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In der Praxis der Braunkohlegewinnung im Lausitzer Tagebaurevier werden natürlich gewachsene Böden in den betroffenen Gebieten zerstört. In der Folge entwickeln sich aus den verkippten Substraten nährstoffarme Rohböden, auf deren Oberflächen als erste Pioniere zumeist Grünalgen, Moose, Flechten und Bakterien siedeln, welche die obersten Bodenpartikel vernetzen und so biologische Bodenkrusten ausbilden. Diese Biokrusten stabilisieren die durch spärliche Vegetation gekennzeichneten Rekultivierungsflächen, wirken erosionshemmend und beeinflussen die Hydrologie und Wasserumverteilung der oberen Bodenschicht.
Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung von unterschiedlichen Sukzessionsstadien von Biokrusten auf zwei Rekultivierungsflächen der Bergbaufolgelandschaft in der Niederlausitz, die durch unterschiedliche Substrateigenschaften, Topographie und Rekultivierungszeiten gekennzeichnet sind. Auf einer künstlichen Sanddüne und einer tertiären Fläche wurden Krustentypen hinsichtlich einer divergenten Artenausprägung und den damit verbundenen funktionellen Eigenschaften untersucht.
Parameter der Photosynthese wurden hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Charakterisierung und Funktion der Biokrusten analysiert. Des Weiteren wurde der Einfluss der Biokrusten auf den Kohlenstoff- und Stickstoffhaushalt der Böden untersucht. Zuletzt sollte festgestellt werden, ob und wie die kleinräumige Mosaikstruktur der Biokrusten die Hydrologie sowie Funktion und Aktivität der Krustenorganismen beeinflusst. In Bezug auf die Artenzusammensetzung der Bodenkrusten konnten auf beiden Standorten Übereinstimmungen als auch Unterschiede festgestellt werden, da es sich bei allen Organismen um ubiquitäre Arten handelte. Auf beiden Standorten fanden sich die Grünalgen Zygogonium und Ulothrix, die Moose Ceratodon und Polytrichum sowie Flechten der Gattung Cladonia. In Schlabendorf wurde aufgrund der längeren Rekultivierungszeit bereits eine höhere Artendichte festgestellt. Das betraf besonders Arten der Flechtengattung Cladonia. Eine standortspezifische Präferenz hinsichtlich des Substrates oder der naturräumlichen Gegebenheiten nicht festgestellt werden konnte.
Die Auswertung der ökophysiologischen Parameter ergab einen Anstieg der Chlorophyllgehalte, des Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), der Chlorophyllfluoreszenz sowie der Netto-Photosyntheseraten mit fortschreitender Krustenentwicklung. Der Anstieg der Photosynthese-relevanten Parameter verlief aufgrund der heterogenen Verteilung der Organismen zwischen den Biokrusten des gleichen Sukzessionsstadiums nur in frühen Stadien linear.
Die höchste photosynthetische Aktivität wurde bei den Moos-Krusten festgestellt, gefolgt von den Grünalgen-Krusten und den Flechten-Krusten. Das Verhältnis von Brutto-Photosynthese zu Respiration lies den Schluss zu, dass die CO2-Fixierungsrate in den Flechten-Krusten aufgrund der mycobiontischen Respiration niedriger ausfiel.
Die Infiltration in den Krusten wurde durch das Vernetzen von Sandpartikeln durch Grünalgen-Filamente und den Verschluss der Porenräume gehemmt. Die Wasserspeicherkapazität nahm jedoch aufgrund des organischen Materials zu. Das Auftreten von Moosen förderte hingegen die Infiltration und verringerte die Wasserhaltekapazität, da Rhizoide das Substrat auflockerten bzw. sich präferentielle Fließwege bildeten. Die C- und N-Gehalte der Krusten nahmen durch den Zuwachs der organischen Biomasse bei fortschreitender Entwicklung zu.
Carcasses of large vertebrate animals are integral elements in the natural environment. The aim of the present study is to clarify the relation between large carcasses and local ecosystems. It has been investigated which and how many animals are directly or indirectly involved into the carcass decomposition process, and whether there is a succession of community pattern during different carcass decomposition stages. A special focus was on the question how the temporal and the spatial distribution of arthropods are influenced by the carcass and its properties. A new classification of decomposition stages is proposed based on a new openness index for a carcass. Three carcass food web models for the research area were composed dependent on different seasons in the course of the year: Carcass exposed in spring, summer, and winter, respectively. Subsequently, the feasibility of using carcasses as a tool for food web restoration on a regional scale has been discussed.
From 2009 to 2011, in total, nine different carcasses from Meles meles, Capreolus capreolus, Cervus elaphus, and Sus scrofa were exposed in the research area, a former military training area situated in Eastern Germany. Pitfall traps were used to collect arthropods visiting the carcasses. Bird’s and Mammal’s attendance have been detected by automatic cameras and direct observation. In total, more than 112,000 arthropods from 25 taxa were identified. For Coleoptera Silphidae, Geotrupidae, Trogidae, Staphylinidae (partly) and Heteroptera the investigation could be carried out on species level. The existence of carcasses in the research area significantly increased arthropod diversity and abundance. Long term exposed carcasses significantly influenced vertebrates occurrence, vegetation and the surrounding soil as to diversity and various environmental conditions, respectively. The main consumers of carcasses in summer were various arthropods, Corvus corax and Haliaeetus albicilla. Besides the already well-known carrion arthropods, Orthoptera, Lepidoptera, and Apocrita were observed using carcasses directly. In winter, the main consumers of carcasses were Sus scrofa, Vulpes vulpes, Canis lupus, Corvus corax, and Haliaeetus albicilla. By multivariate analysis it could be shown that the main factors influencing the occurrences of arthropods are the weight and the degree of openness of the carcass, and the main factor for the carcasses decomposition process is the openness index of the carcass. Carcass exposition is a cheap and efficient method to use large wild games which did not die from disease for the food web restoration in the research area.
Auf der alten sowjetischen Deponie in der Lieberoser Heide wurde im Juni 2009 ein Dachskadaver ausgelegt. Nach der vollständigen Skelettierung im August desselben Jahres erfolgte eine erste Erfassung ausgewählter Bodenparameter. Die Zweitbeprobung fand im Juni 2010 statt, wobei hier außerdem eine Aufnahme von Collembolen, Milben und der Vegetation erfolgte. Das Probenahmedesign bestand aus einem Probenpunkt im Zentrum sowie 4 nach Norden, Osten, Süden bzw. Westen ausgerichteten Teiltransekten mit jeweils 14 aufeinanderfolgenden Probenpunkten und einer in 1 m Abstand folgenden Außenprobe. Bei den Bodenparametern wurden pH-Wert, Wassergehalt, organische Substanz, Nitratstickstoff, Ammoniumstickstoff, Diphosphorpentoxid und Leitfähigkeit analysiert. Die Extraktion der Fauna orientierte sich an dem Prinzip von Macfayden. Die Proben enthielten 7.606 Collembolen aus 14 Arten. Es handelte sich überwiegend um Exemplare von Hypogastrura vernalis. Die Milben, 7.197 Tiere, wurden nur quantitativ erfasst. Anhand verschiedener statistischer Tests (SPSS, Canoco) wurde ermittelt, welche Bodenparameter signifikante Unterschiede zur Umgebung aufweisen. Sowohl pH-Wert als auch Humusgehalt zeigten weder bei der 1. noch bei der 2. Beprobung Abweichungen an. Bei Leitfähigkeit und Wassergehalt waren die Werte 2009 in der Nähe des Zentrums erhöht, 1 Jahr später jedoch nicht mehr. Erhöhte Ammoniumstickstoffwerte waren nur 2009 nachweisbar. Beim Nitratstickstoff konnten 2009 höhere Gehalte auf der ehemaligen Liegefläche des Kadavers gemessen werden, die jedoch 2010 deutlich geringer ausfielen. Diphosphorpentoxid zeigte eine ähnliche Entwicklung, wobei die Differenzen zwischen beiden Jahren merklich geringer waren.