Die Höhenlage von Solifluktionsformen und der Schneegrenze in Graubünden1

Gerhard Furrer und Peter Fitze

Geographisches Institut der Universität Zürich

Grundlage zu dieser Publikation bilden neben den

Kartierungen der Verfasser Beobachtungen vonKurt Graf und Ralf Freund. Für die Beratung in

methodischen Fragen der Datenverarbeitung dan¬ken wir Guido Dorigo. Fräulein Daisy-Claire Bren¬

ner, Jürg Bühler und Dieter Wegmann gebührtunser Dank für die Datenübertragung in den Infor¬mationsraster. Alle Genannten sind am Geographi¬schen Institut der Universität Zürich tätig.

1. Problemstellung

In der vorliegenden Arbeit geht es darum, das in den

vergangenen Jahren zusammengetragene Beobach¬

tungsmaterial über die Höhenlage der in unseren

Alpen am häufigsten vertretenen Typen der Soli¬

fluktionsformen nach statistischen Gesichtspunktenzu verarbeiten. Wir möchten auf diesem Wege miteinem Modell Auskunft erhalten über die Gliede¬

rung der Hochgebirgsstufe. Bei den hierzu verarbei¬teten Formen handelt es sich um solche der unge¬bundenen (freien) Solifluktion in der Frostschutt¬stufe. Dies sind einerseits als Vertreter der Groß-formen die Strukturböden horizontaler oder geneig¬ter Flächen (Hangneigung bis gegen 30°), ander¬seits als Vertreter der Miniaturformen die Erd¬streifenböden. Außerdem kommt das Hauptver¬breitungsgebiet der Girlanden in der Mattenstufe(alpiner Rasen) zur Darstellung. Bei diesem Form¬typ handelt es sich um einen Vertreter der (durchdie Vegetation) gebundenen Solifluktionsformen.Um den Verlauf ihrer Untergrenze mit der Wald¬

grenze vergleichen zu können, wird die Waldgrenzeerarbeitet. Diesen beiden zuletzt genannten Grenz¬flächen kommt in der Geographie große Bedeu¬

tung zu, dienen uns doch diese beiden zur Abgren¬zung der Hochgebirgslandschaft, um die sich die

IGU-Commission on High-Altitude Geoecologybemüht (Troll 1955, Furrer und Fitze 1970).

2. Die Verarbeitung des kartierten Formenschatzes

Als Arbeitsgrundlage diente die Landeskarte der

Schweiz (1 : 100 000), auf der alle beobachtetenStandorte der einzelnen Formtypen eingetragenwurden. Auf Hängen, wo der gleiche Formtypdurchgehend über eine größere Vertikaldistanz auf¬

tritt und somit große Flächen mustert, wurde wie

folgt kartiert:

Bei einer durchgehenden Vertikalerstreckung bis

zu 30 m berücksichtigten wir den Wert der mittle¬ren Höhenlage 1 Punkt), bei 3060 m die

höchste und tiefste Höhenlage 2 Punkte) und

bei über 60 m sowohl den Mittelwert als auch den

höchsten und tiefsten Wert ( 3 Punkte). Auf diese

Art konnte eine gewisse Gewichtung der einzelnenFundstellen erreicht werden. Die totale Anzahl der

Punkte betrug bei den Großformen der Struktur¬böden 169, bei den Mi niaturi:armen 143 und bei

den Girlanden 317.

Über die Landeskarte 1 : 100 000 wurde anschlie¬ßend ein Raster mit den Massen 1,25 cm (Noird-Süd) und 1,0 cm (West-Ost) gelegt (Dieses 5:4-Verhältnis entspricht jenem einer Einheit des

Schnelldruckers (bei kleinem Zeilenvorschub) und

erlaubt somit ein späteres verzerrungsfreies Aus¬drucken der Karten.). Anschließend konnte jederPunkt nach den Koordinaten des Rasters (x und y)

und der Höhenlage (z) gelocht werden.

Soweit die Vorarbeit; die eigentliche Auswertungdurch den Computer (IBM 360) setzte sich aus zwei

Teilen zusammen:In einem ersten Schritt wurde der Kanton Graubün¬den in 13 Regionen (17 bei Girlanden) unterteilt.

Dann errechneten wir die Mittelwerte (x, y, z) unddie Standardabweichung vom Mittelwert der Hö¬henlage (s?) (getrennt nach Formtypen) für jede

Region. Mit Hilfe des Mittelwertes z und der Stand¬

ardabweichung sz können wir auf die Höhenaus¬dehnung der Kernzone Hauptverbreitungsge¬biet) und deren Untergrenze schließen, wie im fol¬

genden dargelegt werden soll.

Die Annahme, daß die vertikale Verteilung der be¬

obachteten Formtypen am ehesten einer Normal¬verteilung entspricht, läßt sich damit stützen, daß

in tieferen Lagen die Vegetation und in höheren

Lagen perennierende Schneeflecken als begrenzen¬de Faktoren eine immer stärkere Wirkung ausüben.

Hinweise für Normalverteilungen von Solifluktions¬erscheinungen finden wir bei Fitze (1969) und Do¬

rigo (1969). Bei einer normalverteilten Form läßtsioh somit die Kernzone (K) mit dem Mittelwert der

Höhenlage (z) und der Standardabweichung (sz) de¬

finieren: K Z t Sy.

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10 km

Figur 1. Höhenlage der Kernzonenuntergrenze von Strukturböden (Großformen) im Kanton Graubünden

Innerhalb dieser Kernzone liegen rund zwei Drittelaller Vorkommen, und ihre Untergrenze wird

durch den Wert z-sz gebildet.

Alle Berechnungen des zweiten Teils basieren nurnoch auf den Mittelwerten und den Untergrenzender einzelnen Regionen. Für die Karten der Mittel¬werte wäre eine Einteilung nach Regionen über¬

flüssig, falls sich die beobachteten Formen gleich¬mäßig über das ganze Gebiet verteilten. In unseremFalle könnte aber eine sehr dicht kartierte Regionmit ihren vielen Beobachtungen eine andere, spär¬lich kartierte Region noch beeinflussen, was ja ver¬mieden werden soll.

In diesem zweiten Teil wurden mit den Mittelwer¬ten und den Untergrenzen durch schrittweise Re¬

gression jene Oberfläche berechnet, die diese Werteam besten annähert. Zur Verfügung standen 70

unabhängige Variablen, alles positive und negativePotenzen von x und y sowie deren Produkte. In

jedem Schritt wurde dabei die Regressionsgleichungum eine Variable erweitert, und zwar immer um

jene, die eine optimale Verbesserung der Regressionmit Bezug auf die eingegebenen Werte bewirkte.Schrittweise Regrassionen wurden durchgeführtfür Mittelwerte und Untergrenze jedes Formtyps.Für alle Probleme wurden anschließend die Kartender verschiedenen Regressionsgleichungen ausge-

154

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10 km

Figur 2. Höhenlage der Kernzonenuntergrenze von Erdstreifen (Miniaturform) im Kanton Graubünden

druckt und jene für den endgültigen Druck ausge¬wählt, die eine mögliohst hohe Korrelation zu den

eingegebenen Werten aufwies, aber dennoch ein fürdas Auge vernünftiges Kartenbild ergab. In allenKarten der Strukturböden (Groß- und Miniatur¬formen) liegt der multiple Korrelationskoeffizientzwischen 0,6 und 0,8, bei Girlanden um 0,9; dies

bedeutet, daß 40-80% der Abweichungen vom je¬

weiligen Mittelwert durch die Regressionsgleichungerklärt sind.

Die Landeskarte 1 : 50 000 diente zur Erarbeitungder Waldgrenze. Rasterfeldern von 4 km2 wurdendie beiden folgenden Daten entnommen: höchste

Lage von geschlossenem und offenem Wald. Die

Karte basiert auf einer Regression, durchgeführtmit dem höchsten Wert von offenem und geschlos¬senem Wald in jedem Rasterfeld.

3. Ergebnisse

Die Karten der Figuren 1-4 sowie das Profil (Fig.5) entlang dem Längenkreis 9° 42' E geben die

Höhenverbreitung der untersuchten Formen bzw.

den Kernzonenverlauf vom Rhätikon zur Berninawieder. Daraus ergibt sich eine mögliche Gliede¬

rung der Hochgebirgsstufe, wie dies in Figur 6 dar¬

gestellt ist.

155

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2300 m *

*****.10 km

Figur 3. Höhenlage der Kernzonenuntergrenze von Girlanden im Kanton Graubünden

Im Hochgebirge wirkt die Solifluktion formbildendauf Flächen bis rund 30° Neigung. Selbstverständ¬lich ist diese dort nicht der einzige reliefbildendeVorgang. Die von ihr geschaffenen Kleinformenaber sowie Solifluktionsdecken, die sioh an ihrerOberfläche heute noch bewegen, gehören zum cha¬rakteristischen Formenschatz der Hochgebirgsstufe.Sie können daher zur Abgrenzung dieser Stufe und

zu ihrer Unterteilung herangezogen werden (Troll1955, Furrer und Fitze 1970).Einmal kann durch Scheidung der Verbreitungs¬gebiete von gebundenen und ungebundenen Soli¬fluktionsformen die Frostschutt- von der Matten¬

stufe getrennt werden. Wo die Solifluktion als form¬bildender Vorgang auf größeren Flächen zurück¬tritt, legen wir die Untergrenze der subnivalen Hö¬henstufe fest. Diese dient gleichzeitig zur Abgren¬zung der Hochgebirgsstufe. In Figur 6 ist hierzulediglich die Untergrenze der Girlandenkernzonebenützt worden. Um die Untergrenze des Haupt¬verbreitungsgebietes der Solifluktionsformen nochexakter festlegen zu können, bieten sich außerdemdie Wanderblöcke an, jene Blöcke, die in der Mat¬tenstufe mehrere Meter weit talwärts gleiten, vorsich die Vegetation aufstauchen und hinter sich eine

Schleifspur zurücklassen.

156

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10km

Figur 4. Höhenlage der Waldgrenze im Kanton Graubünden

Die Darstellung in Figur 6 basiert auf den errech¬neten Werten aus dem gesamten Kanton Graubün¬den, während die Karten und das Profil (Fig. 5) auf

regional zusammengefaßten und verarbeiteten Be¬

obachtungen beruhen. Daher ist es verständlich,

daß die Bandbreiten der Kernzonen des bearbeite¬ten Formenschatzes in Figur 5 in ihrer Ausdehnungsohwanken. Die errechneten vertikalen Ausdehnun¬gen der Kernzonen für Graubünden gehen aus fol¬gender Zusammenstellung hervor:

Berechnete vertikaleMittlere Höhenlage Ausdehnung der Kernzoneder Kernzone (2 s

Durch Kartierungenermittelte Kernzonenausdehnungvon früheren Beobachtungen(Furrer 1965)

GroßformenMiniaturformenGirlanden

2740 m

2640 m

2420 m

290 m (169 Beobachtungen) gut 200 m

340 m (143 Beobachtungen) 230 m370 m (317 Beobachtungen) um 350 m

157

3200

3600

3200SCHNEEGRENZE(NIVEAU 365)

p-28002800

2400 2400

2000 2000WALDGRENZE

1600 -1600GROSSFORMEN

MINIATURFORMEN1200 -1200

GIRLANDEN

10 KM

Figur 5. Verlauf von drei Kernzonen und deren mittlerer Höhenlage in nord-südlicher Richtung durchGraubünden

3000-

2500-

2000-

Nivale Stufe

obererfSolifluktions-fleckenbereich

mt

- o)

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äi-s3(0«:

Schneegrenze(Niveau 365)

OrographischeSchneegrenze

o y/. Übergangssaumy Mattenstufe/Frostschuttstufe

UntergrenzeSolifluktionsformen(Hauptverbreitungsgebiet)

Waldgrenze

Nadelwald

Figur 6. Abgrenzung und Gliederung der Hochgebirgsstufe mit Hilfe von Solifluktionsformen am Bei¬spiel des Kantons Graubünden

158

Nach oben wird die Frostschuttstufe durch die

Schneegrenze abgegrenzt. Diese ökologisch wich¬tige Linie ist in der Natur als Grenzsaum ausgebil¬det. Gerade wegen ihrer Bedeutung für die Lebe¬

wesen, die Bodenbildung und die reliefgestaltendenVorgänge befriedigen alle jene Festlegungen der

Schneegrenze nicht, die sich auf Beobachtungen an

Gletschern oder Berechnungen mit Hilfe horizon¬taler Beobachtungsfelder (klimatische Schneegren¬ze, Niveau 365, vgl. Escher 1970) stützen. Den

Geographen interessiert eine Schneegrenze, welcheauf das Relief Rücksicht nimmt und den tatsächli¬chen Verhältnissen Rechnung trägt. Diese «orogra-phische Schneegrenze» im Mittel vieler Jahre zu er¬

fassen, erscheint als fast unlösbares Problem.Um eine solche anzunähern, bieten sich die Soli¬fluktionsformen, wenigstens für Flächen bis rund30° Neigung, an. Feldbeobachtungen haben erge¬ben, daß die höchstgelegenen Strukturböden auf

horizontalen wie geneigten Flächen bis nahe an das

Niveau 365 auftreten: So liegen beispielsweise im

Räume Zermatt - wo nach Escher (1970) die kli¬matische Schneegrenze in einer Höhe von 3450 m

liegt - die obersten Vertreter der Großfarmen auf3400 m (Furrer 1965). Wegen ihrer Seltenheit wirdes uns aber nur in Glücksfällen gelingen, mit ihrerHilfe die klimatische Schneegrenze (als Niveau 365)

zu bestimmen. Da wir außerdem nicht nach einer

klimatischen, sondern nach einer orographischenfragen, scheint ein anderer Weg angezeigt. Beson¬ders die obersten Vertreter der Großformen vonStrukturböden liegen auf schneefreien Flächen in

der hoch- bis spätsommerlichen Schneefleckenre¬gion. Da sioh diese Formen nicht in wenigen Som¬

mern zur vollen Reife entwickeln, ist anzunehmen,daß ihre Standorte in der Regel jedes Jahr schnee¬frei werden. Diese Schneefleckenregion des Hoch¬sommers läßt sich talwärts annähernd durch die

Obergrenze des Hauptverbreitungsgebietes (Kern¬zone) der Großformen unserer Strukturböden ab¬

grenzen. Damit gelangen wir zu einer Angabe überdie Höhenlage der Schneegrenze, welche - zumin¬dest auf Flächen bis 30° Neigung - der orographi¬schen oder lokalen nahe kommt. Eine solche

Schneegrenze soll im Sinne von Ratzel (1889) ver¬standen sein als «jene Linie, welche die untern Rän¬der der dauernden Schneeflecken verbindet». Sie

liegt, wie Figur 6 belegt, 200 m unter dem Niveau

365. So ersetzen Kartierungen von Strukturböden,im Hochsommer durchgeführt, mehrjährige Schnee¬

grenzbeobachtungen, die zudem von der methodi¬schen Seite her schwierig durchzuführen sind.

Anmerkung

1 Die Feldarbeit wurde mittels Unterstützung der

Stiftung für wissenschaftliche Forschung an der

Universität Zürich ermöglicht.

Literatur

Dorigo G.: Untersuchungen zur (gebundenen) Soli¬

fluktion am Sustenpaß und auf der Melchsee-Frutt.Dipl. arb. Univ. Zürich, 1969.

Escher H.: Die Bestimmung der klimatischenSchneegrenze in den Schweizer Alpen. Geogr.Helv.1, 1970.

Fitze P.: Untersuchungen von Solifluktionserschei¬nungen im Alpenquerprofil zwischen Säntis und

Lago di Como. Diss. Univ. Zürich, 1969.

Furrer G.: Die Höhenlage von subnivalen Boden¬formen. Habilitationsschrift Univ. Zürich, 1965.

Furrer G. und Fitze P.: Die Hochgebirgsstufe - ihre

Abgrenzung mit Hilfe der Solifluktionsgrenze.Geogr. Helv. 4, 1970.

Ratzel F.: Höhengrenzen und Höhengürtel. Z. dt.-österreich. Alpenver., Bd. 10, 1889.

Troll C.: Über das Wesen der Hochgebirgsnatur.Jahrbuch Österreich. Alpenver., 1955.

Resume

A l'aide de formes de solifluxion on essaie ä fixer les

limites de la zone de la haute montagne et ä la divi¬ser en «Frostschuttzone» et «Mattenstufe». La

limite superieure de la zone principale de sols strue¬tures peut etre employee pour trouver la ligne des

neiges orographique. Celle-ci se trouve dans les

Grisons 200 m en dessous de la ligne des neiges

climatique.

159