Ausaperung und Vegetationsverteilung im Dischmatal

Oxf.: 116.12: 111.84: 181.8: 182: 231: (494): (234.3): (043)

URS WALDER

Ausaperung und Vegetationsverteilung im Dischmatal

Gebirgsprogramm: 18. Beitrag Mit 31 Abbildungen, 7 Karten und 14 Tabellen Aus dem Geographischen Institut der Universität Zürich

Manuskript eingereicht am 9. November 1979

HERAUSGEBER DR. W. BOSSHARD

DIREKTOR DER EIDGENÖSSISCHEN ANSTALT

FÜR DAS FORSTLICHE VERSUCHSWESEN

Bd./Vol. 59 Heft/Fase. 2 1983

1

Diese Arbeit wurde 1979 von der Philosophischen Fakultät II der Universität Zürich als Dissertation angenommem.

Anschrift des Verfassers:

Dr. Urs Walder, Untere Rütte 54 c, CH-3323 Bäriswil

Adresse: Eidg. Anstalt für das forstliche Versuchswesen Adresse: Institut federal de recherches forestieres Indirizzo: Istituto federale di ricerche forestali Address: Swiss Federal Institute of Forestry Research

Zitierung:

CH-8903 Birmensdorf ZH (01) 7371411

Druck: Konkordia, Druck- und Verlags-AG

Winterthur Eidg. Anst. forstl. Versuchswes., Mitt.

Die Hefte sind einzeln käuflich bei

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Abstracts

Ausaperung und Vegetationsverteilung im Dischmatal

Die Arbeit untersucht Aperungsvorgang,Vegetationsverteilung und ihre Zusammen- hänge am Beispiel Dischmatal bei Davos. Die subalpine Stufe wird besonders berück- sichtigt. Kartierungen der Aperung 1960, der Vegetationsverteilung, der Hangrichtung und -neigung lieferten die Grundlagen dazu. Die von den Vegetationstypen eingenomme- nen Standorte werden nach Topographie und Mikroklima bzw. Aperung charakterisiert.

Die Standortsansprüche der subalpin vertretenen Baumarten Fichte, Lärche und Arve werden alsdann abgehandelt und Schlüsse über die Eignung zur Wiederbewaldung der verschiedenen Standorts- und Vegetationstypen, vor allem der Zwergstrauchheiden, gezogen.

Les phases successives de lafonte de la neige et la repartition de la vegetation dans la Vallee de Dischma

Ce travail a pour objet l'etude des interactions entre le processus de deneigement et la repartition de la vegetation a l'exemple de la Vallee de Dischma pres de Davos, l'etage subalpin etant particulierement pris en consideration. Des cartes des phases de deneige- ment, de la repartition de la vegetation, de l'orientation et de la declivite des pentes consti- tuent les elements de base de nos investigations. Les stations occupees par les differents types de vegetation sont caracterisees, au niveau microclimatique, selon la topographie et les phases de deneigement. Une fois enoncees les exigences ecologiques des essences forestieres de l'etage subalpin - epicea, meleze et arole - on tire les conclusions qui s'im- posent quant

a

Ritirata della neve e distribuzione della vegetazione nel Dischmatal

II lavoro presentato si occupa del processo di ritirata della neve, della distribuzione della vegetazione e delle relazioni fra di essi sull'esempio del Dischmatal presso Davos.

Particolare attenzione e data al piano subalpino. Le tesi di lavoro sono formate <lalle car- te del ritiro delle nevi del 1960, della distribuzione della vegetazione, della direzione e della pendenza dei versanti. Le stazioni occupate dai tipi di vegetazione sono caratterizzate secondo la topografia ed il microclima/ritirata delle nevi. Le esigenze ecologiche delle essenze presenti nel piano subalpino (abete rosso, larice e pino cembro) vengono poi dis- cusse, per cui si possono trarre conclusioni sulle loro idoneita per il rimboschimento dei diversi tipi di stazione e di vegetazione, soprattutto delle associazioni di arbusteti nani.

Winter Snow Cover Disappearance and Vegetational Pattern in the Dischma Valley near Davos (Canton ofGrisons, Switzerland)

This study investigates the course of winter snow cover disappearance, the vegetation- al pattern and the relationship between them in the Dischma Valley. Special attention is paid to the subalpine zone. Slope aspect, slope inclination, vegetational pattern and the course of snow cover disappearance in the spring of 1960 were mapped to provide a basis for the investigation. Habitats occupied by the different types ofvegetation are character- ised in terms of topography and microclimate-snow-break. The site requirements of tree species occurring in the subalpine zone - spruce, larch and cembran pine - are dis- cussed. The suitability of the site and vegetation types, in particular the dwarf shrub com- munities, for reforestation is evaluated.

82

Inhaltsverzeichnis

Abstracts

Seite 81

Verzeichnis der Abbildungen und der Karten . . . 85

Verzeichnis der Tabellen . . . 86

Vorwort . . . 87

Einführung, Problemstellung und Zielsetzung . . . 89

1.1 . Einleitung . . . 8 9 1.2 Ziel und Zweck~. . . 90

2 Literaturhinweise . . . 92

3 Übersicht über Topographie, Geologie und Bodenverhältnisse . . . 100

3.1 Topographie . . . 100

3 .1.1 Reliefbeschreibung . . . 100

3 .1. 2 Zur Methodik der Hangneigungs- und Hangrichtungskartierung . . . 101

3.2 Geologische Aspekte . . . 102

3.3 Bodenkundliche Aspekte . . . 102

4 Klimatologische Übersicht . . . 104

4.1 Einleitung . . . 104

4.2 ZurWahldesWinters ... 104

4.3 Witterungsverlaufim Winter 1959/60und VergleichemitlangjährigenDaten . . . . 105

4.3.1 Daten zur Schneedecke . . . 105

4.3.2 Andere klimatische Daten . . . 108

5 Methodik der Aperungskartierung . . . 111

5.1 Einleitung, Begriffsbestimmung . . . 111

5.2 Material . . . 112

5.3 Durchführung . . . 112

6 Resultate der A perungskartierung . . . 114

6.1 AperungsvorgangimGelände ... 114

6.2 Aperung bezüglich Höhe und Exposition . . . 121

7 Methode der Vegetationskartierung . . . 130

8 Die kartierten Vegetationseinheiten . . . 13 3 8.1 Unterscheidung der Zwergstrauchgemeinschaften . . . 133

8.1.1 Einführung . . . 133

8.1.2 Beschreibung der Z wergstrauchgemeinschaften . . . 134

8.1.3 Höhengrenzen der Zwergsträucher . . . 139

8.2 Baumarten und Gebüsch . . . 140

8.2.1 Wald und Gebüsch . . . 140

8.2.2 Jungwuchszonen und Einzelbaumwuchs über der aktuellen Waldgrenze . . 140

8.3 Ergänzungen . . . 141

9 Die räumliche Vegetationsgliederung mit besonderer Berücksichtigung der Obergrenze der Baumarten und der Zwergsträucher . . . 142

9.1 Zur Verteilung der Wald-und Gebüschflächen . . . 142

9.2 Aktuelle Waldgrenze . . . 147

9.3 ObereJungwuchsgrenze . . . 148

9.4 Obergrenze des Einzelbaumwuchses . . . 150

9.5 ObereZwergstrauchzonengrenze . . . 154

9.5.1 Grenzverlauf . . . 154

9.5.2 Potentielle Waldgrenze . . . 156

9.5.3 Zur räumlichen Verteilung der Zwergstrauchgemeinschaften . . . 158

9.6 Zwergstrauchobergrenze . . . 161

10 Aperung und Vegetation . . . 162

10.1 Aperung in den Z wergstrauchgemeinschaften . . . 162

10.2 Aperung in Jungwuchsflächen und im Gebiet der Einzelbaumvorkommen (Kampfzone) . . . 172

11 Diskussion: Die Bedeutung der Ausaperungsverhältnisse in der forstlichen Ökologie, insbesondere für Aufforstungen in Hochlagen . . . 186

Zusammenfassung . . . 194

Resume: Les phases successives de la fonte de la neige et la repartition de la vegetation dansla ValleedeDischma . . . 197

Riassunto: Ritirata della neve e distribuzione della vegetazione nel Dischmatal . . . 200

Summary: Winter Snow Cover Disappearance and Vegetational Pattern in the Dischma Valley near Davos (Canton of Grisons, Switzerland) . . . 203

Literaturverzeichnis . . . 206

84

Verzeichnis der Abbildungen Die Aperung im Talhintergrund des Dischma, nach einem Bild von

Hans Conrad Escher von der Linth . . . . . . . . . . . . . . 92

2 WitterungsdiagrammJanuarbisJuni 1960 . . . . . . . . . . . . . . . . 116

3 Tallängsprofil mit Ausaperungsgrenzen am Sonnhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

4 Tallängsprofil mit Ausaperungsgrenzen am Schatthang . . . . . . . . 120

5 Prozentualer Anteil der aperen und der schneebedeckten Flächen in verschiedenen Höhenlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

6 Veränderung des Aperflächenanteils von Mai bis Juni in ausgewählten Höhenlagen . . . 124

7 Prozentualer Anteil der aperen und der schneebedeckten Flächen in den verschiedenen Hangrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

8 Windrose des winterlichen Windwegs im Dischmatal . . . 126

9 Schema der Windexposition der Hang-Geländerippen . . . 12 7 10 Prozentualer Anteil der ausgeaperten Fläche verschiedener Hangrichtungen in Ab- hängigkeit von der Höhenlage . . . . . . . . . . . . . . . . 129

11 Tallängsprofil mit Vegetationsgrenzen am Sonnhang . . . . . . 144

12 Tallängsprofil mit Vegetationsgrenzen am Schatthang . . . . . . 144

13 Flächenanteile verschiedener Waldtypen (Baumartenmischungen) . . . 146

14 Verteilung des Jungwuchsareals auf verschiedenen Höhenlagen über der aktuellen Waldgrenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149-

15 Artenanteil der Einzelbäumchen (Kleinformen über der Waldgrenze) in verschiedenen Höhenlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

16 Artenanteil aller Einzelbäumchen . . . 15 2 1 7 Häufigkeit der Einzelbäumchen einer Art in verschiedenen Höhenlagen . . . . . . 15 3 18 Höhenverteilung des Areals einzelner Z wergstrauchgemeinschaften . . . 160

19 Anteil der Aperfläche in den Zwergstrauchgemeinschaften an der zonalen Aperfläche der entsprechenden Höhenlage (1900 m bis 2200 m ü. M.) . . . 163

20 Anteil der Aperfläche in den Zwergstrauchgemeinschaften an der zonalen Aperfläche der entsprechenden Höhenlage (2200 m bis 2600 m ü. M.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

21 Anteil der schneebedeckten und der schneereichen Flächen in den Z wergstrauchge- meinschaften an der aperungsmäßig entsprechenden Gesamtfläche derselben Höhen- zonen (1900 m bis 2200 m ü. M. und 2200 bis 2600 m ü. M.) . . . . 165

22 Die Aperung in den Arealen verschiedener Z wergstrauchgemeinschaften . . . 16 7 23 Gesamte, gemeinschaftsbezogene Aperfläche als Anteil an der Gesamtfläche der ein- zelnen Zwergstrauchgemeinschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

24 Verteilung der Z wergstrauchgemeinschaften auf die verschiedenen Hangrichtungen . . . 171

25 Vergleich der Aperung in den Jungwuchszonen mit derjenigen in der zugehörigen Zwergstrauchzone . . . . . . . . 173

26 Aperungsfortgang in den Jungwuchszonen von Fichten, Lärchen und Arven . . . 174

27 Aperung am Ort der Einzelbäumchen(Kleinformen über der Waldgrenze) . . . 175

28 Aperung am Ort der Einzelbäumchen, Sonn- und Schatthang getrennt . . . . . . . . 176

29 Verteilung der J ungwuchsflächen und der Einzelbäumchen auf den Hangrichtungen . . . 178

30 Verteilung der Jungwuchsareale und der Einzelbäumchen auf die Zwergstrauch- gemeinschaften . . . . . . . . . . 179

31 Höhenverteilung der Jungwuchszonen in den Z wergstrauchgemeinschaften . . . 181

Verzeichnis der Karten

1 Hangneigungskarte . . . . . . . . . . 100

2 Hangrichtungskarte, nach der achtteiligen Windrose . . . . . . . . . . . . . 100

3 Fortgang der Aperung - Verteilung und Staffelung der Phase «Ausaperung» . . . . . . . . . 128

4 Fortgang der Aperung - Verteilung und Staffelung der Phase «vorwiegend aper» . . . 128

5 Fortgang der Aperung - Verteilung und Staffelung der Phase «noch schneebedeckt» . . . 128

6 Vegetationskarte Dischmatal: Zwergstrauchgemeinschaften, Wald, Gebüsch, Rasen und Wiesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

7 Jungwuchszonen und Einzelbaumwuchs über der aktuellen Waldgrenze . . . . . . 144

Verzeichnis der Tabellen Einschneien, Ausapern und Dauer der permanenten Schneedecke auf Weißfluhjoch und in Davos . . . . . . . . . . . . . 106

2 Mittlere monatliche Schneehöhen auf Weißfluhjoch und in Davos . . . . . . . . . . . . . . 106

3 Schneehöhenmaxima aufWeißfluhjoch und in Davos . . . . . . . . . . . 107

4 Monatsmitteltemperaturen Januar bis Juni aufWeißfluhjoch und in Davos . . . . . . . 108

5 Zirkumglobalstrahlung aufWeißfluhjoch . . . . . . . . . . . . . . . 109

6 Prozentuale Sonnenscheindauer Januar bis Juni in Davos und aufWeißfluhjoch . . . 109

7 Mittlere monatliche Häufigkeit der Windrichtungen auf Weißfluhjoch für Dezember bis Mai 1947-1960undfürden Winter 1959/60 . . . . . . . . . . . 110

8 Prozentualer Anteil der Flächen der einzelnen Waldtypen . . . . . 146

9 Die auf die verschiedenen Hangrichtungen entfallenden Flächenanteile jeder Zwerg- strauchgemeinschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 7 10 Prozentuale Aufgliederung der Hangfläche bis 2600 m und der Zwergstrauchgemein- schaften in den verschiedenen Hangrichtungen . . . . . . . . . . . 15 8 11 Arealmächtigkeit der Z wergstrauchgemeinschaften . . . . . . . . 15 9 12 Prozentualer Flächenanteil verschiedener Aperungsstadien in den Zwergstrauch- gemeinschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

13 Total der Aperflächenfraktionen der verschiedenen Aperungsstadien . . . . . . . 168

14 Vergleich von Aperungsfortschritt und-verzögerung in Jungwuchsarealen und den ent- sprechenden Höhenzonen im vorderen Talabschnitt . . . . . . . . . 173

86

Vorwort

Bei der Ausführung meiner Diplomarbeit machte ich Bekanntschaft mit dem Lebens- raum an der aktuellen subalpinen Waldgrenze. Er faszinierte mich außerordentlich, so daß es mein Wunsch war, in diesem Gebiet weiterarbeiten zu können. Herr Dr. H. TUR- NER, Leiter des Gebirgsprogramms der EAFV, anvertraute mir freundlicherweise ein Thema, Bestandteil seines Forschungsprogramms, zur Bearbeitung. Der im Thema ent- haltene Fragenkomplex war seinerzeit von Herrn Dr. R. KuocH, der jetzt als Forstmei- ster im Berner Oberland amtiert, für die Bearbeitung aufgegriffen worden. Der Direktor der EAFV, Herr Dr. W. BosSHARD, ermöglichte mir das Veröffentlichen der Arbeit in den Mitteilungen der EAFV, wofür ich ihm sehr dankbar bin.

Die Leitung der Arbeit lag in den Händen der Herren Prof. Dr. H. HAEFNER (Geographisches Institut der Universität Zürich) und Dr. H. TURNER. Durch sie wurde mir eingehende fachliche Beratung zuteil; sie besorgten auch die Begutachtung der Dis- sertation und die kritische Durchsicht des Publikationstextes. Beiden Herren bin ich deshalb, aber auch für ihr - nicht selbstverständliches - persönliches Engagement zu herzlichem Dank verpflichtet. An dieser Stelle sei auch den Herren Dr. P. SCHMID und Dr. N. KuHN gedankt, die sich mir für die Abklärung spezieller Fragen widmeten.

Frau M. Burkhardt nahm sich mit großer Sorgfalt dem Reinzeichnen der Graphiken und der Druckvorlagen für die Aperungs- und Geländekarten an. Die Kartographen P. Messerli und 0. Püntener widmeten sich in hervorragender Weise der Gestaltung und Ausführung der beiden Vegetationskarten. Ihnen allen danke ich an dieser Stelle herzlich für ihren Arbeitsbeitrag und für die ausgezeichnete Zusammenarbeit.

Allen andern Mitarbeitern, deren Dienste und Handreichungen ich gelegentlich bean- spruchen durfte, sage ich ein summarisches Dankeschön. Gerade die Kleinigkeiten des Alltags machen einen wesentlichen Teil des Betriebs- und Arbeitsklimas aus, und ich kann feststellen, daß ich neben meinen andern Tätigkeiten immer besonders gern an mei-- nen Arbeitsplatz an der EAFV gekommen bin.

Nun sei aber die Arbeit in Dankbarkeit meinen Eltern sowie meiner lieben Frau gewidmet. Sie hat mich ab und zu auf den Gängen «ins Feld» begleitet und half mir insbe- sondere bei der mühsamen Suche nach den Einzelbäumchen in der Kampfzone. Die bil- derreiche Erinnerung an das gemeinsame Erleben der Bergwelt liefert uns noch heute Gesprächsstoff.

1 Einführung, Problemstellung und Zielsetzung

1.1 Einleitung

Die durch das spärliche Vorkommen von Bäumen und Sträuchern verursachte «Kahl- heit» vieler Alpentäler der subalpinen Stufe ist für uns schon seit mehreren Generationen eine Selbstverständlichkeit. Die aktuelle Waldgrenze im Alpenraum entspricht fast nir- gends mehr der natürlichen. Es wird lediglich anhand konkreter Fälle über Lage und Abstand der beiden Grenzen diskutiert.

Die Auswirkungen der künstlich herabgedrückten Waldgrenze haben uns die Augen geöffnet für die Tragweite des jahrhundertelangen menschlichen Wirkens im alpinen und subalpinen Raum: Erosionsschäden, Hochwasser, Steinschlag und vor allem Lawinenka- tastrophen beeinträchtigen selbst die tieferliegenden, ganzjährig benützten Siedlungen.

Viele gefährliche Lawinenanrißgebiete sind infolge der anthropogenen Zerstörung der Hochlagenwälder neu entstanden. Längst nicht alle Lawinengebiete können durch Schutzverbauungen gesichert werden. Auf die Dauer wird es ökonomischer und zweck- mäßiger sein, den natürlichen Zustand wieder herzustellen. Allerdings bietet die Auffor- stung im subalpinen Waldgrenzbereich ganz erhebliche Probleme. Es muß vorerst die Grundlageninformation erarbeitet werden, da die Eingriffe des Menschen nicht nur die Baumvegetation beseitigt, sondern damit auch die klimatischen Bedingungen verändert haben. Desgleichen sind die Bodenverhältnisse und, gewollt oder ungewollt, die ursprüng- lichen Pflanzengemeinschaften der Strauch- und Bodenschicht verändert bzw. zerstört worden. Anstelle der ehemaligen Gemeinschaften sind vor allem Weiden geschaffen wor- den, die dann häufig mangels ausreichender Pflege verarmten und unproduktiv wurden, so daß immer neue Waldgebiete als Viehweide herangezogen wurden. So ist großräumig für die Waldgrenzdepression in erster Linie die Weidewirtschaft verantwortlich. Regional war auch die Beschaffung von Industrie- und Brennholz bedeutungsvoll. In diesem Zusammenhang ist auf die noch heute hier und dort betriebene Waldweide hinzuweisen, die das Aufkommen von Jungwuchs erschwert oder ganz verhindert, so daß der Wald überaltert. Regional verhindert heute auch das Überhandnehmen des Schalenwildes die Regeneration des Hochlagenwaldes.

Oberhalb der aktuellen Waldgrenze würde auch bei Aufhören der schädlichen Ein- flüsse durch Beweidung und Wildverbiß das Wiedererstehen des Gebirgswaldes bis zur potentiellen Waldgrenze sehr lange Zeiträume in Anspruch nehmen. Möglicherweise käme vielenorts dieser Wald ohne menschliche Hilfe überhaupt nicht mehr auf. Man ver- sucht deshalb bei der Gebirgsaufforstung, mit der Wahl geeigneter Baumarten und -pro- venienzen und mit Hilfe passender Praktiken möglichst gute Startbedingungen zu schaf- fen. Zum Beispiel sollen auf bestimmten Standorten nicht Einzelbäume der extremen Witterung ausgesetzt, sondern zum gegenseitigen Schutz in engem Verband gepflanzt werden. In konkurrenzkräftiger Vegetation bedeutet Pflanzung auf Kleinterrassen (Ber- men) eine wesentliche Hilfe, auch wegen der Verminderung der Schäden durch Schnee- gleiten. Sodann ist in der Folgezeit dem jungen Waldbestand eine gewisse Pflege angedei- hen zu lassen, insbesondere sind Pilzkrankheiten durch geeignete Maßnahmen unter 89

Kontrolle zu halten. Anderseits sind aus ökonomischen Gründen allzu arbeits- und geld- aufwendigen Praktiken Grenzen gesetzt. Insgesamt haben sich die Anstrengungen darauf zu konzentrieren, die sich bei Hochlagenaufforstungen stellenden Hauptprobleme, näm- lich Gefährdung der Kulturen durch Frosttrocknis, Pilzkrankheiten, Vegetationskonkur- renz, schneedynamische Einflüsse und Tierverbiß, einer praktikablen Lösung näherzu- führen (TuRNER, 1976).

Vor allem in Österreich (Forstliche Bundesversuchsanstalt Wien, Außenstelle für sub- alpine Waldforschung in Innsbruck, mit ihren Waldgrenz-Versuchsanlagen in Obergurgl im Ötztal, Haggen im Sellraintal und am Patscherkofel bei Innsbruck) und in der Schweiz (Eidg. Anstalt für das forstliche Versuchswesen, Birmensdorf, und Eidg. Institut für Schnee- und Lawinenforschung, Weißfluhjoch/Davos, mit gemeinsamem Versuchsfeld Stillberg im Dischmatal bei Davos) wird die Grundlagenforschung für die Gebirgswald- aufforstung intensiv vorangetrieben (HORAK, 1963; QUERVAIN und IN DER GAND, 1966;

TURNER, 1966; IN DER GAND und RYCHETNIK, 1970; KuocH, 1970; KUOCH und AMIET, 1970; NÄGEL!, 1971; SCHÖNENBERGER 1975; TURNER et al., 1975; BLASER, 1980). In einem späteren Zeitpunkt wird man vergleichende Untersuchungen auch in anderen Regionen der Alpen machen müssen, zum Beispiel am Alpennordrand. Die Untersuchungen erstrecken sich auf einen breiten Bereich des Komplexes Klima-Boden- Pflanze, waren bisher vorwiegend kleinstandörtlich orientiert und wurden auf Versuchs- flächen von wenigen Hektaren vorgenommen. Vorliegende Arbeit soll einen Beitrag hiezu leisten, indem erstmals im subalpinen Raum eines ganzen Tales einige Querbeziehungen zwischen Klima und Pflanze untersucht werden.

1.2 Ziel und Zweck

Zu den Faktoren, die es im Zusammenhang mit dem Pflanzenleben der subalpinen und alpinen Zone besonders zu beachten gilt, gehört die Dauer der Schneedeckenzeit.

Nicht nur verändert sie sich generell mit der Höhenlage, sondern ebenso wichtig sind die Unterschiede von Standort zu Standort. Einerseits gibt es die extremen, windgepeitschten Kuppen und Kreten, auf denen die dünne Schneedecke im Laufe des Winters immer wie- der weggeblasen wird, anderseits kennt man schon im subalpinen Raum Mulden und Täl- chen, in denen der Schnee im Extremfall bis in den Sommer hinein liegen bleibt. In diesem Fall verkürzt sich die Vegetationszeit ganz beträchtlich. Mit zunehmender Höhe hat die verlängerte Schneedeckenzeit im Ökosystem immer mehr die Wirkung eines Minimum- faktors. Der Verlauf der Ausaperung im Gelände ist nicht zufälliger Natur, vielmehr wie- derholt sich die Anordnung von Schnee- und Aperflächen von Frühling zu Frühling in weitgehend identischer Weise. Ausgenommen sind Lawinen- und Schneerutschgebiete, soweit sich die Schneebewegungen nicht auch mit großer Regelmäßigkeit zutragen. Ent- sprechend paßt sich die Vegetation in das Standortmosaik ein.

Über solche Zusammenhänge sind kleinräumig schon Untersuchungen gemacht wor- den, vor allem in Österreich (siehe Kap. 2). Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, diese

Zusammenhänge in einem größeren Raum flächenhaft, d. h. übersichtsmäßig, zu erfassen und mit den bisherigen Kenntnissen zu vergleichen. Als Untersuchungsgebiet wurde das Dischmatal gewählt, in dem die vorhin erwähnte Versuchsfläche Stillberg liegt. Somit bie- tet sich die Gelegenheit, Erkenntnisse der detaillierten ökologischen Forschung auf eine größere Fläche zu übertragen und eventuell umgekehrt die Verhältnisse am Stillberg vom erweiterten räumlichen Rahmen des Tales her zu sehen.

Die Arbeit soll einen Beitrag leisten zur Erfassung der komplexen ökologischen Bezie- hungen im subalpinen Raum. In diesem Beziehungsgefüge ist der Aperungsvorgang nur ein Teilaspekt. Im Hinblick auf das in der Einleitung genannte Zentralproblem «Gebirgs- waldaufforstung» steht vor allem die Zone von der aktuellen Waldgrenze bis hinauf auf etwa 2600 m im Vordergrund, d. h. die für die Gebirgsaufforstung bedeutungsvolle Z wergstrauchzone.

Von der Zielsetzung her sind zwei Teilthemen zu bearbeiten, einerseits der Aperungs- vorgang, anderseits die Vegetationsverteilung. In einem dritten Teil erfolgt dann die Gesamtschau durch Zusammenschluß beider Teilthemen. Die Erfassung des Aperungs- vorganges allein ist von geographisch-klimatologischem Interesse, die Erfassung der Vegetationsverteilung ist von Anfang an ausgerichtet auf die Grundlagenforschung im Zusammenhang mit der forstlichen Fragestellung.

91

2 Literaturhinweise

Schon von vielen Autoren wurde auf die Bedeutung der Schneedecke für die Pflanzen- welt hingewiesen. Dabei sind die Dauer der Schneebedeckung und der Zeitpunkt des Freiwerdens von Schnee besonders bedeutend und deshalb am eingehendsten untersucht worden. Der Zeitpunkt des Ausaperns bestimmt im Gebirge weitgehend die Länge der Vegetationszeit und ist ein wichtiger Faktor für die Verteilung der Vegetation im Gelände.

Der Ausaperungszeitpunkt seinerseits ist abhängig von einer Reihe von Einflüssen, die zum Teil in der Art der Schneedecke selbst begründet sind. Die verschiedenen Aspekte sollen im folgenden beleuchtet werden. Der komplexen Thematik entsprechend, liegt in den einzelnen Arbeiten das Schwergewicht jeweils auf der Vegetation oder aber auf der Schneedecke als einem physikalischen Phänomen. Arbeiten über die bewegte Schnee- decke (Lawinen, Schneegleiten, Schneerutsche) sind in vorliegender Übersicht nicht auf- genommen.

Die älteste hier berücksichtigte Arbeit ist diejenige von RATZEL (1889), die dem gan- zen Komplex der Schneedecke gewidmet ist. Das erstaunlich ausführliche Werk zeigt, wieviel wissenschaftliche Aufmerksamkeit bereits damals der Bildung und den Auswir- kungen der Schneedecke geschenkt wurde. Wenige detaillierte Messungen, aber viele klug interpretierte Beobachtungen vermitteln die fundamentalen Kenntnisse. Der Verfasser legt dar, daß unter dem Einfluß der Oberflächengestaltung größere Schneemengen ange- häuft werden können, was besonders für Senken zutrifft. Das Agens der Schneevertei- lung im Gelände ist die Luftbewegung, da Schnee in der Regel bei bewegter Luft fällt:

«Windrichtung und Windstärke beherrschen die Lagerung des Schnees» (S. 154). Mit zunehmender Höhe steigt die Windgeschwindigkeit und damit die Tendenz zur Schnee- verfrachtung. RATZEL weist daraufhin, daß der Schnee aber nicht nur im Augenblick des Niederfallens verlagert wird, sondern auch noch nach seiner Ablagerung. Die nachträg- liche Verfrachtung hängt vom Feuchtigkeitsgehalt des Schnees ab. Tiefe Lufttemperatur fördert die Trockenheit des Schnees und verkleinert damit den Zusammenhalt der Schneekristalle. Die Schneeverlagerung durch den Wind bewirkt verschieden große Schneeauflagen an Luv- und Leeseiten, da das Relief die Windgeschwindigkeit beein- flußt. Es folgt daraus die größere Schneeablagerung auf der Leeseite. «Alles, was die Stärke des Windes vermindert, wirkt schneeaufhäufend» (S. 156). In diesem Zusammen- hang wird darauf hingewiesen, daß sich die größten Schneemassen aber vor Felswänden sammeln, die sich dem Wind entgegenstellen.

Des weiteren wird über eine allgemeine Gesetzmäßigkeit der Schneeverteilung im Mit- telgebirge berichtet. Darnach treten die größten Schneemengen oberhalb der Wald- grenze, auf den Terrassen, auf denen die Alphütten stehen, auf. Darüber sind die Schnee- Abbildung 1 Die Aperung im Talhintergrund des Dischma, nach einem Bild von Hans Conrad Escher von der Linth vom 28. Juni 1806.

(Aus: H. C. Escher von der Linth, Ansichten und Panoramen der Schweiz. Atlantis Verlag, Zürich, 1974. Mit freundlicher Genehmigung des Verlages.)

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mengen eher wieder geringer. Somit dehnen sich nach dem Beispiel des «Brocken» die größten Schneemengen im Bereich der Zwergfichten wallartig um den Berg aus.

Die verschiedene Mächtigkeit der Schneedecke hat nach RATZEL zur Folge, daß im Frühjahr an gewissen Stellen die Schneedecke schon beseitigt, an andern noch vorhanden ist. Es ist interessant festzustellen, daß der Autor im allgemeinen den verschieden großen örtlichen Abschmelzbetrag nicht als Hauptursache für die Verteilung von aperen und schneebedeckten Stellen einschätzt. Er gibt als Gründe für das Liegenbleiben von Teilen der Schneedecke an (S. 167): «Masse des Schnees, geringe Menge der Wärme, zeitliche Verteilung der Niederschläge und der Wärme, Bodengestalt, Bodenart, Pflanzendecke.»

Die Rückbildung der Schneedecke ist nicht ein Vorgang, der vom Rand her gleichmäßig nach innen fortschreitet, sondern sie beginnt an vielen Punkten in verschiedener Lage und Höhe und schreitet ungleichmäßig fort.

RATZEL gibt eine Reihe von beachtenswerten Wirkungen der Schneedecke an. Hiezu gehört der bekannte Schutz der Schneeunterlage, d. h. auch der bedeckten Vegetation, vor großer Wärmeausstrahlung, und damit vor Kälte. Die Schneedecke wirkt als Wärmeiso- lator für Boden und Vegetation. Demgegenüber verursacht die zeitweilig starke Ausstrah- lung der Schneeoberfläche ein Sinken der Temperatur der schneenahen Luftschicht. Gro- ße Wärmemengenwerden für Schmelzen und Verdunstung in der Schneedecke ver- braucht, was sich klimatisch in einer relativ kalten Übergangszeit zwischen Winter und Sommer zeigt. Mechanisch schützt die ruhende Schneedecke den Boden, insbesondere die Humusauflage, vor der Winderosion und befestigt ihn mit ihrem Druck und ihrer abgegebenen Feuchtigkeit. Diese wiederum hilft mit, die im Schutz des Schnees stehen- den Pflanzen vor dem Austrocknen zu bewahren. Als für die Pflanzen von Bedeutung wird auch die sogenannte Schneedüngung nach dem Abschmelzen der Schneedecke genannt.

Über Zusammenhänge zwischen Vegetationsverteilung und Schneeverhältnissen in Skandinavien hat RIETZ (1925) berichtet. Zum Beispiel beschreibt er die Vaccinium uligi- nosum-Heiden in der «unteren alpinen Region» als die Gemeinschaft, die auf den am stärksten windexponierten, daher schneearmen und der Deflation preisgegebenen Morä- nenrücken gedeiht. Auf relativ früh ausaperndem Areal wachsen die Empetrum nigrum- Heide, die als die wichtigste Zwergstrauchheide der skandinavischen Gebirgskette bezeichnet wird, und die Betula nana-Heide. Auf etwas später ausapernden Standorten sind Vaccinium myrtillus-Heiden zu treffen, namentlich im schneereichen Westen. Dage- gen sollen sich Juncus trifidus-Heiden gegenüber Schneebedeckung recht unempfindlich verhalten und auch spät ausapernden Boden bewachsen. Unter den Schneebodenassozia- tionen bestehen die extremsten nur noch aus Moosen. Bei einer Ausaperung erst gegen Ende August ist der Bodenvegetationslos. In der «unteren alpinen Region» ist die Verbrei- tung von Grasheiden u. a. von der Schneeverteilung her erklärbar, indem sich die Gras- heiden in den schneereichen Tälern ausbreiten, die Zwergstrauchheiden aber auf den Bergrücken.

Über die Wirkungen der Schneedecke auf die Vegetation der Alpen hat ScHROETER (1926) geschrieben; er teilt sie ein in günstige und schädliche. Zu den bereits oben bei RATZEL genannten Wirkungen sollen weitere erwähnt werden. Als günstig wird die Erhö-

hung der Temperatur in der Umgebung von Schneefeldern durch Reflexwirkung taxiert, sodann die Wasserversorgung der Vegetation mit Schmelzwasser und die Wirkung der Schneedecke als glatte Schleifbahn für die Samenverbreitung. Als schädlich wird die Bil- dung einer kalten Zone an der Schneeoberfläche bezeichnet, weiter die Verkürzung der Vegetationszeit durch eine lang andauernde Schneebedeckung, die mechanische Schädi- gung der Pflanzen durch die sich bewegende Schneedecke, durch Schneedruck und durch Windschliff.

BRAUN-BLANQUET (1964) erläutert die Gefährlichkeit der Zone unmittelbar über der Schneedecke für herausragende Pflanzenteile. Die Trockenheit in der schnee- nahen Luftschicht und die vergrößerten Wärmeschwankungen, die erhöhte Frostgefähr- dung bedeuten, strapazieren den Wasserhaushalt und bewirken physiologische Schäden.

Astarme Zonen an schneeüberragenden Bäumen sowie Zwergstrauchbestände, die an windexponierten Lagen auf die mittlere Schneedeckenhöhe zurückgestutzt sind, zeugen davon. Der Verfasser teilt die Pflanzengesellschaften schneereicher Regionen, wie sie die Alpen darstellen, nach ihrem Verhalten zur Schneedecke ein in schneeschutzbedürftige (chionophile) und schneefliehende (chionophobe). Indifferente Gesellschaften gibt es nicht, und nur wenige Pflanzenarten kommen sowohl an sehr schneearmen als auch an lange schneebedeckten Standorten vor. Chionophobie und Chionophilie werden zurück- geführt auf größere oder geringere Widerstandskraft der Gesellschaften gegen Frost und Austrocknung bei gefrorenem Boden und auf die Fähigkeit, bei fast völligem Lichtab- schluß unter einer tiefen Schneedecke die Entwicklung zu fördern, so daß nach der Schneeschmelze Blüte und Fruchtreife innert weniger Wochen abgewickelt werden kön- nen. Diese Fähigkeit wurde z.B. erkannt bei vielen Kräutern und bei Vaccinium myrtil- lus, die im Januar unter einer 50-120 cm mächtigen Schneedecke frischgrüne, turgeszen- te Laubblätter aufwiesen, und bei Arten, die schon unter der abschmelzenden Schnee- decke zu blühen beginnen wie Soldanella und Crocus vernus. Für solche Pflanzen wird die Bedeutung des Schnees als Kälte- und Verdunstungsschutz offensichtlich. Die an eine lange Schneebedeckung am besten angepaßten Arten sind diejenigen der Schneebodenge- sellschaften, die neben obgenannten Fähigkeiten zum Teil auch vegetative Vermehrung durch Kriechsprosse und Zwergwuchs aufweisen.

FRIEDEL (1952) betont die überragende Bedeutung des Reliefs für die Schneevertei- lung und die Ausaperungsverhältnisse im Gebirgsgelände. Der schneetreibende Wind nivelliert die Oberfläche, indem Vertiefungen dicke Schneeauflagen erhalten, Erhebungen dünne. Der Ausaperungsvorsprung auf der Sonnseite eines Tales gegenüber der Schatt- seite ist überraschend klein, dagegen treten außerordentliche Unterschiede im Schneebe- deckungsgrad auf, die vom Kleinrelief verursacht sind. Die charakteristischen Schnee- und Aperfiguren kehren jedes Jahr in gleicher Form und in gleicher Reihenfolge wieder, allerdings in den einzelnen Jahren, je nach Witterungsablauf, zeitlich verschoben.

Derselbe Verfasser (FRIEDEL, 1956) kartierte die Vegetation im oberen Mölltal (Hohe Tauern) und untersuchte ihre Verteilung eingehend. Das Gebiet gehört zum großen Teil der alpinen und nivalen Zone an, nur noch zu einem kleinen Teil der subalpinen. Immer wieder kommt der Einfluß der winterlichen Schneedecke zur Geltung, wobei aber dieser Einfluß in den alpinen Rasen der Steilhänge als vermindert geschildert wird im Vergleich 94

zu den Rasen der wenig geneigten Hänge. Es sollen sich dort stärker die Bodenfeuchtig- keit,. die Gesteinsart des Untergrundes und die Windverhältnisse auswirken, so daß sich je nach diesbezüglichen Standortseigenschaften ganz andere Rasengesellschaften ent-

wickeln. In der unteren alpinen Stufe ordnen sich die Pflanzengesellschaften von schnee- armen zu schneereichen Standorten in folgender Reihe an: Loiseleurietum, Empetretum hermaphroditi, Rhododendretum ferruginei (auch Rhododendreto-Vaccinietum myrtilli genannt). Die diesbezügliche Reihenfolge der Gesellschaften in der oberen alpinen Stufe der schwach geneigten Hänge lautet: Elynetum myosuroidis, Caricetum curvulae, Salice- tum herbaceae. Dabei ist zu beachten, daß sich die je drei Gesellschaften in ihren relati- ven Standortsverhältnissen nicht genau entsprechen, indem nämlich Caricetum curvulae und Salicetum herbaceae zusammen dem Rhododendretum ferruginei in der unteren Zone entsprechen, umgekehrt aber das Loiseleurietum und das Empetretum zusammen · dem Elynetum oben. Die Grenze zwischen unterer und oberer alpiner Stufe zieht FRIE- DEL entlang der Höhengrenze des Zwergstrauchvorkommens (inklusive Loiseleuria), wobei er aber daraufhinweist, daß Loiseleuria in Einzelvorkommen sogar bis zur Rasen- grenze steigt. Es wird deutlich, daß der Verfasser das «echte» Rhododendretum in die untere alpine Zone stellt und damit über die klimatische Baumgrenze, während das dar- unterliegende Alpenrosengebüsch zum Cembro-Rhododendretum gezählt wird, charak- terisiert durch das Vorkommen von Lonicera coerulea. Auf kontinentalen Standorten wird bereits in der unteren alpinen Stufe das Zwergstrauchgebüsch durch natürliche Rasen ersetzt, die auch eine Abhängigkeit von der Dauer der Schneebedeckung (bzw. der Schneemächtigkeit) zeigen: Auf Windböden gedeiht die Gesellschaft der Festuca dura, auf Schneeböden diejenige von Juncus J acquini, eine Zwischenstellung nimmt Juncus tri- fidus ein. Die beiden letztgenannten Gemeinschaften sind bei anthropo-zoogenen Einflüs- sen weitgehend durch Nardus- und Deschampsia caespitosa-Rasen ersetzt. Im Gneisge- biet soll der Borstgrasrasen aber auch eine natürliche untere alpine Gesellschaft bilden, die dem Juncetum Jacquini entspricht. Die Rasengemeinschaften in der alpinen Zone werden mit der Annäherung an die nivale Rasengrenze immer lückenhafter, wobei sich in den Lücken Gesellschaften der benachbarten Schnee- und Pionierböden oder der sub- nivalen und nivalen Stufe einstellen. Die Rasengrenze bedeutet jedoch nicht das Ende des Graswuchses, vielmehr haben dort die kräftigen Horste mit ihrer ausgeprägten Stroh- tunika ihr Ende, während darüber die kleinen und schwachen Zwerghorste nur in die nivalen Polsterpflanzenteppiche eingestreut sind. Bezüglich der Halm- und Blatthöhe der Pflanzen ist jedoch kaum eine Grenze bemerkbar. Die Rasengrenze verläuft auf zwei ver- schiedenen Höhen: an Steilhängen auf etwa 2800 m, auf Flachhängen aufrund 2600 m.

Aufletzteren begrenzen die großen Schneemassen, die vor den angrenzenden Karwänden angehäuft werden, die Rasen. Die Rasengrenze wird insgesamt als viel stärker reliefab- hängig bezeichnet als die klimatische Waldgrenze. Die jährliche Firngrenze wiederum schwankt sehr, sie ist außerordentlich reliefabhängig, aber vegetationskundlich von gerin- gem Wert, da die Vegetation auf derartige Schwankungen nur sehr träge reagiert.

GJAEREVOLL (1956) bezeichnet als die wichtigsten ökologischen Faktoren, welche die Lage der Pflanzenverbände im skandinavischen Gebirge bestimmen, die Dauer der Schneebedeckung, die Wasserzufuhr und den Kalkgehalt des Bodens. Die jährliche

Schneemenge kann beträchtlich variieren, aber die Verteilung ist ungefähr dieselbe, so daß es zur gesellschaftlichen Gruppierung chionophober und chionophiler Arten kommt.

Es wird aus den Erklärungen deutlich, daß die Standorte der beiden Gruppen auch nach der Schneeschmelze voneinander abweichende Eigenschaften besitzen, die gerade auf der Verschiedenheit der Schneedecke basieren. So wird das Gelände einer Schneebodenge- sellschaft über kürzere oder längere Zeit der Berieselung mit Schmelzwasser ausgesetzt, so daß die chionophilen Arten auch vielfach hygrophil sind. Innerhalb einer Schnee- bodengesellschaft treten aber auch schon diesbezügliche Standortsunterschiede auf, indem in oberen Teilen der Boden rascher trocknet. Die chionophoben Arten, die sich schon gegen die winterliche Austrocknung schützen müssen, sind auch im Sommer der Trockenheit unterworfen, da das Schmelzwasser praktisch ausfällt. Zwischen den beiden extremen Gruppierungen sind viele Übergänge vorhanden. Der Verfasser grenzt die Gemeinschaften der Schneeböden gegen die früher ausapernden dort ab, wo die Gras- gemeinschaften (z.B. Deschampsia flexuosa-Gemeinschaften) an die Vaccinium myrtil- lus- und Empetrum hermaphroditum-Heiden grenzen, nicht zuletzt, weil die Grenze im Gelände markant in Erscheinung tritt. Extremere Schneeböden werden beispielsweise von den Salix herbacea- und Gnaphalium supinum-Gemeinschaften besiedelt. Am extremsten sind die Moos-Schneeböden. Zwischen Salix herbacea- und Mooszone liegt nach der Ansicht GJAEREVOLLS eine wichtige biologische Grenze, die Grenze der Gefäß- pflanzen. Einzelne Individuen dringen nur noch ein kurzes Stück .in die Moospolster ein, dann sind diese rein ausgebildet. Bezüglich der Grasgemeinschaften dürften Bemerkun- gen zur Verbreitung von Nardus stricta-Rasen von besonderem Interesse sein. Es müssen spezielle ökologische Umstände vorherrschen, damit Nardus stricta anstelle von Deschampsia flexuosa auftritt. Die Verbreitung dieser artenarmen Rasen wird offenbar durch Ozeanität gefördert. Die Feuchtigkeit kann auch von größeren Schneemassen und/

oder späterer Schneeschmelze herrühren, wobei das Schmelzwasser stagniert; es sind Ausaperungsdaten zwischen 20. Juni und 1. Juli beobachtet worden. Abgesehen von Stel- len, wo die Topographie die erforderlichen Bedingungen schafft, wirdNardus stricta auch in Birkenwäldern beobachtet, wo der lange liegende Schnee ein Aufkommen von Bäumen und Sträuchern verhindert.

BILLINGS und Buss (1959) informieren über die alpine Vegetation in der Nachbar- schaft eines abschmelzenden Schneefeldes in den zentralen Rocky Mountains. Sie stellen prägnante Unterschiede in Artenverteilung, Deckungsgrad und Wuchsform zwischen den Arealen fest, die im Juni und Mitte Juli aper werden. Böden an Orten, die nach Anfang Juli schneefrei werden, sind wenig entwickelt. Die Verfasser heben die besondere Bedeutung der außerordentlichen Bodenfeuchtigkeit, wie sie durch die Schneeschmelze gewährleistet ist, hervor. Der Nahrungsstrom aus Wurzeln und Rhizomen in die vegetati- ven Organe im Zusammenhang mit plötzlicher Steigerung der Lichtintensität bei der Ausaperung und mit der Erwärmung bewirkt ein rasches Entfalten der Blätter, so daß die Pflanzen in sehr kurzer Zeit bereits den Höhepunkt in der Trockensubstanzproduktion erreichen. Dazu sind die Arten schneereicher Standorte in der Lage, und zwar infolge ihrer Wachstumsfähigkeit bei Temperaturen schon wenig über dem Gefrierpunkt. Viele 96

Pflanzen stehen bereits nach 3 Wochen in voller Blüte und zeigen nach 6-8 Wochen reife Samen. Mit zunehmender Reduktion der Bodenfeuchtigkeit geht auch schon die Produk- tivität zurück. Die besonders spät ausapernden Areale sind auch diesbezüglich benach- teiligt, da die mittlerweile hohe Sommertemperatur dem humusarmen, steinigen Boden rasch die Feuchtigkeit entzieht und auch die vegetativen Organe größerer Evapotranspi- ration aussetzt. Relativ früh ausapernde Standorte mit reichlichem und lange andauern- dem Schmelzwasserangebot ermöglichen die größte pflanzliche Produktivität während der Vegetationsperiode. Zum Teil ist die Totalproduktion während eines Sommers pro- portional zur Zahl der schneefreien Tage während der Vegetationszeit.

Buss (1962) erwähnt, daß die Flora der Schneetälchen keine einjährigen Arten auf- weist. Die vegetative Vermehrung spielt hier eine besondere Rolle, da es nicht jedes Jahr zur Samenproduktion kommt.

WALTER (1960) berichtet über die gefährliche Frosttrocknis, die aus dem Schnee ragende Pflanzenteile und die Vegetation auf Standorten, wo der Schnee fortgeblasen wird, erleiden. Auch bei Pflanzen in Winterruhe geht die Transpiration bei tiefen Tempe- raturen weiter. Der Wassernachschub ist aber bei gefrorenen Stengeln und Böden unter- brochen, so daß die Pflanze Schaden nehmen kann. Die Wasserverluste werden noch wesentlich erhöht bei Übertemperatur der Pflanzenteile. Die Austrocknungsresistenz ist artspezifisch, z.B. geben winterliche Blätter von Rhododendron ferrugineum fünfmal schneller Wasser ab als die Nadeln von Pinus cembra (LARCHER, in WALTER, 1960, S. 78). Die Austrocknungsresistenz geht mit der Frostresistenz parallel (PISEK und LAR- CHER, in WALTER, 1960, S. 72), wobei sie jahreszeitlich variiert. Im Herbst wird die Resi- stenz bei der «Abhärtung» vergrößert, im Frühjahr bei der «Verwöhnung» verkleinert.

Nach früh einbrechender warmer Witterung oder starker Bestrahlung gefährden deshalb Spätfröste die Pflanzen ganz besonders. Außerordentlich frostgefährdet sind junge, nicht ausgereifte und nicht abgehärtete Triebe.

TURNER (1961) schätzt den Einfluß von Wind und Strahlung auf den Zeitpunkt der Ausaperung ab. Auf leeseitigem, intensiv bestrahltem Hang ist der Abschmelzbetrag etwa doppelt so groß wie an luvseitigem Schatthang, jedoch ist die Schneedecke in Lee- lagen 4- bis 5mal mächtiger als in Luvlagen, wodurch die Verteilung von Aper- und Schneeflächen primär durch das Zusammenwirken von Wind und Relief bestimmt ist.

Für die Waldgrenzbäume sind weder extrem früh noch extrem spät ausapernde Standorte günstig. Als weitere negative Wirkung der lange liegenden Schneedecke wird der Befall durch parasitische Pilze erwähnt. Sie gedeihen in der wasserdampfgesättigten Früh- jahresschneedecke, die eine durchgehende Temperatur von 0°C aufweist, besonders gut,

auch wenn sie ihr Optimum an sich erst bei 15 °C erreichen.

FRIEDEL (1961) zeigt anhand eines Beispiels aus dem Versuchsgelände Obergurgl im Ötztal, wie die Gliederung der Vegetation im Gelände mit Ausaperungslinien verknüpft ist. Die Vegetationsgrenzen im kupierten subalpinen Gelände sind erstaunlich scharf. Das Verteilungsmuster der Vegetation ist eine Reaktion auf die Ganzheit der Umwelteinflüsse, wobei der Schneeverteilung im Gelände eine wichtige Position zukommt. In der Reihen- folge zunehmender Schneebedeckung treten folgende Pflanzengemeinschaften auf: Alec-

···--···---·-·------~-- ---··· --·---··------···-··· ----~~-

torietum, Loiseleurietum, Vaccinietum uliginosi, Vaccinietum myrtilli, Rhododendretum ferruginei. In den drei ersten Einheiten treten flechtenreiche Varianten auf.

ELLENBERG (1963) setzt die Obergrenze der Phanerogamen bei einer Aperzeit von zwei Monaten an. Die bis in diese Räume existenzfähige Salix herbacea ist eines der wenigen Holzgewächse Mitteleuropas, das in die alpine Stufe steigt. Darin gleicht sie den auf anderen Standorten vorkommenden Zwergsträuchern Dryas octopetala, Loiseleuria procumbens und Vaccinium uliginosum. Die beiden Letztgenannten stehen sich in ihrem

Verhalten nahe.

PRUTZER (1967) weist auf den grundsätzlichen Unterschied zwischen Luv-/Leelage im Kleinrelief und derjenigen im Großrelief hin, wo im Gegensatz zum ersten Typ auf der Luvseite eine Niederschlagsvermehrung auftritt als Folge aufsteigender Luftmassen, auf der Leeseite das Gegenteil.

Nach KRONFUSS (1967) ist die Ausaperung sowohl von der Lage im Groß-wie im Kleinrelief abhängig, wobei oberhalb der Waldgrenze der Einfluß des Kleinreliefs domi- niert. Im Gegensatz zu den Ausführungen RATZELS (1889) bezeichnet der Autor die Schneeverfrachtung während des Schneefalls als oft geringfügig, dafür nachher als besonders intensiv. Es wird für die Praxis vorgeschlagen, mit Hilfe von Ausaperungs- karten und wenigen Schneepegelmessungen die im Gebirge schwierig zu erhaltenden Schneehöhen zu eruieren. Im bewaldeten Gebiet wird die Macht der Kleinreliefwirkung gebrochen, es kommt zum Ausgleich der Schneeverteilung, oder aber die Bestandesober- fläche wirkt sich steuernd aus (z.B. Klein-Lichtungen als «Schneelöcher»).

FLEMMING (1969) unterscheidet verschiedene Arten des Schneetransports. Bei fallen- dem Schnee entscheidet die von der Windgeschwindigkeit abhängige Steilheit der Schnee- flockenbahn über die abgelagerte Schneemenge. Die eigentliche Umlagerung der Schnee- decke basiert auf zwei Wirkungen, einerseits derjenigen der Windgeschwindigkeit, ande- rerseits derjenigen der Turbulenz. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß der Wind auch Lawinen auslösen kann und daß sich die Windgeschwindigkeit auf die Schneedichte aus- wirkt, allerdings in geringerer räumlicher Veränderlichkeit als auf die Schneehöhe. Dar- über hat sich der Autor an anderer Stelle eingehender geäußert (FLEMMING, 1968).

Das Problem der arktischen und alpinen Pflanzen liegt nach WALTER (1968) darin, daß in der verkürzten Vegetationszeit genügend organische Substanz für Früchte und Samen und zur Anlegung von Reserven für das nächste Jahr produziert werden muß. Die Photosynthese verläuft bei den alpinen Arten sehr lebhaft. Die Frostresistenz ist bei den über die Waldgrenze steigenden Zwergsträuchern im allgemeinen geringer als bei der Fichte und besonders der Arve. Der Schutz der Zwergsträucher durch die Schneedecke läßt dies zu.

Über eine interessante, im Zusammenhang mit der Schneeverteilung stehende Wald- anordnung in den zentralen Rocky Mountains berichtet BILLINGS (1969). In der Zone unterhalb der oberen Waldgrenze, wo im Winter und Frühjahr ausdauernde und starke westliche Winde herrschen, bildet der Wald an schwach geneigten Hängen Nord-Süd- gerichtete Streifen, zwischen denen feuchte bis nasse Wiesenbänder liegen. Der wind- transportierte Schnee lagert sich in mächtigen Schneebänken ab, die das Aufkommen von Jungwuchs verhindern, den Wald in Streifen zerlegen und die Entstehung der Wiesen 98

fördern. Der Schnee stammt aus waldfreiem Gelände, das Tundra (abgebrannten Wald ersetzend oder Klimaxtundra) oder subalpine Wiesen edaphischen Ursprungs aufweist.

Die Waldbrände scheinen in diesem Zusammenhang eine besondere Bedeutung zu haben.

Für die Praxis erläutert KRONFUSS (1970) einen Weg, aus Ausaperungskarten eines relativ eng begrenzten Waldgrenz-Kampfzonenbereichs zu Aussagen über die bodennahe Windgeschwindigkeit zu gelangen, die flächenhaft nur unter großem technischem Auf- wand zu eruieren wäre. Er stellt zur Beschaffung der Grundlagen die Korrelation zwi- schen mittlerer Windgeschwindigkeit in Bodennähe und Schneedeckendauer her.

Aus vorstehender Literaturübersicht ergibt sich, daß folgende Probleme weiterer Abklärung bedürfen:

Wie schreitet die Ausaperung von der unteren subalpinen Stufe in die höhere subalpine und alpine Stufe voran, und welche Rolle kommt dabei den verschiedenen Expositionen zu, die in einem geschlossenen Talsystem ziemlich vollständig vertreten sind?

Welche Standorte bezüglich der Ausaperung nehmen Zwergstrauchgemeinschaften ein? Wie verläuft die Ausaperung in den einzelnen Vegetationseinheiten?

Auf welchen Standorts-(Vegetations-)typen tritt bevorzugt forstlicher Jungwuchs auf, und wie verhält er sich in bezug auf die Ausaperung? Sind die Ausaperungscharakteri- stika der Baumstandorte identisch mit denjenigen der Zwergstrauchgemeinschaften, in denen sie vorkommen, oder zeichnen sie sich noch speziell aus?

Unter welchen Voraussetzungen lassen sich die Beziehungen zwischen Vegetation und Ausaperung in einem enger begrenzten Geländeausschnitt auf einen ganzen Talbe- reich übertragen?

3 Übersicht über Topographie, Geo logie und Bodenverhältnisse

3.1 Topographie 3 .1.1 Reliejbeschreibung

Das Dischmatal ist topographisch ein in sich recht gut geschlossener Raum. Es erstreckt sich von Davos aus gegen Südosten in annähernd geradlinigem Verlauf. Dabei steigt der Talboden von 1560 m auf rund 2100 man, von wo aus sich die Talschlußhänge gegen Scalettahorn und Piz Grialetsch (hinter Dürrboden Richtung SE) erheben. Der Talboden wird durch vier Stufen, nämlich im Gebiet Hof-Kriegmatte, zwischen Kindsch- haus und Gadmen, bei Am Rhin und beim Dürrboden, in fünf Teile gegliedert.

Dem rechten Talhang (Sonnseite) fehlen N ebentälchen, auf einer Höhe von rund 2400 m münden lediglich einige große Karnischen (Steinig-, Schön-, Klein-, Schwarzhorn- und Giementäli), die jeweils durch hohe Quergräte voneinander abgetrennt sind. Die linke Talseite (Schatthang) dagegen besitzt zwei größere Nebentäler (Rüedis-und Rhinertäli), die beide etwa auf einer Höhe von 2000 bis 2100 m ü. M. mit einer Steilstufe einmünden.

An beiden Talhängen fällt eine Zone meist recht großflächiger Terrassierung auf. Die Terrassenkante senkt sich am Schatthang von etwa 2300 m ü. M. im hinteren Talab- schnitt gegen Davos ab, wobei sie im Gebiet des Conterserberges auf etwa 1900 m aus- keilt. Am Sonnhang zieht sich die Terrassenzone zwischen einer Höhe von 2400 und 2300 m vom hinteren Talabschnitt bis zum Gulerigenberg hin, dann tritt sie auch in tiefe- ren Lagen auf, stellenweise unter 2000 m ü. M. Im mittleren Talabschnitt, zwischen Rüe- dis- und_ Rhinertäli, ist das Tal verengt, und die Hänge sind beidseits besonders steil.

Allgemein kann man feststellen, daß die Hänge im Dischmatal recht steil sind (Karte 1).

Gut die Hälfte der Talfläche hat eine Neigung von 30 bis 50°, weniger als ein Drittel ist unter 30 bis 10° geneigt, der Rest weist kleinere Neigungen als 10 bzw. größere als 50°

auf. Die größten Neigungen werden meist unterhalb der Hauptkämme und Gipfel erreicht: 60° und mehr. Steilpartien über weite Hangteile, oft mit Felsbändern durch- zogen, treten am Sonnhang besonders häufig vom Gebiet des Braunhorns taleinwärts auf, am Schatthang besonders im oben erwähnten mittleren Talabschnitt.

Karte 2 stellt die Hangrichtungsverhältnisse dar. die Haupthangrichtungen sind NE und ENE am Schatthang und WSW und SW am Sonnhang, ab Am Rhin taleinwärts auch W. Die im ganzen Tal am seltensten vertretene Hangrichtung ist die SSE-Lage. Im

Karte 1 (gegenüberliegende Falttafel) Hangneigungskarte, auf den Maßstab 1 : 25 000 verklei- nert und leicht generalisiert. Die Originale dieser und aller folgenden Karten sind im Maßstab

1 : 10 000 erstellt worden.

Karte 2 (nächstfolgende Falttafel) Hangrichtungskarte. Wegen der nötigen Verkleinerung des Maßstabes auf 1 :25 000 mußte die 16teilige Windrose des Originals auf die 8teilige reduziert wer- den.

100

Karte 2 Hangrichtungskarte, nach der achtteiligen Windrose.

Gelände mit einer Hangrichtung von:

LJ

LJ

LJ

WSW bisWNW

Q

NNWbisNNE

@Bundesamt für Landestopographie 3084 Wabern 1983

Mündungsbereich der beiden Seitentäler haben die Expositionen SE bis E bzw. W bis N eine besondere Bedeutung.

Für die Auswertung der Daten, die durch die verschiedenen Kartierungen gewonnen worden sind, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Tal in vier Abschnitte zu gliedern:

l. Vorderer Ta/abschnitt:

Auf linker Talseite nach hinten durch Rüedistälibach, auf rechter Talseite nach hinten durch Gerade begrenzt, die durch Einmündung Rüedistälibach in Dischmabach und P. 2156,8 führt.

2. Mittlerer Ta/abschnitt:

Auf linker Talseite nach hinten durch Rhinertälibach begrenzt; auf rechter Talseite nach hinten durch Verbindung zwischen Einmündung Rhinertälibach in Dischmabach und P. 2630 sowie anschließendem Grat begrenzt.

3. Hinterer Ta/abschnitt:

Beim Dürrboden vereinen sich zwei Hauptbäche zum Dischmabach. Zwischen ihnen wird die hintere Grenze dieses Talabschnittes durch die Schnittpunkte einer Geraden (durch P. 2125 und P. 2096) mit den beiden Hauptbächen bestimmt, dahinter durch die Hauptbäche selbst.

4. Talhintergrund:

Talschluß hinter zuletzt definierter Grenze.

3.1.2 Zur Methodik der Hangneigungs- und Hangrichtungskartierung Hangneigung und -richtung wurden für die rund 50 km² große Talfläche im Maßstab 1 : 10 000 kartiert. Um dem bewegten Relief einigermaßen gerecht zu werden, sollte eine Darstellung möglichst detailliert erfolgen, anderseits sind einem solchen Vorhaben von seiten des Zeitaufwandes Grenzen gesetzt. Die angewandte Methode nach LEE (1963) erlaubte es, die Neigungsmessung relativ schnell und trotzdem genügend genau durchzu- führen. Sie ermöglicht in einem definierten Meßkreis anhand der Anzahl Isohypsen (Höhenlinien), die durch den Kreis angeschnitten werden, direkt eine Aussage über die Größe der Geländeneigung. Die Messung gibt demnach eine durchschnittliche Hangnei- gung für die Fläche des Meßkreises an.

Hangneigung und -richtung wurden in einem Arbeitsgang eingemessen. Dazu wurde ein N-S-ausgerichtetes Rasternetz über die Kartenfläche gelegt, mit einer Maschenweite von 5 mm, d. h. von 50 Metern in Wirklichkeit. Die Messungen wurden mit einem Zei- chenwinkel gemacht, der auch als Winkelmesser Verwendung finden kann und auf dem um ein Fadenkreuz der Meßkreis mit einem Radius von 2,5 mm bezeichnet war. Die Messungen wurden in den Schnittstellen des Rasternetzes durchgeführt. Insgesamt wur- den rund 20000 Punkte bzw. Flächen bestimmt.

3.2 Geologische Aspekte

Das Dischmatal fällt ins Gebiet der ostalpinen kristallinen Silvretta-Decke. Dabei nehmen Orthogneise die Hauptfläche ein. Sie sind am NE-Hang vorwiegend aplitisch und aplitisch-pegmatitisch in flaseriger (geäderter) Ausbildung, am SW-Hang treten vor allem grobflaserige Augengneise auf (BEARTH et al., 1935; LEUPOLD et al., 1935). Der vorderste Talteil wird durch eine Zone von Paragneisen, Glimmerschiefern und Amphi- boliten durchquert (THEOBALD, 1864; QUERVAIN et al., 1963, 1967). Im hinteren Talteil kommen Amphibolite, Para- und Mischgneise mit wenig Orthomaterial ausgedehnt vor.

Der Gesteinswechsel verläuft dort etwa folgendermaßen:

Die Orthogneiszone des NE-Hanges zieht sich etwa bis zum Dürrboden hin. Darin sind kleinere Amphibolitkörper eingestreut, wie z.B. am J akobshorn und am Hörnli.

Dann findet der Wechsel statt zu einem Bereich, in dem Amphibolite, Para- und Mischgneise ohne wesentlichen Anteil von Orthomaterial abwechseln, wobei die Gip- felpartien im allgemeinen von Amphiboliten eingenommen werden. Dieses Mischfeld nimmt den ganzen Talschluß ein bis hinüber zur Grialetschfurka.

Am SW-Hang liegt die Grenze des Orthogneisbereichs weiter vorn: Im Schöntäli öst- lich des Braunhorns findet der Wechsel zur mächtigen Amphibolitmasse des Schwarz- horngebietes statt, in die kleine Para- und Mischgneiszonen eingestreut sind. Diese Masse erstreckt sich bis zur Schwarzhornfurka, dort grenzt sie an eine Mischgneiszone mit relativ viel Orthomaterial, wobei die Grenze senkrecht zur Talachse gegen den Raum Dürrboden verläuft. Diese Zone wiederum, zu der Radüner Rothorn und Radü- nerköpfe gehören, reicht bis ins Gebiet der Grialetschfurka, wo sie auf die oben genannte Zone stößt.

Im Anstehenden kommen hier und dort, ganz besonders aber im hintersten Talteil, einige ungeschieferte Diabasgänge vor.

Talboden und -hänge sind weitgehend mit quartären Ablagerungen bedeckt (Vö-

GELI, 1976).

3.3 Bodenkundliche Aspekte

Je nach Reliefgestaltung, Mikroklima und Vegetation wird der Bodenkörper unter- schiedlich differenziert. Am Stillberg sind eingehende Bodenuntersuchungen gemacht worden (BLASER, 1980). Die Situation am Stillberg darf sicher teilweise auf das Dischma übertragen werden.

Im Tal sind Podsolböden variationsreich verbreitet. Die relativ tiefen mittleren Jahres- temperaturen und die beträchtliche Niederschlagssumme bewirken vielenorts eine kräf- tige Podsolierung und demzufolge deutliche Profildifferenzierungen. Die ausgeprägtesten Eisenhumuspodsole trifft man unter der kühlen und feuchten, moosreichen Zwerstrauch- decke des Schatthanges, wo mächtige Rohhumusauflagen gebildet werden. Die Podsolie- rung ist in Kretenlagen am stärksten, jedoch sind dort die Eisenhumuspodsole weniger 102

tiefgründig als an feuchten Hängen. Unter der warm-trockenen Zwergstrauchschicht des Sonnhanges sind nur schwach podsolierte, aber humusreiche Böden zu erwarten, denn durch die kleinklimatische Begünstigung und durch die gehemmte Nährstoffauswa- schung kann die Streu weitgehend zersetzt und in Humus umgewandelt werden. Unter der Borstgras-Rasendecke und auf Flächen mit Reitgras und anderen Gräsern scheint eine Rohhumusschicht weitgehend zu fehlen, denn die Rasenstreu wird rasch minerali- siert und es kommt nicht zur Bildung von Eisenhumuspodsolen. Vielmehr bilden sich besonders unter den speziellen standörtlichen Verhältnissen der Hangrinnen tief ausge- waschene Eisenpodsole mit mächtig entwickeltem Bleichhorizont (BLASER und REISER, 1975; TuRNER und BLASER 1977). GIGON (1971) findet dagegen die Nardeten in der alpi- nen Stufe bei Davos auf «alpinen Rasenbraunerden und ähnlichen Böden stockend».

Gegen die obere Zwergstrauchgrenze nimmt die Podsolierung immer weniger ausge- prägte Züge an. In der alpinen Zone sind Silikatrohböden und Ranker weit verbreitet.

4 Klimatologische Übersicht

Der für die Aperungskartierung gewählte Winter und seine Stellung in klimatischer Sicht

4.1 Einleitung

Im Versuchsfeld Stillberg werden vomEISLF, Weißfluhjoch-Davos, seit 1959 mit Hilfe eines über die Fläche verteilten Pegelnetzes systematisch Schneehöhenverteilung, Ein- schnei- und Ausaperungsdaten registriert (IN der GAND und RYCHETNIK, 1970; RYCHET-

NIK, 1972).

Die anderen klimatischen Daten werden im Versuchsfeld vonseiten der EAFV syste- matisch erfaßt, seit Sommer 1959 regelmäßig während der Vegetationszeit, seit 1.1.1974 auch ganzjährig. Für langjährige Datenvergleiche muß auf die nächstgelegenen Stationen Davos-Platz und Weißfluhjoch zurückgegriffen werden. Die Veränderung mesoklimati- scher Daten auf Horizontaldistanzen von mehreren Kilometern und vor allem auf Verti- kaldistanzen von mehreren 100 Metern kann aber von Jahr zu Jahr varriieren.

Klimatologisch kann das Dischma als gemäßigt zentralalpin oder kontinental ange- sprochen werden. ZINGG (1961 a) weist darauf hin, daß das Weißfluhjoch am Wetterge- schehen dreier Landschaften teilhat: Prättigau, Plessurgebiet und Landwassertal. Die ersten beiden sind auf der Luvseite der W-Winde, das dritte im Lee. Der Wolfgangpaß ist aber nicht nur Wetterscheide, sondern auch Verbindung. Häufig kann deshalb beobachtet werden, wie eine das Prättigau heraufziehende Front über den Paß wandert und sich im Raume Davos und Dischma auswirkt (URFER-HENNEBERGER, 1970). Die Talachse des Dischma steht zur Achse Klosters-Wolfgang-Davos senkrecht, so daß vorab die mittle- ren und hinteren Teile des Tales wiederum im Lee der über den Wolfgangpaß vordringen- den Niederschlagsfronten liegen.

Die Region weist relativ wenig Niederschlag auf: Weißfluhjoch (2540 m ü. M.) erhielt 1951-1960 pro Jahr 1224 m (ZINGG, 1961a), Davos-Platz (1561 m ü.M.) 1037 mm (zum Vergleich: Säntis, 2500 m ü. M., 2462 mm/Jahr [UTTINGER, 1965]).

4.2 Zur Wahl des Winters

Es stellt sich die Frage, ob bei ökologischen Untersuchungen eher Durchschnitts- oder Extremwerte zu berücksichtigen seien. Im Falle der Ausaperung ist es sicher richtig, zuerst einmal einen durchschnittlichen Vorgang zu kartieren, um einen Eindruck von den Größenordnungen zu erhalten. Sekundär wäre es aber bestimmt interessant, auch beide Extremfälle zu berücksichtigen.

Der Zeitpunkt der Ausaperung eines Standortes hängt von vielerlei Faktoren ab, auf der einen Seite von Art und Dauer sowohl des Schneedeckenaufbaus als auch des -abbaus, auf der anderen Seite von den klimatischen Faktoren, die sich auf die Schneedecke aus- 104

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