WEGLEITUNG. Bachelor-Studiengang Umweltnaturwissenschaften 2015/2016. Klima

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1 WEGLEITUNG Bachelor-Studiengang Umweltnaturwissenschaften 2015/2016 welt keit Klima

2 WEGLEITUNG 2015/2016 Bachelor-Studiengang Umweltnaturwissenschaften i

3 Für den Bachelor-Studiengang Umweltnaturwissenschaften ist das Studienreglement 2011 (Ausgabe ) das massgebende und rechtsverbindliche Reglement. Es legt den Rahmen des Studiums fest und ist in der Rechtssammlung der ETH Zürich aufgeführt. Details zu Lehrveranstaltungen und Prüfungen sind im Vorlesungsverzeichnis der ETH Zürich verbindlich festgehalten. Die Wegleitung erläutert das Reglement sowie das Verzeichnis der Lehrveranstaltungen. INHALTSVERZEICHNIS 1 UMWELTNATURWISSENSCHAFTEN AN DER ETH ZÜRICH Warum Umweltnaturwissenschaften? Die Ausbildung in Umweltnaturwissenschaften Qualifikationsprofil und berufliche Möglichkeiten... 3 Studiensekretariat für Bachelor-Studierende ETH Zürich Departement Umweltsystemwissenschaften, D-USYS Universitätsstrasse Zürich Ein Studiengang wie kein anderer SKIZZE DES BACHELOR-STUDIUMS Gliederung und Ablauf Grundlagenfächer I und II Systemvertiefungen Sozial- und geisteswissenschaftliche Module... 8 Impressum Text und Redaktion: Peter Frischknecht Gestaltung: Karin Frauenfelder Graphik: Katharina Stoll Auflage: 850 Ausgabe: Juli Naturwissenschaftliche und technische Wahlfächer Bachelor-Arbeit BESCHREIBUNG DER SYSTEMVERTIEFUNGEN Biogeochemie Atmosphäre und Klima Umweltbiologie Mensch-Umwelt Systeme Wald und Landschaft STUDIENPLAN Basisjahr Studienplan zweites und drittes Jahr MOBILITÄTSSTUDIUM LEISTUNGSKONTROLLEN Grundsätzliches Leistungskontrollen im 1. Studienjahr (Basisprüfung) ii iii

4 6.3 Leistungskontrollen im 2. und 3. Studienjahr BACHELOR-DIPLOM Antrag auf Diplomerteilung Schlusszeugnis und Bachelor-Urkunde WEITERFÜHRENDE AUSBILDUNGEN Master-Studium Doktorat Didaktische Ausbildung ALLGEMEINE INFORMATIONEN Wissenswertes über das Departement Aktuelle Informationen und Beratung Umweltnaturwissenschaften an der ETH ZÜRICH 1.1 Warum Umweltnaturwissenschaften? «Ideen können nur nützen, wenn sie in vielen Köpfen lebendig werden.» Alexander von Humboldt ( ) Die Welt ist mit bedeutenden Umweltproblemen konfrontiert, die ihren Ursprung in der Übernutzung von natürlichen Ressourcen und der Belastung von Umweltsystemen haben. Dazu gehören der Klimawandel, die Entwertung von Land und Boden, die Verschmutzung von Süss- und Salzwassersystemen, der Rückgang der Biodiversität und die Gefährdung der menschlichen Gesundheit durch von der Umwelt beeinflusste Krankheiten. Diese Probleme stehen meist im Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten, die nicht nachhaltig sind, sondern die Lebensgrundlagen zukünftiger Generationen gefährden. Obwohl das Konzept der nachhaltigen Entwicklung heute weitgehend akzeptiert ist, stellt seine Umsetzung nach wie vor eine enorme Herausforderung dar. Die Schwierigkeiten sind nicht nur politischer Art, sondern hängen mit der hohen Komplexität von Umweltsystemen zusammen, mit der grossen raum-zeitlichen Heterogenität einzelner Prozesse und Zustände und den vielfältigen Wechselwirkungen innerhalb von Umweltsystemen. Um eine nachhaltige Entwicklung zu ermöglichen, sind vertiefte Kenntnisse über das Funktionieren natürlicher Umweltsysteme und die Auswirkungen menschlichen Handelns auf Umweltprozesse notwendig. Systemwissen muss mit Zielvorstellungen über nachhaltige Problemlösungen verbunden und Wissen mit Handeln verknüpft werden. Mit dem Studium in Umweltnaturwissenschaften bietet die ETH Zürich als Schweizer Hochschule von Weltrang eine Ausbildung an, in welcher neben einer fundierten interdisziplinären naturwissenschaftlichen Grundlage auch der gesellschaftliche Wandel in Richtung Nachhaltigkeit einen besonderen Stellenwert hat. Die Studierenden lernen, wie sie das Konzept der Nachhaltigkeit auch in ihrer zukünftigen beruflichen Tätigkeit einbeziehen können. 1.2 Die Ausbildung in Umweltnaturwissenschaften Leitbild Die Bachelor- und Master-Ausbildung in Umweltnaturwissenschaften an der ETH Zürich vermitteln Wissen und Verständnis darüber, wie die natürliche Umwelt funktioniert und wie die Wechselwirkungen zwischen dem Menschen und seiner belebten iv 1

5 und unbelebten Umwelt beschaffen sind. Die Studierenden lernen, Umweltfragen mit wissenschaftlichen Methoden zu analysieren, daraus Lösungen zu entwickeln sowie diese zu bewerten und umzusetzen. Besonderes Gewicht wird auf interdisziplinäres Arbeiten gelegt, das neben den Naturwissenschaften die Sozial- und Geisteswissenschaften sowie die Umwelttechnik einschliesst. Wo immer möglich wird auf allen Stufen der Ausbildung schriftliche und mündliche Kommunikation geübt. Das Studium in Umweltnaturwissenschaften eröffnet ein weites Feld von beruflichen Möglichkeiten. Absolventinnen und Absolventen befassen sie sich beispielsweise mit Fragen des Naturschutzes, dem Management von Naturgefahren, der Energie- und Wasserversorgung, nachhaltiger Finanzprodukte oder mit Umweltbildung. Die Ausbildungsziele und deren Umsetzung im Unterricht werden in enger Kooperation mit den Studierenden entwickelt. Diese als Partnerschaft verstandene Zusammenarbeit garantiert eine Ausbildung, die den Bedürfnissen der Studierenden gerecht wird und ständiger Qualitätskontrolle unterliegt. Bachelor-Ausbildung (drei Jahre) In den ersten zwei Jahren erwerben die Studierenden ein breit vernetztes wissenschaftliches Basiswissen. Dieses umfasst naturwissenschaftliche und mathematische Grundlagen in Chemie, Physik, Biologie, Mathematik und Erdwissenschaften, ergänzt durch Grundlagen in Recht und Ökonomie. Aufbauend auf den disziplinären Grundkenntnissen lernen die Studierenden in Vorlesungen, Praktika und Exkursionen die Umweltsysteme Atmosphäre (Luft), Hydrosphäre (Wasser), Pedosphäre (Boden) sowie die Landnutzungssysteme Wald- und Landwirtschaft kennen. Die Grundlagenvorlesungen werden von den Studierenden der Ausbildungsgänge Agrar-, Erd-, Lebensmittel- und Umweltnaturwissenschaften grösstenteils gemeinsam besucht. Daher kann die Studienrichtung nach zwei Semestern ohne grossen Aufwand gewechselt werden. Im dritten Jahr vertiefen sich die Studierenden exemplarisch in einem zentralen Gebiet der Umweltnaturwissenschaften. Zur Auswahl stehen: Biogeochemie, Atmosphäre und Klima, Umweltbiologie, Mensch-Umwelt Systeme sowie Wald und Landschaft. Die Studierenden lernen in diesem vertiefenden Studienteil ein Thema systemorientiert und interdisziplinär zu betrachten und zu bearbeiten. Spezielle Module vermitteln, wie sozial- und geisteswissenschaftliche Aspekte bei der Bearbeitung von Umweltproblemen einbezogen werden können. Ein breites Wahlfachangebot gibt die Möglichkeit, nach eigenen Interessen zusätzliche naturwissenschaftliche und technische Kenntnisse zu erwerben. Mit der Abschlussarbeit (Bachelor-Arbeit) lernen die Studierenden das Handwerk des selbständigen, methoden-geleiteten und der wissenschaftlichen Redlichkeit verpflichteten Arbeitens. Master-Ausbildung (zwei Jahre) Ein Bachelor-Abschluss ermöglicht den direkten Zugang zum Master-Studium in Umweltnaturwissenschaften. Der Master-Abschluss legt die Basis für eine wissenschaftliche Tätigkeit auf einem hohen akademischen Niveau und qualifiziert für die Bearbeitung komplexer Probleme. Während des Studiums werden auch allgemein berufsrelevante Fähigkeiten gefördert. Der Master-Studiengang bietet Vertiefungen (Major) in Atmosphäre und Klima, Biogeochemie und Schadstoffdynamik, Ökologie und Evolution, Mensch-Umwelt Systeme, Wald- und Landschaftsmanagement sowie Gesundheit, Ernährung und Umwelt an. Die Vertiefung kann unabhängig von der im Bachelor gewählten Spezialisierung und den übrigen Wahlpräferenzen erfolgen. Es ist jedoch empfehlenswert, Studienwahlen im Bachelor auch im Hinblick auf die Master-Vertiefung zu bedenken. Wahl- und Ergänzungsfächer (Minor) bieten die Möglichkeit, Fachkenntnisse zu erweitern und zu vertiefen. Mindestens 18 Wochen Berufspraxis bieten Gelegenheit, durch eigene praktische Tätigkeiten Umweltprobleme in ihrer Komplexität zu analysieren und Lösungsstrategien zu erarbeiten. Das Studium wird durch eine Master-Arbeit abgeschlossen. Diese vermittelt Erfahrungen, wie das Erlernte zur Bearbeitung einer konkreten naturwissenschaftlichen Fragestellung einzusetzen ist. 1.3 Qualifikationsprofil und berufliche Möglichkeiten Das Qualifikationsprofil konkretisiert die Leitideen der Ausbildung in einer Reihe von fachlichen und überfachlichen Kompetenzen, über welche die Absolventinnen und Absolventen nach Abschluss des Studiums verfügen. Das Bachelor-Curriculum ermöglicht über geeignete Formen von Lehrveranstaltungen den Erwerb dieser Kompetenzen bis zum geforderten Fertigkeitsniveau. Fachbezogene Fähigkeiten Die Absolventen und Absolventinnen haben ein gutes Grundlagenwissen in Mathematik, Chemie, Physik, Biologie, Informatik sowie in Recht und Ökonomie einen Überblick über die Umweltsysteme Erde, Atmosphäre, Hydrosphäre, Pedosphäre die Fähigkeit, disziplinäres Wissen für eine interdisziplinäre Denk- und Arbeitsweise einzusetzen exemplarische Kenntnisse der theoretischen Konzepte und quantitativen Methoden in einem wichtigen Gebiet der Umweltwissenschaften exemplarische Kenntnisse umweltrelevanter Technologien und Planungsinstrumente 2 3

6 die Fähigkeit sozial- und geisteswissenschaftliche Aspekte in ihre Arbeit zu integrieren Basisfähigkeiten, um Probleme aus der Praxis zu analysieren und Lösungsmöglichkeiten zu entwickeln und diese zu bewerten Allgemeine Fähigkeiten Die Absolventinnen und Absolventen können selbständig, mit offener und kritischer Haltung lernen Daten mit quantitativen Methoden bearbeiten und analysieren unterschiedliche Informationstechnologien verwenden mit Fachleuten wie auch mit Laien mündlich und schriftlich kommunizieren in einem Team arbeiten Berufliche Möglichkeiten Die Berufschancen der Studienabgängerinnen und Studienabgänger in Umweltnaturwissenschaften werden laufend untersucht. Die Resultate zeigen, dass die Absolventinnen und Absolventen mit einem Master-Abschluss auf dem Stellenmarkt sehr gefragt sind und viele Möglichkeiten für berufliche Tätigkeiten haben. In einer Befragung des Bundesamts für Statistik von 2013 sieht das Spektrum der Tätigkeiten folgendermassen aus: Forschung: Etwa ein Drittel der Absolventinnen und Absolventen arbeiten in der Forschung und finden zum grossen Teil als Doktorierende an Hochschulen eine Stelle. Sie bearbeiten naturwissenschaftliche Forschungsprojekte, wirken aber auch in inter- und transdisziplinären Forschungsprogrammen mit. Tätigkeiten in der Privatwirtschaft: Etwas mehr als 50% der Absolventinnen und Absolventen finden eine Anstellung in privaten Dienstleistungssektor, vor allem in Umwelt- und Planungsbüros, aber auch bei Banken, Versicherungen, Medien oder im Handel usw. Sie setzen das erworbene fachspezifische Wissen aus dem Studium zur Lösung von Umweltproblemen und zur Entwicklung nachhaltiger Produkte und Dienstleistungen ein. Staatliche Stellen: Etwa 10% der Absolventinnen und Absolventen sind in der öffentlichen Verwaltung - bei Bund, Kantonen oder Gemeinden tätig. Meist arbeiten sie an Stellen, wo sie für die Umsetzung der Umweltschutzgesetzgebung zuständig sind. Mit einer didaktischen Zusatzausbildung (siehe Kapitel 8.3) sind auch Lehrtätigkeiten möglich. Nicht-staatliche (Umwelt-)Organisationen: Rund 5% wählen eine Stelle bei einer Umweltorganisation wie WWF, Pro Natura oder ähnlichen Vereinigungen. Ihre Tätigkeit ist damit stark auf den anwaltschaftlichen Schutz der Umwelt ausgerichtet. Der Bachelor-Abschluss dient in erster Linie als Qualifikation für einen Master- Studiengang. Die meisten Bachelor-Studierenden entschliessen sich daher, eine Master-Ausbildung in Angriff zu nehmen und nur einzelne streben nach dem Bachelor bereits eine berufliche Tätigkeit an. 1.4 Ein Studiengang wie kein anderer Das Studium in Umweltnaturwissenschaften vermittelt den Zugang zu Umweltfragen und -problemen über die Auseinandersetzung mit Umweltsystemen. Dieser systemorientierte Ansatz weist breite Berührungsflächen zu Technik-, Geistes- und Sozialwissenschaften auf, stützt sich aber weitgehend auf naturwissenschaftliche Grundlagen. Ein starkes Interesse an Mathematik und Naturwissenschaften ist daher für diesen Studiengang unentbehrlich. Besonders anspruchsvoll ist die Vielfalt an Fächern, die es zu bewältigen gilt. Und es ist eine grosse Herausforderung, die wissenschaftlichen Kenntnisse zur Lösung von realen, komplexen Umweltproblemen einzusetzen. Das Maturitätsprofil, welches die Studierenden mitbringen, spielt keine massgebliche Rolle: Die naturwissenschaftliche Ausrichtung ist mit etwa 50 Prozent am häufigsten vertreten. Studierende mit einem sprachlichen oder einem wirtschaftlichen Schwerpunkt sind ebenfalls gut vertreten und nicht signifikant weniger erfolgreich. Pro Jahr schreiben sich zwischen 110 und 130 Studierende in das erste Semester ein. Der Studiengang ist für beide Geschlechter gleichermassen attraktiv und beide Geschlechter sind im Studium auch gleich erfolgreich. Daher ist das Verhältnis zwischen Studentinnen und Studenten auch ziemlich ausgeglichen. Trotz der hohen Zahl an Neueintretenden entsteht schnell eine familiäre Studienatmosphäre. Ein Einführungswochenende, Studentinnen und Studenten höherer Semester, die als «Paten» und «Patinnen» zur Seite stehen sowie zahlreiche praktische Unterrichtselemente wie eine Seminarwoche, Praktika und Exkursionen helfen, unter den Studierenden wie auch zu den Lehrpersonen rasch Kontakte zu knüpfen. Wer sich den Anforderungen des Bachelor-Studienganges Umweltnaturwissenschaften stellt, erhält eine einzigartige wissenschaftliche Ausbildung, die viele individuelle Wege zulässt und eine hohe gesellschaftliche Relevanz besitzt. 4 5

7 2 Skizze des Bachelor-Studiums 2.1 Gliederung und Ablauf Für den Erwerb des Bachelor-Diploms sind Studienleistungen im Umfang von 180 Kreditpunkten (KP) erforderlich. Die Ausbildung besteht dabei aus den folgenden Kategorien und Unterkategorien: Kategorien und Unterkategorien Mindestanzahl Kreditpunkte Grundlagenfächer I 60 Grundlagenfächer II 52 Systemvertiefung Kernfächer (mind. 12 KP) 2. Obligatorisches Praktikum (7 KP) 3. Seminar (2 KP) Sozial- und geisteswissenschaftliches Modul Obligatorische Fächer (mind. 7 KP) 2. Wahlfächer Naturwissenschaftliche und technische Wahlfächer Modul (mind. 9 KP) 2. Einzelfächer Bachelor-Arbeit Eine grosse Bachelor-Arbeit (10 KP) oder 2. Zwei kleine Bachelor-Arbeiten (je 5 KP) Die Fächer aus der Kategorie der Grundlagenfächer I, welche als Basisprüfung geprüft werden, müssen innerhalb von 2 Jahren abgeschlossen sein. Die maximale Studiendauer beträgt fünf Jahre. 2.2 Grundlagenfächer I und II In den ersten beiden Jahren werden mathematisch-naturwissenschaftliche, technische und sozialwissenschaftliche Grundlagenfächer belegt. Der disziplinäre Grundlagenunterricht besteht aus Lehrveranstaltungen in Mathematik, Chemie, Mikrobiologie, Physik, Biologie, Informatik und Einführungen in Recht und Ökonomie. In Chemie, Physik, Biologie und Mikrobiologie wird die Theorie jeweils durch Praktika veranschaulicht und vertieft. Die Ausbildung im Bereich Technik vermittelt Grundkenntnisse in systematischer Problemlösung und in der Analyse und Bewertung umweltverträglicher Technologien. Sie ist stark praxisorientiert und umfasst eine Fallstudie im ersten Semester. Einführungen in Erd- und Produktionssysteme sowie in die Systeme Atmosphäre, Hydrosphäre und Pedosphäre ermöglichen erste Einblicke in die Beschaffenheit und die Prozesse von Umweltsystemen Grundlagenfächer (Anteil an gesamthaft 112 KP) Mathematik (19 %) Physik (11 %) Informatik (4 %) Chemie/Mikrobiologie (16 %) Biologie (16 %) Sozialwissenschaften/Technik (13 %) Systemfächer (21 %) Integrierte Praktika führen ins umweltnaturwissenschaftliche Arbeiten im Labor und im Feld ein. Jeweils am Ende des zweiten und des vierten Semesters finden Blockveranstaltungen statt, in denen das Gelernte der vergangenen Semester zur Bearbeitung verschiedener Fragestellungen angewandt werden kann. 6 7

8 2.3 Systemvertiefungen Die Studierenden müssen sich für eine der folgenden Systemvertiefungen entscheiden: Biogeochemie Atmosphäre und Klima Umweltbiologie Mensch-Umwelt Systeme Wald und Landschaft Die Systemvertiefung vermittelt einen systemorientierten Einblick in ein bestimmtes Umweltgebiet und bildet im dritten Studienjahr den Schwerpunkt der Ausbildung. 2.4 Sozial- und geisteswissenschaftliche Module Den Studierenden stehen vier sozial- und geisteswissenschaftliche Module zur Wahl: Wirtschaftswissenschaften Staats- und Gesellschaftswissenschaften (Politik, Recht, Soziologie u.a.) Individualwissenschaften (Psychologie, Kommunikation u.a.) Geisteswissenschaften (Philosophie, Ethik, Geschichte u.a.) Das Modul wird im zweiten und dritten Studienjahr belegt. Es ermöglicht den Studierenden einen exemplarischen Einblick in ein sozial- oder geisteswissenschaftliches Gebiet mit dem Ziel, Forschungsergebnisse aus diesem Gebiet zu verstehen und in die eigene Arbeit einbeziehen zu können. Die Studierenden werden so befähigt mit Fachleuten aus diesem Gebiet konstruktiv zusammenzuarbeiten. 2.5 Naturwissenschaftliche und technische Wahlfächer Die naturwissenschaftlichen und technischen Wahlfächer umfassen ein breites Angebot. Sie ermöglichen es, im naturwissenschaftlichen und/oder technischen Bereich Schwerpunkte zu setzen. Die entsprechenden Lerneinheiten werden den Studierenden im zweiten und dritten Studienjahr zur individuellen Auswahl angeboten. Ein Grossteil der Lehrveranstaltungen ist in thematische Module zusammengefasst. 2.6 Bachelor-Arbeit Vertiefung und Erweiterungsfächer (Anteil an gesamthaft 68 KP) Systemvertiefung (31 %) Sozial- und geisteswissenschaftliches Modul (21 %) Naturwissenschaftliche und technische Module (34%) Bachelor-Arbeit (15%) Die Studierenden verfassen entweder eine grosse Bachelor-Arbeit (10 KP) oder zwei kleine Bachelor-Arbeiten (je 5 KP). Die grosse Bachelor-Arbeit kann im Bereich Naturwissenschaften und Technik oder Sozial- und Geisteswissenschaften gewählt werden oder auch interdisziplinär ausgerichtet sein. Wer sich für zwei kleine Bachelor-Arbeiten entscheidet, führt die eine im Bereich Naturwissenschaften und Technik und die andere im Bereich Sozial- und Geisteswissenschaften durch. 8 9

9 3 Beschreibung der Systemvertiefungen 3.1 Biogeochemie Die Vertiefung Biogeochemie befasst sich mit natürlichen und anthropogen beeinflussten Stoffkreisläufen in terrestrischen und aquatischen Ökosystemen, sowie mit dem Verhalten relevanter anorganischer und organischer Schadstoffe in der Umwelt. Menschliche Aktivitäten beeinflussen die natürlichen Kreisläufe vieler Elemente (z.b. C, N, S, Hg) auf regionaler und globaler Skala und führen zu Emissionen toxischer Stoffe, zum Teil auch neuartiger Stoffe, die natürlicherweise in der Umwelt nicht vorkommen (z.b. bestimmte Chemikalien oder Nanopartikel). Diese anthropogenen Einflüsse auf Stoffkreisläufe können bedeutende Folgen für die Umwelt haben (z.b. Klimawandel, Eutrophierung, Kontamination von Böden und Gewässern). Das Verhalten von Stoffen in der Umwelt (z.b. deren Ausbreitung, Abbau, Sorption, Bioverfügbarkeit) wird von einem komplexen Zusammenspiel physikalischer, chemischer, und (mikro)biologischer Prozesse beeinflusst. In den Kernfächern der Vertiefung werden die wichtigsten biogeochemischen Prozesse behandelt und an Hand konkreter Beispiele wird aufgezeigt, wie diese das Verhalten verschiedener Stoffe in der Umwelt kontrollieren. Die Kopplung chemischer, mikrobiologischer und physikalischer Prozesse steht dann im Vordergrund, wenn Stoffkreisläufe auf regionaler oder globaler Skala diskutiert oder modelliert werden. Im Seminar Biogeochemie werden aktuelle wissenschaftliche Studien vorgestellt und kritisch hinterfragt. Im Praktikum Biogeochemie werden wichtige analytische Labor- und Feldmethoden vorgestellt, die man benötigt, um Stoffe in der Umwelt nachzuweisen und um deren Kreisläufe zu quantifizieren. Die Vertiefung Biogeochemie bietet damit eine ideale Vorbereitung für die Master-Vertiefung «Biogeochemistry and Pollutant Dynamics». 3.2 Atmosphäre und Klima Das Studium des Systems Atmosphäre und Klima widmet sich dem Verständnis der atmosphärischen Prozesse und ihres Zusammenspiels von der molekularen bis zur globalen Ebene. Die Skala der beobachteten Zeitperioden reicht dabei von Millisekunden (Turbulenzforschung) über Minuten (Wolkenbildung), Stunden (Phänomene von lokaler Ausdehnung, wie bei Gewittern), Tagen (allgemeiner Wetterablauf), Wochen (saisonaler Witterungscharakter), Jahren (Ozontrends), bis zu Jahrhunderten (Klimaänderungen) oder sogar Jahrmillionen (Paläoklima). Die Systemvertiefung vermittelt ein quantitatives Verstehen atmosphärischer Prozesse, welche die Grundlage für die Vorhersage des Wetters, physiko-chemischer Austauschvorgänge und Kreisläufe, als auch des Klimas sind. Um die in der Lufthülle ablaufenden Prozesse zu beschreiben, werden neben mathematischen Kenntnissen vor allem Wissen und Methoden der Disziplin Physik benötigt, aber auch Kenntnisse aus der Chemie und Biologie. Bis vor kurzem konzentrierten sich die Atmosphärenwissenschaften auf die Meteorologie, also die Erforschung atmosphärischer Strömungen (z.b. Fronten, Stürme) sowie physikalischer Prozesse auf kleinerer Skala (z.b. Konvektion, Gewitter). Heute spielt die Chemie zur Analyse der vielfältigen und komplexen Prozesse in den atmosphärischen Stoffkreisläufen eine wichtige Rolle, so dass die Atmosphärenchemie zu einem eigenen Spezialgebiet geworden ist. Zur Beschreibung der Land-Klima-Wechselwirkung sowie der Wechselwirkung mit den Ozeanen und des Wettereinflusses auf den Menschen kommen ferner Kenntnisse aus der Biologie und der Biomedizin hinzu. Da Wasser in der Atmosphäre eine zentrale Rolle spielt, bestehen mannigfaltige Querverbindungen zur Hydrologie und Pedologie. Das Prozessverständnis im System Atmosphäre und Klima basiert auf Feldmessungen und Laborexperimenten. Dabei kommt State-of-the-Art-Instrumentierung zum Einsatz. Für die Analyse, Simulation und Vorhersage atmosphärischer und klimatologischer Abläufe müssen sehr grosse Datenmengen bearbeitet werden, bei gleichzeitiger Entwicklung und Anwendung neuester Methoden der Informatik und komplexer numerischer Modelle (Entwicklung effizienter Algorithmen, Parametrisierungen, Methoden zur Visualisierung grosser Datenmengen etc.). Damit das Wetter von übermorgen und das Klima in 100 Jahren zuverlässig vorhergesagt werden. 3.3 Umweltbiologie Die Vertiefung in Umweltbiologie wurde als Unterstützung und Vorbereitung derjenigen Studierenden konzipiert, die später einen Master in «Ecology and Evolution» bzw. in «Human Health, Nutrition and Environment» anstreben. Der Hauptfokus der Vertiefung liegt auf konzeptuellen Grundlagen der modernen Ökologie und Evolutionsbiologie, sowie der Verknüpfung dieser wissenschaftlichen Konzepte mit den vielfältigen Anwendungsbereichen im Umweltbereich. Die Vertiefung befasst sich daher primär nicht mit einem physisch abgrenzbaren Bereich der Biosphäre, sondern thematisiert die genetischen, evolutiven und ökologischen Prozesse, die dem Wandel der Populationen, Arten, und Lebensgemeinschaften zugrunde liegen. Diese Prozesse können auf verschiedensten Ebenen organismischer Komplexität wirken: z.b. bei Mutationen in den Keimzellen einzelner Organismen, bei der Ausbildung von bakterieller Resistenz gegen spezifische Antibiotika, oder bei Anpassungen und Arealveränderungen von Tier- und Pflanzenarten im Zuge des Klimawandels. Letzteres hätte sicher auch Auswirkungen auf regionale Stoffkreisläufe und die Komposition ganzer Lebensgemeinschaften. Die Systemvertiefung Umweltbiologie vermittelt grundlegende Kenntnisse und Arbeitsweisen hochaktueller und weitgehend interdisziplinärer Gebiete, u.a. der Populationsgenetik, Populationsbiologie, Systemökologie und des Artenschutzes. Diese breite wissenschaftliche Grundlage wird auch durch die Methodenvielfalt in 10 11

10 der Umweltbiologie reflektiert. Je nach Fragestellung kommen experimentelle Freiland- oder Laborarbeiten zum Einsatz, oft unter Anwendung molekularer Marker und/oder mathematischer Modellierung. Zumindest ein Teil dieses Repertoires wird im Systempraktikum vermittelt, das beispielhaft eine konkrete Studiensituation widerspiegelt, von der Fragestellung über die Datenerhebung und -analyse zur Darstellung der Ergebnisse. Die durch der Vertiefung in Umweltbiologie erlangten Kenntnisse und Fertigkeiten sollten idealerweise durch Kurse aus den naturwissenschaftlichen Modulen «Ökologie und Naturschutz», «Methoden der statistischen Datenanalyse» sowie ggf. «Umweltbiomedizin» ergänzt werden. 3.4 Mensch-Umwelt Systeme In dieser Vertiefung geht es um Themen wie Energie, Ernährung, Mobilität, Tourismus, Abfallwirtschaft, Raumplanung oder auch Ressourcennutzung in sensitiven Ökosystemen. Diese Themen stellen gesellschaftliche Systeme dar, in denen die Umwelt eine wichtige Rolle spielt. Die Studierenden lernen solche Systeme zu beschreiben, Interaktionen zwischen verschiedenen Einflussgrössen und Akteuren zu verstehen und die jeweils systemspezifische Dynamik qualitativ und quantitativ zu erfassen. Mit diesen Systemkenntnissen sollten Ansätze für das nachhaltige Management formuliert werden können. Fragen können auf lokaler, regionaler oder globaler Ebene behandelt werden. In der Regel werden natur-, sozial- und geisteswissenschaftliche Aspekte betrachtet und mit den entsprechenden Methoden analysiert. Mensch-Umwelt-Systeme sind sehr komplex und unterschiedlichste Methoden kommen bei ihrer Analyse zur Anwendung. Es wird deshalb oft mit Beispielen gearbeitet, die jedoch im Rahmen der Vertiefung in einen grösseren Kontext eingebettet sind. Die an spezifischen Beispielen erlernten Methoden und Herangehensweisen können dann für andere Situationen angepasst und darauf angewendet werden. Die Absolventinnen und Absolventen können Mensch-Umwelt-Systeme und Probleme, die sich in ihnen manifestieren systematisch analysieren und die relevanten Einflussfaktoren erkennen. Sie verstehen die Politikinstrumente und anderen institutionellen Lösungen zur Einflussnahme und können die Instrumente und Lösungen unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten bewerten. Die Vertiefung Mensch-Umwelt-Systeme setzt ein grosses Interesse am Umgang mit komplexen Systemen und an inter- und transdisziplinären Methoden voraus. Sie bereitet bestens auf einen Major in «Environmental Systems and Policy» oder in «Human Health, Nutrition and Environment» vor. 3.5 Wald und Landschaft Die Systemvertiefung führt die Studierenden in die Methoden und Denkweisen ein, Prozesse zu analysieren, welche den Zustand und die künftige Entwicklung von Wäldern und Landschaften bestimmen, und befähigt sie, Möglichkeiten zur gezielten Beeinflussung dieser Prozesse zu erkennen. Die Systemvertiefung vermittelt das Verständnis der Komponenten, welche Landschaftssysteme prägen: Biologisch-physikalische Strukturen und Funktionen der natürlichen Umwelt (naturwissenschaftlicher Fokus) Technologien der Landnutzung (ingenieurwissenschaftlicher Fokus) Gesellschaftliche Strukturen und Funktionen, z.b. soziokulturelle Rahmenbedingungen und ökonomische Mechanismen (staats- und gesellschaftswissenschaftlicher Fokus) Die Vertiefung verbindet verschiedene räumlich-zeitliche Massstabsebenen, von einzelnen Organismen (z.b. Bäumen) bis zur Ebene von hydrologischen Einzugsgebieten und Landschaften. Die damit verbundene Komplexität bedingt ein solides Verständnis moderner Methoden der Ökosystemforschung, der Repräsentation von Raumdaten und der Sozialwissenschaften. Die Vertiefung «Wald und Landschaft» ermöglicht eine einführende Auseinandersetzung mit der Analyse, Nutzung und Gestaltung von Waldökosystemen und extensiv genutzten Landschaften. Sie bietet die ideale Vorbereitung auf den Major «Wald- und Landschaftsmanagement» des Master-Studiengangs

11 4 Studienplan 1 Während im ersten Studienjahr der Studienplan durch die Grundlagenfächer praktisch vollständig vorgegeben ist, bestehen im zweiten und dritten Jahr individuelle Wahlmöglichkeiten u.a. durch die Wahl einer Systemvertiefung Das Studium kann in drei Jahren abgeschlossen werden. Ein länger dauerndes Teilzeitstudium (z.b. als Werkstudent) ist bis zu fünf Jahren möglich. Es ist empfehlenswert, dieses mit dem Studienkoordinator abzusprechen. Ab dem vierten Semester kann der Besuch einzelner Studienelemente flexibler geplant werden. Für manche Lehrveranstaltungen werden jedoch Kenntnisse aus anderen Lehrveranstaltungen vorausgesetzt. Im Vorlesungsverzeichnis sind diese unter Voraussetzung/Besonderes in der Rubrik «Katalogdaten» vermerkt. Im folgenden Studienplan sind bei jeder LV Nummer, Name des Fachs, Typ, Platzierung im Semester (HS oder im FS), Anzahl SWS und KP angegeben. Es werden die folgenden Abkürzungen verwendet: V = Vorlesung S = Seminar G = Vorlesung mit Übung K = Kolloquium U = Übung HS = Herbstsemester P = Praktikum FS = Frühjahrsemester A = Selbstständige Arbeit SWS = Semesterwochenstunde/n KP = Kreditpunkte LV = Lehrveranstaltung 4.1 Basisjahr Grundlagenfächer I Das Basisjahr (erstes Studienjahr) beinhaltet die Grundlagenfächer I. Chemie Chemie I HS 2 V + 2 U 4 KP Praktikum Chemie HS 6 P 3 KP Chemie II FS 2 V + 2 U 5 KP Mathematik Mathematik I: Analysis I und Lineare Algebra HS 4 V + 2 U 6 KP Mathematik II: Analysis II FS 5 V + 2 U 7 KP 1 Die in diesem Kapitel aufgeführten Lehrveranstaltungen basieren auf dem Vorlesungsverzeichnis der ETH Zürich und sind auf dem Stand des Datums der Drucklegung. Lehrveranstaltungen können kurzfristig, beispielsweise bezüglich Semester oder Anzahl KP, Änderungen erfahren oder ganz wegfallen. Den Studierenden wird empfohlen die Richtigkeit dieser Angaben zu Beginn des Semesters im Vorlesungsverzeichnis der ETH Zürich zu überprüfen. Zu finden unter: Sozialwissenschaften Ökonomie HS 2 V 3 KP Grundzüge des Rechts FS 2 V 2 KP Technik der Problemlösung Technik der Problemlösung mit HS 5 KP Problemlösen im Rahmen von Projekten 1 G Einführung in den Umgang mit Umweltsystemen 4 S Biologie Allgemeine Biologie I HS 3 V 3 KP Biologie I: Übungen HS 2 U 1 KP Biologie III: Ökologie HS 2 V 3 KP Allgemeine Biologie II FS 3 G 3 KP Biologie IV: Diversität der Pflanzen und Tiere FS 2 V + 2 V 4 KP Zu den Vorlesungen Biologie IV: Biodiversität Pflanzen/Tiere werden fünf Praktika angeboten, wovon zwei besucht werden müssen: Biologie IV: Übungen/Exkursionen FS 2 P 1 KP Systematische Botanik Biologie IV: Exkursionen Systematische FS 2 P 1 KP Botanik (Blockkurs) Biologie IV: Einführung in die Dendrologie FS 2 P 1 KP Biologie IV: Praktikum Tierreich FS 2 P 1 KP Biologie IV: Ökologie und Systematik von FS 2 P 1 KP Algen und Pilzen Erd- und Produktionssysteme Erd- und Produktionssysteme HS 4 V 5 KP Integrierte Exkursionen FS 2 P 1 KP Wahlmöglichkeit: Studierende mit besonderem Interesse am System Erde können anstelle von Erd- und Produktionssysteme die LV Dynamische Erde I wählen. Integriertes Praktikum Aus den folgenden zwei integrierten Praktika ist eines auszuwählen: Feldkurs Ökologie FS 2 U 1 KP Feldkurs Chemie und Umwelt FS 2 U 1 KP 14 15