rolf Holderegger WSL

Untersuchung morphologischer Merkmale der ursprünglichen artreinen Schwarz­pap­pel (Populus nigra L.) zur Unterscheidung der Baumart von Schwarzpappelhybriden so­wie artspezifischer regionaler Morpho- und Ökotypen.

Aufgrund von Habitatverlust infolge verminderter Gewässerdynamik und Verdrängung durch häufig angepflanzte Hybridpappeln ist die ursprüngliche artreine Schwarzpappel relativ selten geworden und muss als gefährdete Baumart eingestuft werden. Förde­rungsmassnahmen im Rahmen des Waldmanagements werden durch die schwierige Artansprache (Unterscheidung von Hybridpappeln) massiv erschwert. Die Unter­suchung morphologischer Merkmale soll genauere Angaben über deren Anwendung bei der Artansprache liefern (praktische Förderung) und Hinweise auf möglicherweise vorhandene regionale Morpho- und Ökotypen erschliessen (Populationsbiologie, Förde­rungsstrategien). Dazu sollen an grossen Probenzahlen ausgewählte morphologische Merkmale im Feld erfasst und mittels Methoden der Statistik ausgewer­tet werden. Mit den Verbreitungserhebungen des Projektes SEBAPOP (www.seba. ethz.ch) steht dafür eine grosse Zahl genetisch überprüfte Individuen mit ge­nauer Artzuordnung zur Verfügung.

Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferent und Betreuung: Andreas Rudow

Untersuchung zur Verbreitung und Ökologie des Wildapfels (Malus sylvestris Mill.) in der Schweiz.

Der Wildapfel gehört wahrscheinlich zu den seltenen, gefährdeten Baumarten der Schweiz. Genaue Häufigkeit und Verbreitung sind aber weitgehend unbekannt und auch bei wichtigen ökologischen Fragestellungen (Artreinheit, standörtliche Bindung, Populationsgeschichte) bestehen grosse Kenntnislücken. Bei Verbreitungserhebungen zur Wildbirne (Pyrus pyraster Burgsd.) der Projekte SEBA1+2 (www.seba.ethz.ch) wurde eine beträchtliche Bindung der beiden Wildobstarten beobachtet. Dafür sind ganz un­terschiedliche Gründe denkbar: analoge ökologische Nische (z.B. Samenausbreiter), analoge standörtliche Bindung oder analoge Bindung an bestimmte antropogene Ein­flüsse. In der Arbeit geht es nun darum, anhand bekannter Wildbirnenvorkommen einerseits die vermutete Bindung an die Wildbirnennische genauer zu erfassen und zu quantifizieren und andererseits die Charakteristik der spezifischen Wildapfelnische an Wildbirnenstandorten zu untersuchen (Mikrostandort, Konkurrenzverhältnisse etc.). Damit würden wichtige offene ökologische Fragen beantwortet und wertvolle Hin­weise für eine zukünftige Verbreitungserhebung des Wildapfels (auch ausserhalb von Wildbirnenvorkommen) erschlossen.

Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferent und Betreuung: Andreas Rudow

Untersuchung morphologischer Merkmale von Sommer- und Winterlinde und ihres Hybriden (Tilia platyphyllos Scop., T. cordata Mill., T. x vulgaris Hayne) anhand natürli­cher getrennter und gemischter Vorkommen der Schweiz. 

Die einheimischen Lindenarten sind standörtlich nicht absolut getrennt. Im Jura kommt zwar natürlich fast ausschliesslich die Sommerlinde vor, in kristallin geprägten Alpentälern (Maggia, obere Aare, obere Reuss) und in den Tieflagen-Auenwäldern des Mittellandes dagegen die Winterlinde. Es finden sich aber auch weite Gebiete mit ge­mischtem Auftreten beider Arten. Hier kommen auch Hybriden vor. Der Hybridkomplex von T. x vulgaris s.l. bildet ein morphologisches Kontinuum mit fliessenden Übergängen zu beiden Elternarten und unterschiedlichen regionalen Ausprägungen. Die Unter­suchung morphologischer Merkmale soll Aufschluss über deren Anwendung bei der praktischen Artansprache liefern und Hinweise zur Hybridisierung und deren Stellen­wert für die Populationsbiologie beider Arten erschliessen. Dazu sollen sowohl in ge­trennten als auch gemischten Vorkommen an grossen Probenzahlen ausgewählte morphologische Merkmale im Feld erfasst und mittels Methoden der multivariaten Statistik ausgewertet werden. Mit den Verbreitungserhebungen zu den Lindenarten des Projekts SEBA1 (www.seba.ethz.ch) besteht bereits eine gute Übersicht und grosse Zahl an möglichen Untersuchungsobjekten.

Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferent und Betreuung: Andreas Rudow

Ökonomische Bewertung des Vertragsnaturschutzes am Beispiel eines Eichenförde­rungsprojektes in Stadtwald von Baden 

Die Eiche kann für den Forstbetrieb einen Wert als Holzsortiment, als Natur­schutz­objekt durch Entschädigungsleitungen über Vertragsnaturschutz für die unter­bliebene Nutzung während einer vereinbarten Zeit als Objekt für ein Oekosponsoringprojekt oder gar für beide Möglichkeiten kombiniert erbringen. Interessant ist dabei dir Frage, welche Einflussfaktoren (Qualität, Alter, Holzpreis, Anzahl Bäume etc.) die ökonomi­schen Verhältnisse der drei Möglichkeiten bestimmen, in welcher Weise, und unter welchen Bedingungen welche Möglichkeit für den Betrieb ökonomisch vorteilhafter ist.

Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferent: Georg Schoop, Baden

GIS-gestützte Beurteilung der Lichtverhältnisse in Verjüngungslücken im Gebirgswald

Hochaufgelöste Vegetationshöhenmodelle ermöglichen die automatische Identifikation von Lücken im Gebirgswald. Hinsichtlich der Verjüngungsbegünstigung sind in Abhängigkeit der Exposition unterschiedliche Lichtverhältnisse erwünscht. Das SOLAR RADIATION Toolset in ArcGIS ermöglicht die Simulation von Sonnenständen und damit die zeitlich aufgefächerte Modellierung der Sonneneinstrahlung. Als Grundlage dient ein hochaufgelöstes digitales Oberflächenmodell, mit dem sich u.a. auch die Waldstruktur um die Lücken herum erfassen lässt. Es soll untersucht werden, inwiefern sich dieses Werkzeug für die Beurteilung der Lichtverhältnisse in Verjüngungslücken im Gebirgswald einsetzen lässt. Als Vergleichsbasis soll die Lichtsituation in Lücken zudem im Feld mittels hemisphärischer Fotografie erfasst und ausgewertet werden.  

Voraussetzungen: Flair für quantitative Problemstellungen und Bereitschaft zu Feldarbeit

Referat: J. Breschan

Korreferat/Betreuung: M. Frehner

Betreuung: M. Brüllhardt

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Thu Mar 30 16:34:16 CEST 2017
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