LS Bodenschutz und Rekultivierung
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Zur Zukunft ländlicher Räume, Entwicklung und Innovatioen in peripheren Regionen Nordostdeutschlands
(2008)
Field Measurements of Air and Water Pressures in a Heterogeneous Forest-Reclaimed Lignitic Mine Soil
(2007)
Character, Age, and ecological significance of pleistocene periglacial slope deposits in Germany
(2007)
Alley-Cropping - Ein klima-adaptierbares Landnutzungssystem zur nachhaltigen Biomasseproduktion
(2008)
Environmental risks of farmed and barren alkaline coal ash landfills in Tuzla, Bosnia and Hezegovina
(2008)
Landscape controls of CH4 fluxes in a catchment of the forest tundra ecotone in northern Siberia
(2008)
Recultivation efforts in mining areas attempt to regenerate soils and landscapes for various land use options and create initial conditions which are beneficial for the development of the future ecosystems. On very young landforms physical and chemical properties of soils play a major role for the further evolution of the developing ecosystem as well as the landforms itself. Less is known about the very first alterations of physical parameters in accordance to different land uses and recultivation practices. Our study deals with the agricultural recultivation of post lignite mining areas in Lusatia, East Germany. The sandy substrate used for recultivation stems from depths of several meters and is therefore free of recent soil organic matter. The substrate itself is unstructured. After it has been excavated and transported on conveyor belts to the recultivation site, it is piled up to dams of a height of 1-4 m and levelled off with heavy crawlers. During these processes the substrate is subjected to strong mechanical stresses. This practice induces compaction which causes decreasing yields of agricultural crops to a certain extent. In this context we are investigating the effect of different organic soil additives in combination with different recultivation crop rotations on the development of soil structure for improved agricultural land use. Our experimental site has recently been heaped up and levelled off. On the 25 experimental sub areas 2175 undisturbed soil samples were taken out of three soil depths to characterize initial physical properties before any recultivation measures have been applied,. We present laboratory results of this status-quo sampling. The results indicate that the site is very heterogeneous in terms of mechanical stability, bulk density, total pore volume, saturated hydraulic conductivity and air permeability. Moreover, our results show that bulk density is not an appropriate parameter to derive soil functions, e.g. permeability or stability. Additionally we found that even in areas of bulk densities > 1.8 g/cm3 and with an inclination < 2 % impressive run-off and gully erosion developed during heavy rainfall events. We conclude that initial processes altering soil physical parameters play a major role for the landform evolution within the first 12 months after dumping. Further studies should reveal the mid-term impact of organic additives on the soils after 7 yrs.
Modelling the initial 3D sediment structure of an artificially constructed hydrological catchment
(2008)
Structures and processes of the initial ecosystem development phase in an artificial water catchment
(2008)
Community assembly of terrestrial testate amoebae: how is the very first beginning characterised?
(2008)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen zu Interaktionen zwischen pleistozänem Kipprohsubstrat und den auf dem „Hühnerwasser“-Einzugsgebiet
vorkommenden abundanten Pionierpflanzenarten L. corniculatus, C. epigeios
und T. arvense durchgeführt, um deren Bedeutung für die initiale Bodenentwicklung zu analysieren. Die Studien umfassten Untersuchungen zur räumlichen Wurzelverteilung, zur Wurzelmorphologie, zur Nährstoffanreicherung, -aufnahme und -umverteilung im Boden, sowie zur Exsudation organischer Säuren und zu den
Konkurrenzeffekten der drei
Pflanzenarten während der Keimung.
Einfluss von Acker- und Waldnutzung auf Wasseraufnahme und Wasserspeicherung von Löss- und Sandböden
(2006)
Mit dieser Arbeit wurde der Einfluss von biologischen Bodenkrusten auf die Benetzungshemmung / Hydrophobizität auf sandigen, anthropogen geschütteten, rekultivierten Böden der Tagebaufolgelandschaft und auf sandigen, sich mehr oder weniger natürlich entwickelnden Böden in Flugsandarealen und Dünengebieten Südbrandenburgs untersucht. Gezeigt wurde, dass sich in der Bergbaufolgelandschaft auf dem sandigen anthropogen geschütteten Substrat andere Krustenarten auf der Substratoberfläche ansiedeln als auf der Substratoberfläche von Flugsandgebieten und Dünen. Der Effekt der Benetzungshemmung ist bei den Krustenarten der rekultivierten Bergbauflächen stärker ausgeprägt als bei den natürlichen Flugsandgebieten und Dünen, wo die Benetzungshemmung im Krustentstadium mit Einfluss von Moosen wieder zurückgeht. Gerade Flechten haben in Bergbaufolgelandschaften negativen Einfluss auf die Infiltration von Niederschlag. Auch die Bindungskräfte zwischen den Partikeln spielen bei der Betrachtung des Einflusses der Benetzungshemmung / Hydrophobizität eine Rolle, denn es zeigt sich bei Betrachtung der Korngrößenverteilung, dass das Substrat in den Rekultivierungsgebieten der Bergbaufolgelandschaft unsortiert ist und hohe Anteile an Feinmaterial (Schluff und Ton) aufweisen kann. Auf den Flugsandgebieten findet eine natürliche
Sortierung der Partikel durch Wind und Wasser statt, wobei das Substrat meist locker lagernd vorkommt und lediglich im Lee von höheren Pflanzen zur Ruhe kommen kann. Dort übernehmen dann biologische Bodenkrusten und andere Mikroorganismen die Bindung und Festigung der Partikel z. B. durch extrazelluläre polymere Substanzen. Es wurde deutlich, dass die Akkumulation organischer Substanz bei Bewuchs mit Laubgehölzen in größerem Maße stattfindet als bei Bewuchs mit Nadelgehölzen. Jedoch weisen die Chlorophyll a-Gehalte auf mehr Biomasse durch biologische Bodenkrusten bei den Nadelgehölzen hin. Insgesamt ist festzuhalten, dass jeder untersuchte Standort separat für sich betrachtet werden muss und nicht von einer Chronosequenz im Sinne einer eindeutig zeitlichen Abfolge bei Betrachtung der Alter der Standorte ausgegangen werden kann. Lediglich die Standorte in der Bergbaufolgelandschaftfür sich sowie die Standorte in den relativ natürlich entwickelten Flugsand- und Dünengebieten können gemeinsam betrachtet werden. Wie gezeigt wurde, beeinflussen biologische Bodenkrusten gerade schon in der Initialphase der Bodenbildung den Wasserhaushalt durch Porenverschluss, durch hydrophob wirkende Exsudate,
aber auch durch Rhizoide der Moose, insbesondere im brandenburgischen Übergangsklima vom maritimen zum kontinentalen Klima. Durch die Regulierung des Wasserhaushalts des Bodens durch die biologischen Bodenkrusten wird die Bodenentwicklung in bestimmte Richtungen gelenkt. Hierfür sind allerdings Langzeitbeobachtungen und eine möglichst gewissenhafte Auswahl an Chronosequenzen notwendig.