Abgeschlossene Projekte
Doctoral theses
Anna Neycken (2019-2024)
The 2018 drought and European beech dieback: A dendroecological analysis of predisposition factors and recovery patterns
The 2018 drought in Switzerland led to widespread early leaf shedding and crown dieback in European beech (Fagus sylvatica), with some trees recovering while others declined. This thesis investigated why some trees were more susceptible by comparing growth, physiology, and environmental context between vital and declining trees. Trees that suffered crown dieback had slower growth rates since the 1970s and a more pronounced growth decline after 2000, though they showed similar drought responses and neighborhood conditions as vital trees. Physiologically, declining trees had lower stomatal conductance and relied more heavily on stored carbohydrates before and after 2018, indicating long-term hydraulic stress. Tree-ring isotopes revealed signs of carbon depletion and heightened stress during and after the drought. Recovery potential depended on crown condition and post-drought water availability. Overall, drought-exposed beech trees with prior growth and physiological limitations were more vulnerable, emphasizing the role of long-term tree history in shaping drought resilience.
Supervision: Mathieu Lévesque, Harald Bugmann
Publications:
Neycken, A., Lehmann, M.M., Saurer, M., Wohlgemuth, T., Frei, E.R., Lévesque, M., 2025. Understanding physiological mechanisms of European beech dieback responses to climate using a triple isotope approach in northern Switzerland. Dendrochronologia 91, 126335.
Neycken, A., Wohlgemuth, T., Frei, E.R., Klesse, S., Baltensweiler, A., Lévesque, M., 2024. Slower growth prior to the 2018 drought and a high growth sensitivity to previous year summer conditions predisposed European beech to crown dieback. Science of The Total Environment 912, 169068.
Neycken, A., Scheggia, M., Bigler, C., Lévesque, M., 2022. Long-term growth decline precedes sudden crown dieback of European beech. Agric. For. Meteorol. 324, 109103.
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Justine Charlet de Sauvage (2019-2024)
Tree species mixture: effects on radial growth, climate sensitivity and physiology of conifers
Climate change is driving rising temperatures and more frequent extreme droughts in Central Europe, severely impacting Norway spruce, a key timber and ecological species. As a result, more drought-resilient conifers—such as silver fir, larch, and Douglas-fir—are being explored as alternatives. This dissertation assessed the drought sensitivity of these species across a bioclimatic gradient in Switzerland, focusing on tree-ring growth and stable isotope ratios (δ¹⁸O, δ²H) in tree-ring cellulose. Silver fir showed the lowest sensitivity to drought, while larch was the most vulnerable. Although all species recovered after major droughts, competition negatively affected growth, and tree species mixtures had limited influence—except for some benefits observed in Douglas-fir. Isotope analysis revealed distinct climatic and physiological signals for δ¹⁸O and δ²H, reflecting different fractionation pathways. While species mixtures had only minor effects on drought response, promoting mixed forests remains advisable for enhancing biodiversity, resilience, and ecosystem services in the face of climate uncertainty.
Supervision: Mathieu Lévesque, Harald Bugmann
Publications:
Charlet de Sauvage, J., Saurer, M., Treydte, K., Lévesque, M., 2025. Decoupling of tree-ring cellulose δ18O and δ2H highlighted by their contrasting relationships to climate and tree intrinsic variables. Plant, Cell & Environment 48, 1903-1918.
Charlet de Sauvage, J., Treydte, K., Saurer, M., Lévesque, M., 2024. Triple-isotope analysis in tree-ring cellulose suggests only moderate effects of tree species mixture on the climate sensitivity of silver fir and Douglas-fir. Tree Physiol. 44, tpae067.
Charlet de Sauvage, J., Bugmann, H., Bigler, C., Lévesque, M., 2023. Species diversity and competition have minor effects on the growth response of silver fir, European larch and Douglas fir to drought. Agric. For. Meteorol. 341, 109664.
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Martin Brüllhardt (2014-2020)
The influence of forest structure on within-stand light availability, tree growth patterns and tree species composition in uneven-aged deciduous temperate forests
The aim of this dissertation was to contribute to a better understanding of the aboveground growth relationships in uneven-aged mixed deciduous forests, and to derive possible management options that maintain species diversity, increase forest resilience and optimize the provision of forest ecosystem services.
Supervision: Harald Bugmann (Forest ecology) and Peter Rotach (Waldbau Gruppe)
Publications:
Brüllhardt, M., Rotach, P., Forrester, D.I., Bugmann, H., 2021. Sustainable regeneration in uneven-aged mixed deciduous forests managed by selection silviculture: the role of demographic structure. Forestry: An International Journal of Forest Research 95, 201-214.
Brüllhardt, M., Rotach, P., Bigler, C., Nötzli, M., Bugmann, H., 2020. Growth and resource allocation of juvenile European beech and sycamore maple along light availability gradients in uneven-aged forests. For. Ecol. Manage. 474, 118314.
Brüllhardt, M., Rotach, P., Schleppi, P., Bugmann, H., 2020. Vertical light transmission profiles in structured mixed deciduous forest canopies assessed by UAV-based hemispherical photography and photogrammetric vegetation height models. Agric. For. Meteorol. 281, 107843.
Andere Projekte
Potential alternative tree species to Fraxinus excelsiorin European forests
Common ash (Fraxinus excelsior L.), a key European tree species, is declining due to ash dieback caused by Hymenoscyphus fraxineus. This project explored alternative native and non-native species to compensate for ash loss and its ecosystem services. While native species cannot fully replace ash’s ecological role, a few non-native ashes show potential tolerance. However, their ecological performance and risks remain uncertain. Priority should focus on conserving and regenerating tolerant native ash populations. Further research, including experimental plantations, is needed before recommending non-native species for forest restoration.
Supervision: Mathieu Lévesque
Publication:
Lévesque, M., Bustamante Eduardo, J.I., Queloz, V., 2023. Potential alternative tree species to Fraxinus excelsior in European forests. Frontiers in Forests and Global Change 6.
EUFORGEN - Generhaltungsgebiete: Etablierung von je 2-4 Generhaltungsgebieten (GCU) für die 7 Baumarten Arve, Weisstanne, Buche, Fichte, Elsbeere, Schwarzpappel und Eibe für das eruopäische "core network of gene conservation units" von EUFORGEN. Evaluation der Eignung potentieller GCU, Priorisierung aus nationaler Sicht, Begleitung und Unterstützung der vertraglichen Sicherung. Bundesamtes für Umwelt (BAFU) Juni 2013 - 30. Oktober 2015
Projekt Förderung seltener Baumarten in der Schweiz (1997 – 2006). Finanziert durch das Bundesamt für Umwelt. SEBA 1 von 1997- 2000, SEBA 2 von 2001 -2005, SEPAPOP von 2003 bis 2006. Projekt wurde Ende November 2006 abgeschlossen.
mehr Informationen unter SEBA
Landscape genetics of a rare, naturally scatterd temperate forest tree (Sorbus domestica L.): ETH Forschungsprojekt TH 33/04-2: Laufzeit 2004 – 2008 (Dissertation U. Kamm)
siehe auch unter Publikationen
Selection of gene conservation units for scattered Broadleaves in Switzerland (EUFORGEN CAP): finanziert durch das Bundesamt für Umwelt, 2006-2007. Informationen zum aktuellen Projekt finden Sie hier
Masterarbeiten
2022
Alt, Johannes 2022: Estimation of germination rates from commercial seed lots of European beech, silver fir and Nordmann fir
Referenten: Dr. Mathieu Lévesque (ETH), Dr. Katalin Csilléry (WSL), Dr. Nicole Ponta (WSL)
2021
Wittwer, Alina 2021: Verjüngungsentwicklung in einem Gerinneeinhang-Schutzwald: limitierende und fördernde Faktoren
Referentin: Dr. Monika Frehner (ETH), Korreferenten: Christian Rickli (WSL), Dr. Frank Graf (SLF)
2020
Peret, Kenta 2020: Effects of micro-structures on tree regeneration and recruitment success in wooded pastures of the Franches-Montagnes, Switzerland
Referent: Dr. Mathieu Lévesque (ETH), Korreferent: Prof. Harald Bugmann (ETH)
Zuidema, Anita 2020: Modellierung von Hangmuren in bewaldetem Gebiet mit dem Simulationsprogramm RAMMS
Referentin: Dr. Monika Frehner (ETH), Korreferent: Christian Rickli (WSL)
Guidotti, Andrea 2020: On the processes and factors shaping the Norway spruce’s (Picea abies) forests in the Southern Swiss Alps
Referentin: Dr. Monika Frehner (ETH), Korreferenten: Prof. Dr. Andreas Zischg (UniBe), Anne Herold Bonardi (WSL)
Scheggia, Michel 2020: Impact of drought on the growth of European beech (Fagus sylvatica L.)
Referent: Dr. Mathieu Lévesque (ETH); Korreferent: Prof. Harald Bugmann (ETH)
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Imhof, Simon 2020: Biologische Rationalisierung im Schutzwald - Einfluss eines Birkenvorwaldes auf Fichten in hochmontanen Wäldern
Referentin: Dr. Monika Frehner (ETH), Korreferenten: Dr. Peter Ammann (Fachstelle Waldbau, BZW Lyss), Daniel Guggisberg (ETH)
Download Zusammenfassung für die Praxis (PDF, 1 MB) Download Originalarbeit (PDF, 4.6 MB)
Bertolini, Patrick 2020: Beurteilung von Einflussfaktoren und Veränderungen der Stammqualität der Schweizer Hauptbaumarten basierend auf langfristigen Inventurdaten
Referent: Prof. Harald Bugmann (ETH); Korreferenten: Dr. Mathieu Lévesque (ETH); Dr. David Forrester (WSL)
Download Originalarbeit (PDF, 1.9 MB)
2019
Muhmenthaler, Julian 2019: Influence of climate and competition on growth sensitivity and trends of Fagus sylvatica in the largest primeval beech forest of Europe
Referent: Dr. Mathieu Lévesque, Koreferenten: Prof. Dr. Harald Bugmann, Dr. Martina Hobi
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2018
Mader, Daniel 2018: Automatische Anzeichnung bei Eingriffen im Schutzwald auf Grundlage einer räumlich-expliziten Baumverteilung.
Referent: Dr. J. Breschan, Korreferentin: Dr. M. Frehner
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Reutimann, Kaspar, 2018: Natürliche Verjüngung im Dauerwaldbetrieb: Beurteilung der Artenvielfalt und Wachstumsbedingungen in Abhängigkeit der verfügbaren Strahlungsenergie.
Referent: Dr. P. Rotach, Korreferent: Martin Brüllhardt
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2017
Gay, Noémi, 2017: Evaluation des conditions de lumière dans les trouéesde rajeunissement des forêts de montagne à l'aide de SIG.
Referent: Dr. Jochen Breschan; Korreferenten: Dr. Monika Frehner, Martin Brüllhardt
Rosselli, Samuele, 2017: Entwickklung einer Wirkungsanalyse für die Beurteilung der Baumanzeichnung in subalpinen Schutzwäldern auf Grundlage einer räumlich expliziten Waldbeschreibung.
Referent: Dr. Jochen Breschan; Korreferentin: Dr. Monika Frehner
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2016
Barandun, Gian, 2016: NAIS-Beurteilung von Steinschlag-Schutzwäldern mit LFI-Daten.
Referentin: Dr. Monika Frehner; Korreferent: Dr. Markus Huber, WSL
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Kurz, Ingird, 2016: Einsatz von Optimierungsmethoden in der Bewirtschaftung von Steinschlagschutzwäldern.
Referent: Dr. Jochen Breschan; Korreferentin: Dr. Monika Frehner
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2015
Noldin, Mitgel, 2015: Schätzen von Indikatoren hinsichtlich der Bestandesstruktur von Gebirgsnadelwäldern auf der Basis von LiDAR-Daten.
Referent: Prof. Dr. Hans R. Heinimann; Korreferenten: Dr. Monika Frehner, Dr. Jochen Breschan, Andreas Hill
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2014
Benini, Attilio, 2014. Prognose der künftigen Entwicklung und Analyse der Nachhaltigkeit in der Dauerwaldversuchsfläche "Vorhegi" Basadingen. Qualitative und quantitative Erfassung des Nachwuchses und seiner Dynamik.
Referent: Dr. Peter Rotach; Korreferent: Andreas Zingg, WSL
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Messmer, Christoph, 2014. Grundflächen im Steinschlagschutzwald - Ein Vergleich mit LFI 3 Daten.
Referentin: Dr. Monika Frehner; Korreferent: Dr. Markus Huber, WSL
Download Originalarbeit (PDF, 4.3 MB)
Näf, Philippe, 2014: Natürliche Wiederbewaldung nach grossflächigem Windwurfereignis.
Referent: Dr. Peter Rotach, Korreferent: Dr. Peter Ammann, Kanton AG
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Pulver, Yannick, 2014. Optimale Holzvorräte in Gebirgsplenterwäldern.
Referentin: Dr. Monika Frehner; Korreferent: Dr. Anton Bürgi, WSL
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2013
Bachmann, Simone, 2013. Management von Pioniergehölzen am Beispiel des Forstbetriebes Baden.
Referent: Dr. P. Rotach; Korreferent: G. Schoop
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Ringenbach, Adrian, 2013. Testen des neuen Nais-Steinschlaganforderungsprofils: Steinschlagmodellierung im Schutzwald unter Berücksichtigung verschiedener Bestandesstrukturen.
Referentin: Dr. Monika Frehner; Korreferent: Dr. Matthias Kalberer
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2012
Jäger, Tobias, 2012. Quantifizierung der monetären Vorteile von intakten Waldböden und allfälliger Mehraufwände bei der Holzernte.
Referent: Dr. Peter Rotach; Korreferenten: Dr. Peter Ammann, Kantonsforstamt AG. Mitbetreuung durch Dr. Peter Lüscher, Dr. Oliver Thees und Fritz Frutig, WSL
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Graf, Philippe, 2012. Analyse de la force de concurrence et du processus d'épuration du mélange du mérisier sur des stations de hêtraie à laîche blanche.
Referent: Dr. P. Rotach; Korreferent: M. Bühler
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Glanzmann, Lukas, 2012. Planung im Schutzwald: Vergleich ausgewählter Informationsgrundlagen am Beispiel des Kantons Appenzell Ausserrhoden.
Referentin: Dr. Monika Frehner; Korreferentin: Monika Anna Maria Niederhuber
Download Originalarbeit (PDF, 6.9 MB)
Genazzi, Rudy, 2012. Evaluation of the damages on Regeneration caused by ungulates in Ticino’s Forests
Referentin: Dr. Monika Frehner; Korreferent: Dr. Dani Rüegg
2011
Dellagiovanna, Men, 2011. Lawinenschutzwirksamkeit der Hochlagenaufforstung Stillberg - Einfluss von Lawinenverbauungen auf das Wachstum und Überleben von Bäumen an der alpinen Waldgrenze
Referentin: Dr. Monika Frehner; Korreferent: Dr. Peter Bebi SLF
Download Originalarbeit (PDF, 2.9 MB)
Hauser, Dominik, 2011. Interaktion Murgang – Wald: Rekonstruktion von Ereignissen mit Hilfe von RAMMS
Referentin: Dr. Monika Frehner; Korreferent: Christoph Graf WSL
Download Originalarbeit (PDF, 10.3 MB)
2009
Meier, Sarah, 2009. Beurteilung des ökologischen und ökonomischen Wertes von Habitatbäumen in Wirtschaftswäldern am Beispiel des Forstbetriebes Baden.
Referent: Dr. Peter Rotach; Korreferenten: Dr. Rita Bütler Sauvain WSL/EPFL Lausanne, Georg Schoop, Baden
Download Originalarbeit (PDF, 61.5 MB)
Mordini, Manuela, 2009. Modellierung und Beurteilung der ökologischen und ökonomischen Wirkungen von waldbaulichen Eingriffen. Einrichtung zweier Marteloskope in eichenreichen Flächen.
Referent: Dr. Peter Rotach; Korreferentin: Dr. Rita Bütler Sauvain WSL/EPF Lausanne
Download Originalarbeit (PDF, 58.4 MB)
Gasser, Nora, 2009. Oekonomische Bewertung von Schutzwaldpflege und technischen Schutzmassnahmen am Beispiel der Rigi-Nordlehne.
Referentin Dr. Monika Frehner, ETH; Korrefernten: PD Dr. Roland Olschewski, WSL und Jürg Zinggeler, Jagdverwaltung Zürich
Download Originalarbeit (PDF, 5.5 MB)
2008
Stadelmann, Golo, 2008. Modellierung der Waldentwicklung an der Rigi-Nordlehne zur Analyse der Schutzwirkung von Wald gegen Murgang.
Referent: Dr. Monika Frehner; Korreferenten: Prof. Dr. Harald Buchmann, Andri Baltensweiler, WSL, Christoph Graf, WSL.
Download Originalarbeit Teil 1 (PDF, 1.7 MB) Download Anhang A (PDF, 2.3 MB) Download Anhang (PDF, 13.4 MB) B
2007
Stalder, Andreas, 2007. Untersuchngen zur phänotypischen Variation der Eibe (Taxus bacata) in der Schweiz.
Referent: Dr. P. Rotach; Korreferent: A. Rudow, Projekt SEBA, ETHZ
Balzarini, Simone, 2007. Dinamica della rinnovazione in un bosco di abete bianco et peccia a Sta. Maria in Calanca.
Referent: Prof. Dr. H. Bugmann; Korreferentin: Dr. Monika Frehner
2006
Rüegg, Martin, 2006. Genetische Struktur paternal vererbter CpSSRs in einem nordalpinen Arvenbestand. 44 S.
Referent: Dr. P. Rotach; Korreferent: Dr. F. Gugerli, Genetische Ökologie, WSL
Theus, Mario, 2006. Ausmass und zeitliche Dynamik der Schlagschäden von Steinböcken (Capra i. ibex) in der Val Trupchun im Schweizerischen Nationalpark. 46 S.
Referent: Dr. P. Rotach; Korreferenten: H. Nigg, WildARK, Buchs und Dr. F. Filli, Schweizerischer Nationalpark
Urech, Zora, 2006. Untersuchungen zur standörtlichen Bindung und Verjüngungsökologie der einheimischen Schwarzpappel Populus nigra L. 50 S.
Referent: Dr. P. Rotach; Korreferentin:Dr. S. Karrenberg, Geobotanisches Institut, ETHZ
Siroky, Mischa, 2006. Genfluss über Pollen beim Speierling – ein landschaftsgenetischer Ansatz. 46 S.
Referent: Dr. P. Rotach; Korreferenten: Dr. R. Holderegger, Dr. F. Gugerli, Genetische Ökologie, WSL
Vienne, Françoise, 2006. Etudes sur l’optimisation du diamètre final visé dans une hêtraie à fonction de protection contre les chutes de pierres.
Referent: Prof. Dr. Harald Bugmann; Korreferenten: Dr. Monika Frehner, Andreas Zingg
2004
Häner, Raphael, 2004. Populationsgrösse und genetische Diversität der selbst-inkompatiblen, seltenen Baumart Pyrus pyraster (L.) Burgsd. In der Schweiz. 49 S.
Referent: Dr. J.-Ph. Schütz; Korreferenten: Dr. P. Rotach, Dr. R. Holderegger WSL