Twee EPFL-studenten hebben het vermogen van een bos in het kanton Vaud vergeleken om te beschermen tegen lawines voor en nadat het in 2018 door brand werd verwoest. Hun methode kan worden toegepast op andere beboste hellingen, helpen om lokale herbebossingsstrategieën te verbeteren.

Wijdverbreide uitdroging als gevolg van klimaatverandering zorgt voor een toename van bosbranden over de hele wereld. Tegen het einde van de 21e eeuw, Verwacht wordt dat Zwitserland tussen mei en november veel meer branden zal ervaren dan nu het geval is. Volgens experts, de zwaarst getroffen gebieden zijn de Aare-vallei en de laaglandgebieden van het kanton Bern. In het kanton Ticino en het Engadin worden matige stijgingen voorspeld, terwijl grotere delen van het kanton Wallis waarschijnlijk in brand zullen worden gestoken. Deze branden kunnen erosie veroorzaken en de beschermende rol van bossen in gevaar brengen. "Bosbranden zullen gemeengoed worden in Zwitserland, " voorspelt Johan Gaume, die aan het hoofd staat van EPFL's Snow and Avalanche Simulation Laboratory (SLAB). "Het goede nieuws is dat, in tegenstelling tot andere effecten van klimaatverandering, we kijken naar vrij lange tijdschema's."

in 2018, een brand verwoestte zes hectare bomen in Les Voëttes, een beboste helling in het Diablerets-gebergte in het kanton Vaud. Gaume en Xingyue Li, een postdoctoraal onderzoeker bij SLAB, wilden graag meer weten over de vraag of en hoe de schade het vermogen van het bos om te beschermen tegen lawines in de winter zou kunnen hebben beïnvloed. Dus vroegen ze twee masterstudenten milieutechniek om de casus voor hun Design Project te onderzoeken, rechtstreeks werken met Vaud Canton's Environment Department (DGE).

Lawinerisico in kaart brengen

Met behulp van een digitaal model ontwikkeld bij SLAB, de studenten maakten een nieuwe lawinerisicokaart als basis voor de herbebossingsstrategie van de DGE. Ze vonden dat, hoewel toekomstige lawines sneller de helling af zullen gaan bij Les Voëttes, de relatief ondiepe helling zal voorkomen dat ze de huizen eronder bereiken. In de uitgebreide lawinegevaarzone is slechts één extra chalet opgenomen dat voorheen buiten de begrenzing stond.

De studenten deden twee aanbevelingen voor de DGE:plant dichte clusters van bomen op zeer gelokaliseerde plekken om de stabiliteit te verbeteren, en om willekeurige plantpatronen in de rest van het bos toe te passen om betere bescherming te bieden. "Kleiner, ongevaarlijke lawines spelen een sleutelrol bij het ondersteunen van de biodiversiteit, " zegt Francesc Molné, een van de twee masterstudenten die meewerkten aan het Design Project. "In ecosystemen als deze, planten en dieren in het wild zijn aangepast aan dit soort evenementen, dus het is belangrijk dat ze doorgaan."

"Onze bevindingen kwamen in grote lijnen overeen met wat we verwachtten, maar ze zijn minder alarmerend dan de eigen voorspellingen van de DGE, ", zegt medestudent Clara Streule. "We weten dat bomen een deel van de sneeuw tegenhouden tijdens een lawine, ", voegt Molné toe. "Het EPFL-simulatiemodel speelt een hoge mate van nauwkeurigheid in op de ruimtelijke verspreiding van bomen. Het model dat de DGE gebruikt" - het RAMMS-model dat is ontwikkeld door het WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF - "is op dat vlak niet zo nauwkeurig. Misschien zit daar het verschil."

Meerdere parameters

De ingenieursstudenten voerden meerdere parameters in het model in, die allemaal van invloed zijn op hoe snel een lawine reist en hoe deze zich gedraagt. Deze omvatten de precieze positie en lay-out van overlevende en beschadigde bomen, de blootstelling en topografie van het terrein, en verschillende soorten sneeuw (verse sneeuw, natte sneeuw, en gepakte en dicht opeengepakte windplaten). Molné en Streule gebruikten een drone om luchtfoto's van het gebied te maken, die ze combineerden met behulp van fotogrammetrie. Ze doorzochten ook historische gegevens voor de regio, met behulp van de zwaarste sneeuwvalcijfers van de afgelopen 100 jaar in hun model.

"Wat ik het meest interessant vond, was ons vertrouwen te stellen in een digitaal model om met effectieve oplossingen te komen, terwijl we de limieten van het model erkennen en begrijpen hoe verschillende factoren het eindresultaat beïnvloedden, " zegt Molné. Streule merkt op:"Het complexe terrein maakte het topografisch onderzoek uitdagend. Het programmeren van de vliegroute van de drone stelde onze wiskundige vaardigheden op de proef - ik vond het erg leuk om mijn mouwen op te stropen en de theorie die we in de klas hadden geleerd toe te passen op een praktisch probleem." Ze voegt eraan toe:"Aanbevelingen doen voor Vaud Canton heeft me ook geleerd een belangrijke les over mijn toekomstige carrière. Als we de klimaatverandering niet kunnen terugdraaien, een groot deel van mijn werk zal bestaan ​​uit het vinden van manieren om onze levensstijl aan te passen en onszelf te beschermen tegen de ergste gevolgen."

Er komen nog meer samenwerkingen

De methode van de studenten zou kunnen worden toegepast op de bescherming van bossen in heel Europa. "Deze pilotstudie was een kans om ons digitale model te testen, ", zegt Gaume. "Nu zijn we benieuwd hoe ver we kunnen komen." Zijn enthousiasme wordt gedeeld door Vaud Canton. "Dit onderzoek geeft ons nieuwe inzichten in hoe beboste hellingen beschermen tegen lawines op lage hoogte en zal ons helpen onze bosonderhoudsstrategie, ", legt Jean-Louis Gay van de afdeling bosinspectie van de DGE uit. "We zullen opnieuw met EPFL samenwerken op andere locaties in het kanton." Er wordt ook gewerkt aan een wetenschappelijk artikel op basis van het werk van de studenten.