Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen ...

Braunschweiger Naturkundliche Schriften Band 10 Heft 1 2011 Seiten 1–44 ISSN 0174-3384
Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen
im westlichen Geopark Harz – eine ökotoxikologische
Exkursion
Heavy-metal vegetation, mining and metallurgy in the western
Harz GeoPark (Germany) – an ecotoxicological excursion
Friedhart Knolle, Wilfried H. O. Ernst, Hartmut Dierschke, Thomas Becker, Hans-
Ulrich Kison, Sylvia Kratz und Ewald Schnug
Dr. Uwe Wegener zum 70. Geburtstag
Summary
The Harz Mountains are rich in metallic ores and show many remnants of former mining activities.
More than three thousand years of mining have caused extreme heavy metal pollution in the mountain
area as well as in the valleys of rivers discharging from it. This is mirrored in the vegetation found here
today. This excursion guide describes a route through the western part of the “Geopark Harz . Braunschweiger
Land . Ostfalen” area along which remnants of mining activities and related vegetation can
be studied. Starting in the UNESCO World Heritage Site Goslar – Rammelsberg, a walk to flotation
waste ponds near Oker gives a first landscape overview. The contaminated ponds bear a permanent
witness of high ecotoxicological relevance to the mining and ore processing activities. A stop at the
river banks and floodplains of the Oker River allows to study a well developed and quite diversified
version of the Armerietum halleri on metal-enriched river sediments. Here, metal smelters are still
active. Near Ilsenburg and Langelsheim, historic smelting sites are visited. On slag heaps, polymetallic
soils have developed, which only allows the growth of some specialised plant species. Corresponding,
the area around Lautenthal shows a typical heavy metal plant community (Armerietum halleri) on
mine tailings. At Sankt Andreasberg, the Samson silver mine harbours the last original and fully functional
“Fahrkunst” lift system of the world. Around the silver mine, there are good examples of typical
vegetation on arsenate-enriched soils. A visit of the former lead smelter at Frankenscharrnhütte near
Clausthal-Zellerfeld gives insight into the impact of aerial emissions on the surrounding vegetation.
1 Einleitung
„Zu den ökologisch reizvollsten Vegetationstypen gehören auf der ganzen Erde die inselartig
verstreuten Flecken mit Schwermetallvegetation“ (Ellenberg & Leuschner 2010:
1.046). So sind Pflanzen und Pflanzengesellschaften auf schwermetallreichen Böden
seit langem das Untersuchungsobjekt von Floristen, Systematikern, Vegetationskundlern
und Ökologen. Da Schwermetalle, insbesondere die häufiger vorkommenden Elemente
Blei, Cadmium, Kupfer und Zink, für viele Pflanzen in höheren Konzentrationen
giftig wirken, können an entsprechenden Standorten nur besonders angepasste Sip-
1
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 1 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
pen wachsen. Sie werden als Metallophyten i. w. S., Chalkophyten oder Galmeipflanzen
(nach Galmei = silikatische und karbonatische Zinkerze) bezeichnet. Als wuchsschwache
Pflanzen entgehen sie auf schwermetallreichen Böden dem Konkurrenzdruck
anderer Arten. Da hier keine Gehölze wachsen können, gehören Schwermetallstandorte
zu den wenigen natürlichen Offenlandbiotopen in den großräumigen (potenziellen)
Waldgebieten Mitteleuropas. Diese eigentlichen (primären) Naturbiotope kommen
an Erzausbissen vor, sind allerdings nach dem Ende des Erzabbaus kaum noch vorhanden.
Dafür gibt es heute in Mitteleuropa sekundäre Schwermetallstandorte auf
Abraum und Verarbeitungsrückständen von Bergbau und Erzverhüttung, oft nur kleinflächig
isoliert und weit verstreut, vorwiegend in historisch alten Industrielandschaften
wie dem Harz. Entsprechend zeigen die Metallophyten teilweise sehr disjunkte Areale
und haben oft endemischen Charakter. Schwerpunkte der bisherigen Untersuchungen
sind ökophysiologische Anpassungen der Metallophyten (z. B. Ernst 1965, 1974;
Küpper et al. 2000; Ueno et al. 2008), ihre genetische Differenzierung und taxonomische
Stellung (z. B. Ernst 1974, Lefèbvre 1974; Kruckeberg & Kruckeberg 1990; Baumbach
& Schubert 2008; Pauwels et al. 2008) und nicht zuletzt ihre Vergesellschaftung
(für die Harzregion: Schubert 1953, 1954; Ernst 1965, 1974; Hülbusch et al. 1981;
Pott & Hellwig 2007; Becker & Brändel 2007; Becker et al. 2007; Becker & Dierschke
2008; Dierschke & Becker 2008).
Schwermetallstandorte sind von der FFH-Richtlinie, Anhang I, erfasst (Lebensraumtyp
6130 Schwermetallrasen Violetalia calaminariae) und gehören zu den nach § 30
BNatSchG gesetzlich geschützten Biotoptypen. Die Orte der Schwermetallgewinnung
und -verarbeitung im Harz stellen daher mit ihren seltenen und gefährdeten Pflanzenarten
als ein altes Zeugnis der Industrialisierung sowohl ein Natur- als auch Kulturerbe
von großem Wert dar. Die im Folgenden beschriebene Exkursion führt nicht
nur exemplarisch zu typischen Plätzen der Erzgewinnung mit ihrer charakteristischen
Vegetation, sondern zeigt auch die damit verbundenen Probleme in Form sanierter und
noch unsanierter Altlasten auf, die teilweise bis heute eine nicht unerhebliche Gefahr
für Boden und Wasser darstellen. Da bei diesen Sanierungen immer wieder auch Teile
der wertvollen Schwermetallvegetation im Rahmen der Güterabwägung verlorengehen,
führen die Abwägungskonflikte oft auch zu lehrreichen Diskussionen, die in der Ausbildung
von Studierenden der geoökologischen und geobotanischen Disziplinen besonders
interessant sind. Daneben ist dieser Exkursionsführer mit dem Ziel der Vermittlung
von kulturhistorischen, biologischen und geoökologischen Grundlagen aber auch
für gesellschaftliche Entscheidungsträger sowie für interessierte Laien gedacht.
2 Geologie, Bergbau und Hüttenwesen im Harz
Eines der klassischen Untersuchungsgebiete der Vegetation schwermetallreicher
Standorte (oft und auch hier weiter einfach als Schwermetallvegetation bezeichnet)
ist der Harz und seine weitere Umgebung, eines der ältesten Industriegebiete Mitteleuropas.
Reiche Vorkommen von Blei, Cadmium, Kupfer, Zink und vor allem von Silber,
die sich durch Mineralisation schwermetallhaltiger Lösungen in Klüften und Gängen
(Oberharzer Gangerze) bzw. als schichtförmige Lager aus dem untermeerischen Vulka-
2
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 2 30.08.11 12:47

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
nismus (Rammelsberg) gebildet haben, führten Bergbau und Erzverarbeitung zu früher
Blüte. Selbst wenn diese längst erloschen sind, gibt es noch viele historische Zeugen,
in der Pflanzendecke vor allem die vielen kleinen Reste von Schwermetallvegetation.
Sie bildet im Harz die Galmeigrasnelken-Gesellschaft (Armerietum halleri), die erstmals
von Libbert (1930) kurz beschrieben und von Ernst (1965, 1974, 1976) sowie
Dierschke & Becker (2008) eingehend analysiert wurde.
Die paläozoischen, marinen Ablagerungen des Harzes wurden bei der variskischen
Gebirgsbildung gefaltet und als Pultscholle seit der Kreidezeit aus der Umgebung herausgehoben.
Der höchste Bereich des Gebirges mit dem Brocken (1.141 m ü. NHN)
ist durch magmatische und metamorphe Gesteine (Granit, Gabbro, Hornfels, Gneis)
gekennzeichnet. Der Teil des Harzes, der in dieser Exkursion besucht wird, besteht vor
allem aus devonischen und unterkarbonischen Schiefern und Grauwacken mit einer
intensiven Gangerzmineralisation und zeigt viele Reste des ehemaligen Metallerzbergbaus
sowie die damit verbundenen Umweltprobleme.
Vor über 3.000 Jahren – in der Bronzezeit – begann der Bergbau im Harz, möglicherweise
als logische Folge einer frühen Nutzung der oberflächennah anstehenden Reicherze
im ausgehenden Neolithikum (Monna et al. 2000). Sicherlich diente dabei neben
den bunten Sekundärmineralen auch die Schwermetallvegetation als Lagerstättenprospektionshilfe.
Definitive Nachweise der Nutzung der Bodenschätze im Harz fehlen
noch (Niedersächsisches Landesamt Für Denkmalpflege 2000), doch seine Spuren hinterließ
der Mensch in dieser Zeit z. B. auf der Baste-Hochfläche südlich Bad Harzburg
(Valde-Nowak et al. 2004). Man kann mit Sicherheit davon ausgehen, dass bronzezeitliche
Bergleute am nahegelegenen Rammelsberg, wahrscheinlich auch im Mansfelder
Kupferschiefergebiet und am Südharzrand Kupfer abbauten. Im Nordharzvorland
errichteten die Bronzezeitmenschen erste kleine Stadtanlagen, die sie als befestigte
Burgen ausbauten – Beispiele sind die sog. Schwedenschanze bei Isingerode zwischen
Schladen und Hornburg und die Hünenburg bei Watenstedt.
Später brachte insbesondere die Gewinnung von Silber eine frühe Blüte der Stadt
Goslar, später auch der Oberharzer Bergstädte. Nach und nach entstanden sekundäre
schwermetallreiche Standorte aus dem Abraum der Bergwerke, den Rückständen der
Erzschmelze und aus fluviatil abgelagerten Pochsanden. Hier fanden die Metallophyten,
die vorher vermutlich an natürlichen Erzausbissen existierten, einen Ersatzlebensraum,
als der Bergbau ihre Primärstandorte zerstört hatte. Der Abbau der Metallerze
hat nicht nur im Harz selbst erhebliche Umweltbelastungen verursacht, sondern auch
im nördlichen Vorland des Harzes, wo die Flüsse schwermetallhaltige Sedimente bis
weit aus dem Gebirge hinaus verfrachtet haben. Vor allem in den Tälern von Oker,
Innerste, Leine und Aller ist der Boden stark mit Arsen, Cadmium, Kupfer, Blei, Thallium
und Zink kontaminiert; hier kam und kommt es immer wieder zu Schäden an den
landwirtschaftlichen Kulturen. Menschen und Tiere in diesem Gebiet waren und sind
daher über Jahrhunderte einem Übermaß an Metallen ausgesetzt und haben Schäden
erlitten (Knolle & Knolle 1983, Köster & Merkel 1985, Knolle 1989, Koop 1989). Für
den Kundigen stellen diese durch den Menschen verursachten Schwermetallstandorte
aber auch ein faszinierendes Experiment dar, in denen man u. a. ökotoxikologische,
aber auch evolutionsbiologische Fragen der Bildung neuer Sippen studieren kann. Da
3
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 3 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Abb. 1: Das Exkursionsgebiet im Rahmen des GeoParks Harz . Braunschweiger Land . Ostfalen. Dünne
Grenzlinie: Umfang des GeoParks; Rechteck: Abgrenzung des Kartenausschnitts der Abb. 9. Grafik:
Frank Giesselmann.
die Lebensgemeinschaften der Schwermetallstandorte mitsamt ihrer spezialisierten
Arten wenig bekannt und auch zunehmend gefährdet sind, hat auch der Naturschutz
ein Interesse daran (Pardey 1999, 2002; Dierschke & Becker 2008).
Aufgrund der überregional bedeutsamen Geodiversität der Region sowie der davon
abhängigen bergbaulichen und kulturhistorischen Vielfalt wurde im Harz einschließlich
seiner Vorländer, des Braunschweiger Landes und der Magdeburger Börde 2002 der
„Geopark Harz . Braunschweiger Land . Ostfalen“ gegründet (Geopark Harz . Braunschweiger
Land . Ostfalen 2009; s. a. www.harzregion.de). Er leistet mit einer Fülle von
populärwissenschaftlichen Veröffentlichungen und Geopfaden im Gelände einen wichtigen
Beitrag zur geologischen Umweltbildung sowie nachhaltigen Regionalentwicklung
und gibt Einsichten in die wechselhafte Erdgeschichte der vergangenen ca. 500 Mio.
Jahre dieser Region.
4
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 4 30.08.11 12:47

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
3 Schwermetallhaltige Böden und Schwermetallrasen
3.1 Biogeographische und taxonomische Aspekte
der Schwermetallpflanzen
Zu Ende der letzten Eiszeit vor ca. 12.000 Jahren fand ein starker Klimawechsel statt,
der auf fast allen Böden Mitteleuropas auch der Harzregion die Entwicklung von Wäldern
ermöglichte (Beug et al. 1999). Nach und nach wurde so auch die schüttere
arktisch-alpine Vegetation des Pleistozän (in den wärmeren Tieflagen auch Steppen)
zurückgedrängt. Böden mit einem hohen Schwermetallgehalt hingegen, die zu dieser
Zeit im Harz sehr kleinflächig im Bereich natürlicher Austritte schwermetallhaltiger
Erze existiert haben dürften, waren und sind für Bäume zu toxisch, so dass sich hier
örtlich eine baumlose oder zumindest lichte Waldvegetation mit schwermetallresistenten
Gräsern und Kräutern entwickelt bzw. erhalten hat. Das Fehlen von Schatten
spendenden Bäumen auf diesen schwermetallreichen Böden kann es den Populationen
einiger schattenempfindlicher Pflanzenarten des Pleistozän ermöglicht haben, bis zur
heutigen Zeit zu überleben, soweit diese Arten eine Möglichkeit zur Entwicklung von
Schwermetallresistenz besaßen.
Eine dieser als Glazialrelikt ausgewiesenen Arten ist die Frühlingsmiere (Minuartia
verna), ein arktisch-alpines Element mit Hauptareal in den Hochlagen der Alpen und
der Arktis, das im mitteleuropäischen Flachland und Bergland auf Dolomit-, Serpen-
Abb. 2: Frühlingsmiere (Minuartia verna). Blütendurchmesser 5 −6 mm, Blütenstiellänge 3 −8 cm, Polsterdurchmesser
5 −15 cm. Foto: Hans-Ulrich Kison.
5
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 5 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Abb. 3: Galmei-Grasnelke (Armeria maritima ssp. halleri). Köpfchendurchmesser 12 −20 mm, Rosettendurchmesser
6 −9 cm, Blütenstengellänge 8 −20 cm. Foto: Hans-Ulrich Kison.
tin- und Schwermetallböden beschränkt ist und hier die postglaziale Wiederbewaldung
mutmaßlich in situ überdauert hat (Verkleij et al. 1989). Da die Wurzeln dieses Nelkengewächses
(Caryophyllaceae) mit keiner arbuskulären Mykorrhiza assoziiert sind,
sind sie den teilweise hohen Gehalten der Schwermetalle im Boden direkt ausgesetzt.
Die Bindung dieser Pflanzenart im Harz an Schwermetallböden wurde bereits im Mittelalter
durch Thalius (1588) erkannt, der die Art als Indikator für Erzböden im Harz
beschreibt. Allerdings hat dieses mehrjährige, niederwüchsige Kraut keine hohe Konkurrenzkraft
und kann sich selbst in einer geschlossenen Schwermetallvegetation
nicht gegen höher wüchsige Pflanzenarten durchsetzen. Aus diesem Grund bieten nur
offene Bodenbereiche der Frühlingsmiere (im Harzer Volksmund „Kupferblümchen“
genannt) eine Überlebensmöglichkeit.
Die Populationen der Galmei-Grasnelke (Armeria maritima ssp. halleri) sind evtl. ebenfalls
ein Glazialrelikt (Schulz 1912), allerdings wohl ohne eigenen taxonomischen Status,
da es sich nur um schwermetallresistente Ökotypen des Grasnelken-Komplexes
von Armeria maritima handelt, die sich in verschiedenen Gebieten unabhängig voneinander
entwickelt haben (Lefèbvre 1974, Vekemans et al. 1996, Baumbach & Hellwig
2007, Baumbach & Schubert 2008). Daher sind die Namen Armeria halleri und vermutlich
auch Armeria maritima ssp. halleri, unter dem die Art in der „Standardliste“
geführt wird (Wisskirchen & Haeupler 1998), vom taxonomischen Standpunkt her nicht
gerechtfertigt (s. a. Buttler & Hand 2008).
6
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 6 30.08.11 12:47

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Abb. 4: Taubenkropf (Silene vulgaris). Kelchlänge 10 −14 mm, Stengellänge 15 −30 cm.
Foto: Hans-Ulrich Kison.
Die syntaxonomische Bezeichnung der Schwermetallrasen des Harzes als Armerietum
halleri (nach Hallers Grasnelke) bleibt dennoch gültig. Der aus der Schweiz stammende
Botaniker Albrecht von Haller (1708 −1777), der in Göttingen wirkte und von
dort mehrere Expeditionen in den Harz unternommen hat, hat sie als einer der ersten
im Harz beobachtet; daher wurde die Art ihm zu Ehren später von dem aus dem Harz
stammenden Botaniker Karl Friedrich Wilhelm Wallroth (1792 −1857) benannt.
Eine andere Pflanzenart bzw. deren Populationen auf erzhaltigen Böden im Harz mit
einer möglichen (teilweisen) glazialen Vergangenheit ist der Taubenkropf (Silene vulgaris).
Früher wurden die Populationen der Schwermetallstandorte mit ihren kleinen
Pflanzen ebenfalls als eigene Art oder Unterart „humilis“ oder zumindest als eigene
Variante „humilis“ abgespalten. Wie neuere genetische Untersuchungen zeigen, ist
aber wohl überhaupt kein eigener Status gerechtfertigt (Baumbach & Schubert 2008).
Das Nelkengewächs hat in der kühlgemäßigten Zone Europas als Pionier viele hoch
spezialisierte Ökotypen mit Resistenzen gegen Blei, Cadmium, Kobalt, Kupfer, Mangan
und Zink entwickelt (Ernst 2003). Andere Pflanzenarten dürften die Schwermetallböden
in späteren Phasen des Postglazials erobert haben oder ihre Populationen
haben sich mit eingewanderten Nicht-Schwermetallökotypen vermischt, was dann die
Bezeichnung Glazialrelikt für diese Arten verbietet. Auf durch menschliche Aktivitäten
schwermetallkontaminierten Böden können innerhalb weniger Jahre schwermetallresistente
Ökotypen aus einer zuvor nichtresistenten Vegetation selektiert werden,
wenn die Arten die Möglichkeit der Ausbildung von Schwermetallresistenz haben und
7
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 7 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Abb. 5: Wiesen-Schaumkresse (Arabidopsis halleri). Blütendurchmesser 4 −8 mm, Stengellänge 15 −
40 mm, Polsterdurchmesser 15 (wie hier auf humusarmen Böden)–40 cm (auf sehr nassen Schwermetallböden).
Foto Hans-Ulrich Kison.
der Selektionsdruck hoch ist; dies wurde z. B. an jungen Schwermetallstandorten weit
außerhalb des Verbreitungsgebietes der Schwermetallpflanzen in England, Deutschland
und Polen festgestellt (Bradshaw 1976, Ernst 1976, Brej 1998).
Neben den bereits erwähnten Pflanzenarten haben auch viele andere Arten mit einer
großen ökologischen Amplitude schwermetallresistente Ökotypen entwickelt (Ernst
1974); unter ihnen sind die Kräuter Wiesen-Schafgarbe (Achillea millefolium s. l.),
Kleiner Sauerampfer (Rumex acetosella), Feld-Thymian (Thymus pulegioides), Scharfer
Hahnenfuß (Ranunculus acris), Spitzwegerich (Plantago lanceolata), Rundblättrige
Glockenblume (Campanula rotundifolia), Wiesen-Sauerampfer (Rumex acetosa) und
Wiesen-Schaumkresse (Arabidopsis halleri = Cardaminopsis halleri) sowie die Gräser
Blaues Pfeifengras (Molinia caerulea), Geschlängelte Schmiele (Deschampsia flexuosa
= Avenella flexuosa), Rotes-, Weißes- und Hunds-Straußgras (Agrostis capillaris, A. stolonifera
und A. canina), Rot-Schwingel (Festuca rubra), und Schaf-Schwingel (Festuca
ovina s. l.). Alle schwermetallresistenten Ökotypen dieser Pflanzenarten haben sich im
Harz zum Galmeigrasnelken-Schwermetallrasen „Armerietum halleri“ zusammengefunden,
der zum ersten Mal durch Libbert (1930, 1937) von den Steinfeldern der Oker
beschrieben und von Dierschke & Becker (2008) ausführlich untersucht wurde.
Die meisten der mutmaßlichen Wuchsorte mit natürlichen Schwermetallrasen über
ausbeißenden Erzadern sind durch den Erzbergbau seit der späten Bronzezeit vor ca.
8
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 8 30.08.11 12:47

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
3.000 Jahren zerstört worden. Die übriggebliebene Schwermetallvegetation wurde in
Folge menschlicher Aktivitäten stark überformt. Die Erzgewinnung und Erzverarbeitung
im Harz erforderte große Holzmengen und hat die erste Zerstörung der Harzwälder
verursacht. Im Mittelalter ist dieser Eingriff in die Wälder mit der Modernisierung
des Erzbergbaus, insbesondere im Gebiet des Rammelsbergs, intensiviert worden. Das
Rösten einer Tonne sulfidischen Blei- oder Kupfererzes erforderte 1,3 t Holz und das
Schmelzen der Erze nochmals 0,7 t Holz. Bereits im Mittelalter war es billiger, das Erz
in die noch verbliebenden Reste bewaldeter Flächen zu transportieren als das Holz von
weit her zu den Bergwerken zu schaffen. Hierdurch entstanden neue schwermetallreiche
Standorte außerhalb von Erzlagerstätten.
Folgende drei Typen anthropogener Schwermetallböden können in der Harzregion
unterschieden werden:
a) Schwermetallhaltiger Abraum der Bergwerke sowie Schlacken und andere Reste
der Schmelzprozesse wurden in der Nähe der Gruben und Hütten an vielen Stellen
im Harz zu Halden aufgehäuft. Die meisten dieser Standorte sind (oder waren)
durch gut entwickelte Bestände des Armerietum halleri gekennzeichnet (Ernst et al.
2009). Allerdings haben die Weiterverwendung dieses Haldenmaterials für den
Straßenbau und auch Sanierungsmaßnahmen viele dieser Schwermetallrasen seit
der Mitte der 1960er Jahre vernichtet.
b) Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts wurden die gewonnenen Erze in wassergetriebenen
Pochwerken zerkleinert und die Schwermetalle vom tauben Material durch
Waschen geschieden. Da der Wirkungsgrad dieser Erzwäsche nicht sehr hoch war,
wurden dadurch die Flusssedimente in der Harzregion mit Schwermetallen mitunter
stark angereichert. Bei der Verarbeitung von Bleierzen soll in der Wäsche 25 %
Blei verloren gegangen sein (Kraume 1948). Das schwermetallbelastete Wasser und
die schwermetallreichen Rückstände des Pochprozesses (Pochsande) wurden durch
die Flüsse bis zu 200 km talabwärts transportiert und bei Hochwasser in den Flussauen
abgesetzt (Emmerling & Kolkwitz 1914; Ernst 1965, 1974; Baumann 1984).
Hier entstanden dann tertiäre Schwermetallböden. Mit den Flüssen wurden auch
Samen der ursprünglichen Schwermetallvegetation talabwärts transportiert, so
dass sich auf den schwermetallkontaminierten Flussauen eine neue Schwermetallvegetation
entwickeln konnte. Heute tragen diese Flächen im Gebiet die am besten
konservierten Schwermetallrasen. Wo die Landwirtschaft die Auenböden genutzt
hat, wurden die Kulturpflanzen mit Schwermetallen kontaminiert. Diese Vergiftung
wurde erstmals durch Meyer (1822) beschrieben und Effekte dieser Art dauern bis
heute fort (Emmerling & Kolkwitz 1914, Ernst 1974, von Hodenberg & Finck 1975).
Mit dem Bau der Innerste- und Oker-Talsperren wurde die Hochwassergefahr für die
Flussauen aber erheblich herabgesetzt und damit auch die Zufuhr schwermetallbelasteter
Sedimente aus dem Flussoberlauf eingeschränkt. Aufgrund natürlicher
hydrogeologischer Prozesse wird an Stellen, an denen Quellen in Kontakt mit Erzkörpern
stehen, auch heute noch schwermetallhaltiges Quellwasser in die Bäche
eingespeist und dann u. a. in die Flüsse Innerste und Oker weitergeleitet (Nowak &
Preul 1971, Knolle 1989).
c) Obwohl Holzmangel im 19. und 20. Jahrhundert nicht mehr der Hauptgrund für die
Wahl von Standorten für Erzschmelzen und erzverarbeitenden Industrien war, wurden
noch immer solche Betriebe am Rand des Harzes bei Langelsheim, Oker und
9
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 9 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Harlingerode angesiedelt. Unzureichende Filterung der Abgase führte zu einer weiteren
Emission von Metallen und luftverunreinigenden Gasen (SO 2 , NO x , Dioxine).
Diese Emissionen beschädigten die Vegetation im Umkreis von einigen Kilometern
und verursachten die sog. „Hüttenrauchschäden“, nicht nur im 19. Jahrhundert (von
Schroeder & Reuss 1883), sondern auch noch im 20. Jahrhundert, nämlich mindestens
bis 1978, als die Frankenscharrnhütte geschlossen wurde. Die Zinkhütten in
Oker wurden zwar technisch modernisiert, emittieren aber weiterhin Schwermetalle
in erheblichem Umfang. Durch die Meldepflichten des Schadstofffreisetzungs- und
-verbringungsregisters (www.prtr.bund.de) ist bekannt, dass die Metallhütten und
Chemiebetriebe in Goslar-Oker/Harlingerode aktuell noch mindestens die folgenden
Schwermetallmengen jährlich emittieren: Harz-Metall GmbH: 2.360 kg Zn in die
Luft, 14,7 kg Cd und 148 kg Zn in den Vorfluter, Norzinco GmbH Harzer Zinkoxide:
3.390 kg Zn in die Luft, Grillo Zinkoxid GmbH: 3.170 kg Zn in die Luft. Weitere
Betriebe wie z. B. H.C. Starck GmbH haben keine atmosphärischen Emissionsdaten
gemeldet, sind aber ebenfalls starke Emittenten. Hinzu kommen hohe Schwermetallemissionen
aus den Halden in das Grundwasser. Als Konsequenz sind die
Böden und Grundwässer im Bereich Oker besonders stark mit Blei, Cadmium, Zink
u. a. Schwermetallen belastet.
Eine Anreicherung von Böden mit bestimmten Elementen durch metallische und andere
Mineralisationen sowie anthropogene Überlagerungen kann auch durch Pflanzenanalysen
festgestellt werden, wie Johannes & Krause (1985) im Nordwestharz durch die
Analyse der Asche von Fichtennadeln mit erhöhten Konzentrationen von Ba, Ca, Cd,
Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Rb, Sr, V und Zn zeigen konnten. Weniger bekannt ist,
dass auch Tiere in der Harzregion, beispielsweise Vögel und Säugetiere, eine solche
Anreicherung mit Schwermetallen aufweisen (Knolle & Knolle 1983). Die Schwermetallbelastung
der Flüsse, u. a. der Oker nördlich der Oker-Hütten, wird durch erhöhte
Schwermetallgehalte in Fischen angezeigt (Koop 1989). Hartmann (2000) fand in Knochen,
Leber und Nieren von Fledermäusen der Harzregion signifikant höhere Bleiwerte
als in Individuen aus anderen Teilen Niedersachsens. Auch zahlreiche jagdbare Wildtiere
des Harzes sind mit Schwermetallen belastet (Blottner et al. 1999).
3.2 Metallkonzentrationen in Pflanzen und ihre Regulation
Pflanzen von schwermetallreichen Böden sind durch einen erhöhten Schwermetallgehalt
in allen Pflanzenteilen mit Ausnahme der Samen gekennzeichnet (Ernst 1974).
Dabei ist die Verlagerung der Metalle von der Wurzel zum Spross spezifisch für jede
Pflanzenart und jeden Ökotyp (Ernst 1974, Macnair 2002), so dass sehr unterschiedliche
Schwermetallkonzentrationen in den einzelnen Pflanzenorganen vorliegen. Die
höchsten Werte kommen häufig in den Wurzeln, die niedrigsten in den Samen vor.
3.2.1 Regulation des Schwermetallhaushaltes der Pflanzen und ihrer Organe
Für das Verständnis der spezifischen Schwermetallresistenz werden zwei verschiedene
Organisationsstufen einer Pflanze, das organismische und das zelluläre Niveau,
10
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 10 30.08.11 12:47

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
betrachtet. Einer der möglichen Resistenzmechanismen ist eine Einschränkung der
Schwermetallaufnahme durch die Wurzeln bzw. eine Festlegung der Metalle in den
Wurzeln, so dass der Schwermetalltransport von der Wurzel zum Spross eingeschränkt
ist. Diese Anpassung wird durch einen Ökotyp von Silene vulgaris realisiert, der an
drei Exemplaren nachgewiesen wurde, die von Langelsheim stammten (Ernst et al.
2009: Tab. 2). Andere Pflanzenarten verfolgen eine entgegengesetzte Strategie: Sie
vermindern weder die Aufnahme noch den internen Transport; vielmehr reichern sie
die Schwermetalle in den Blättern zu extrem hohen Konzentrationen an, bis sich die
Pflanze durch Absterben der Blätter der darin akkumulierten Metalle entledigen kann.
Dieser Prozess wird mit dem Begriff „Hyperakkumulation“ bezeichnet (Brooks et al.
1977). Das Schwermetallniveau, das eine Pflanze als „Hyperakkumulator“ einordnet,
ist für jedes Schwermetall spezifisch definiert worden; doch wurde die Untergrenze
immer wieder ohne jegliche physiologische Begründung erhöht (Brooks 1998). Im Fall
des Zinks weist ein Hyperakkumulator mehr als 10 g Zn/kg Trockenmasse auf, was
in der Harzregion für Arabidopsis halleri zutrifft. Die ökologische Bedeutung dieser
Hyperakkumulation ist noch umstritten, aber wird gegenwärtig bevorzugt als Verteidigung
gegen blattfressende Insekten und pathogene Pilze diskutiert (Coleman et al.
2005). In jedem Fall erfordert sie eine hohe physiologische Toleranz. Möglicherweise
ist bei der Definition des Hyperakkumulators auch unzureichend umschrieben, dass
der entsprechende Grenzwert des Schwermetalles allein für die Pflanze am natürlichen
Standort zutrifft und bei der Analyse die Blätter von aufgewehten und aufgespritzten
Bodenteilen zu säubern sind. Auf der Suche nach Pflanzen für Phytoremediation, d. h.
den Einsatz von Pflanzen zur Dekontamination von Böden, werden Pflanzen in kurzfristigen
physiologischen Experimenten hohen Schwermetallkonzentrationen ausgesetzt,
um sie schließlich als Hyperakkumulator einzustufen. Durch eine unzureichende
Begriffsabgrenzung des Hyperakkumulators versagen solche weniger schwermetallresistenten
Ökotypen, wenn sie dann auf schwermetallreichen Böden angepflanzt werden.
Wie das Beispiel des Ökotypen „Plombières“ von Silene vulgaris zeigt, müsste dieser
Ökotyp als Zn-Hyperakkumulator eingestuft werden, obwohl er keineswegs bis zur
Samenreife überleben kann. Pflanzen, die unter dem Grenzwert eines Schwermetalles
für einen Hyperakkumulator bleiben, werden als „Akkumulator“ definiert (Ernst &
Nelissen 2000).
Eine andere Möglichkeit der Anpassung an hohe Schwermetallkonzentrationen des
Bodens kann in der Einschränkung der Schwermetallaufnahme durch eine Assoziation
der Wurzeln mit arbuskulären (weil bäumchenartig verzweigten) Mykorrhizapilzen
realisiert werden. Eine solche Mykorrhizierung weisen die Kräuter Plantago lanceolata
und Viola calaminaria (Letztere im Harz nicht vorkommend) sowie alle schwermetallresistenten
Gräser auf. Durch noch nicht erforschte Prozesse wird der Transport der
Schwermetalle vom Boden über den Mykorrhizapilz in die Pflanzenwurzeln so stark
eingeschränkt, dass der Schwermetallgehalt dieser Pflanzen im Vergleich zu Pflanzen
mit nicht-mykorrhizierten Wurzeln, u. a. Arabidopsis halleri, Minuartia verna und Silene
vulgaris, recht niedrig ist (Ietswaart et al. 1992).
Eine weitere Möglichkeit der organismischen Schwermetallresistenz besteht darin,
aufgenommene Schwermetalle so schnell als möglich wieder auszuscheiden. Diese
Lösung ist bei Menschen und Tieren über Exkretion in Fäzes und Urin weit verbrei-
11
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 11 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
tet, während Pflanzen ein vergleichbares Ausscheidungsverfahren nicht besitzen. Hier
ist eine aktive Schwermetallexkretion allein über Salzdrüsen und Hydathoden möglich,
wenn man den Abwurf alter, schwermetallbelasteter Blätter nicht als Exkretion
betrachtet. Auf schwermetallreichen Böden besitzen nur Armeria-Arten Salzdrüsen,
z. B. Armeria maritima ssp. halleri, doch ist die Effizienz der Schwermetallausscheidung
sehr gering (Ernst 1974). Hydathoden sind im Pflanzenreich relativ weit verbreitet;
ihre Rolle in der Regulation des Schwermetallhaushaltes ist bisher allein bei Minuartia
verna untersucht, wo die an Blattspitzen liegenden Hydathoden durch Ausscheidung
von metallbeladenem Xylemsaft die interne Schwermetallbelastung geringfügig vermindern
können (Neumann et al. 1997). Trotzdem bleibt der Schwermetallgehalt der
Blätter dieser Caryophyllaceae hoch (Ernst et al. 2009: Tab. 3). All diese Anpassungen
auf organismischem Niveau können jedoch nicht verhindern, dass Pflanzen auf
Schwermetallböden einen Schwermetallgehalt aufweisen, der weit über demjenigen
von Pflanzen bei durchschnittlicher Schwermetallversorgung der Böden liegt. In diesen
schwermetallresistenten Pflanzen sind die Schwermetallkonzentrationen sehr metallund
pflanzenartenspezifisch. Eine hohe lokale Variation des Schwermetallgehaltes des
Bodens sorgt noch für eine weitere Modifikation der Schwermetallgehalte.
3.2.2 Regulation des Schwermetallhaushaltes auf zellulärem Niveau
der Pflanzen
Um hohe Konzentrationen der Schwermetalle im Zellsaft zu überleben, müssen die
Pflanzen eine hohe physiologische Schwermetallresistenz entwickelt haben. Da viele
Schwermetalle in sehr geringen Konzentrationen für die Bildung von Enzymen oder
anderer Eiweiße essentiell sind, kann eine Pflanze es sich nicht erlauben, Schwermetalle
von der Aufnahme komplett auszuschließen. In der Wurzel wird die Aufnahme
der Schwermetalle über Gene gesteuert, die die Synthese von spezifischen und unspezifischen
Metalltransportern regeln. Sobald die Schwermetalle ein Pflanzenorgan erreichen,
tritt eine weitere Verfeinerung der Metallverteilung auf, die gut in Blättern untersucht
ist. Hierbei findet im Blatt eine bevorzugte Akkumulation von Cadmium, Nickel
und Zink in den photosynthetisch inaktiven Zellen der unteren und oberen Epidermis
statt (Chardonnens et al. 1999b). Jeder Überschuss an Schwermetallen und alle physiologisch
funktionslosen Schwermetalle (u. a. As, Cd, Hg, Pb) müssen so schnell wie
möglich inaktiviert und mit Hilfe von anderen Transportern in die physiologisch weniger
aktiven Zellkompartimente, d. h. Vakuole und Zellwand, verfrachtet werden. Der
Vorteil von schwermetallresistenten Pflanzen besteht darin, dass sie im Gegensatz zu
anderen Pflanzen überschüssige Schwermetallmengen schneller in die Vakuole transportieren
können (Chardonnens et al. 1999a).
Sobald die zelluläre Regulation dem Schwermetallangebot nicht mehr gewachsen ist,
findet auch in schwermetallresistenten Pflanzen eine Vergiftung statt, deren Symptome
mit bloßem Auge bereits als Chlorosen (bleichgrüne Blätter) und erhöhte Anthocyangehalte
(rötliche Blätter) wahrgenommen werden können. Die Ursache der Toxizität
liegt in einer metallspezifischen Störung von Stoffwechselprozessen. Eine Chlorose
kann ursächlich auf verschiedene Prozesse zurückgeführt werden. Blei blockiert die
Aktivität der delta-Aminolävulinsäure, so dass unzureichende Mengen an Protochlorophyll
synthetisiert werden. Ein Übermaß an Zink beeinträchtigt den Transport von
12
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 12 30.08.11 12:47

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Magnesium in das Chlorophyllmolekül und erhöht den Zinkgehalt im Chloroplasten
so stark, dass schließlich die Photosynthese um 90 % vermindert wird (van Assche &
Clijsters 1986). Daneben kann eine unzureichende Schwermetallresistenz zu morphologischen
Veränderungen wie Zwergwuchs (Nanismus) oder Kleinblättrigkeit führen
(Ernst 1999). Lediglich für das schwerste natürlich vorkommende Element, Uran, dessen
chemotoxische Eigenschaften als Schwermetall durch radiotoxische Mechanismen
verstärkt werden (Busby & Schnug 2008), sind praktisch keine hyperakkumulierenden
Pflanzenarten bekannt (Haneklaus & Schnug 2008).
3.3 Schwermetalle und pflanzenfressende Tiere
Tiere sind offenbar kaum in der Lage, Schwermetallresistenzen zu entwickeln (Boyd &
Martens 1994, Martens & Boyd 2002) bzw. sie bedürfen solcher Resistenzen auch in
viel geringerem Maße, da sie im Gegensatz zu Pflanzen die Schwermetalle mit dem Kot
wieder ausscheiden können. Wenn überhaupt Resistenzen entwickelt sind, dann sind
diese meist sehr schwach, was dazu führt, dass z. B. Insekten vorranging die (noch)
schwermetallarmen jungen Pflanzenorgane und Samen fressen. Ein solches herbivores
Insekt in den Schwermetallrasen Mittel- und Westeuropas ist der Marienkäfer Subcoccinella
vigintiquatuorpunctata, der sich in allen Entwicklungsphasen auf junge Blätter
und Blütenknospen von Silene vulgaris spezialisiert hat. Erstmals beschrieb Jacquemart
(1958) diesen Käfer auf Silene vulgaris der Schwermetallhalden im belgischen Plombières.
Heute ist er auf nahezu allen Schwermetallrasen nachzuweisen, insofern dort
Silene vulgaris wächst. Ende April schabt das Käferweibchen die Epidermis von jungen
Blättern ab. Offensichtlich kann ein „Geschmacksfühler“ Informationen über den
Schwermetallgehalt der Blätter ermitteln, bevor 4 −8 Eier auf Blätter mit einem gemäßigten
Zinkgehalt von 1.635 bis 3.270 mg Zn/kg Trockenmasse gelegt werden. Die
sehr bewegliche Larve verzehrt dann einen Teil der Epidermis und des subepidermalen
Gewebes dieser jungen Blätter und Blütenknospen. Die so geschädigten Pflanzen sind
schon von weitem an den braunen Sprossspitzen zu erkennen. Sie entwickeln durch
den Verzehr aller Blütenknospen auch keine Blüten und folglich auch keine Samen.
Heuschrecken beschränken sich in Schwermetallrasen auf den Verzehr junger Grasblätter,
die ebenfalls schwermetallarm sind (Ernst et al. 2009: Abb. 10).
Pflanzensamen sind aufgrund ihres geringen Schwermetallgehaltes (Ernst 1974) eine
andere schwermetallarme Nahrungsquelle in einem ansonsten schwermetallreichen
Milieu. Darum sind Samen bei einigen Insektenarten als Nahrung beliebt. Wiederum
ist es Silene vulgaris, die von Insekten „belagert“ wird. Schmetterlinge der Gattung
der Nelkeneulen (Hadena) bestäuben zuerst die Blüten des Taubenkropfes und legen
danach ein Ei in die Blüte. Durch diesen Bestäubungsakt wird garantiert, dass in der
Samenkapsel 50 −70 Samen heranwachsen können, die dann von der heranwachsenden
Raupe verzehrt werden. Nach Erschöpfung des Samenreservoirs einer Kapsel
wandert die Raupe zur nächsten Kapsel, bis sie schließlich das Puppenstadium
erreicht (Ernst 1987). Bei starkem Raupenbefall kann der Taubenkropf keine Samen
produzieren, so dass die Verjüngung der Pflanzenpopulation unterbrochen wird. Raupen
der Lichtnelken-Eule Hadena bicruris sind selbst in der Lage, sehr junge und damit
13
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 13 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
relativ schwermetallarme Blätter aufzufressen. Bei dieser Nelkeneule bleibt durch die
Ausscheidung der Schwermetalle in den Fäzes der Schwermetallgehalt des Raupenkörpers
niedrig. Weniger schädlich für die Populationsentwicklung von Silene vulgaris ist
der Nelkenrüssler Sibinia viscaria (Curculionidae); die Entwicklung der kleinen Käferlarve
beschränkt sich jeweils auf eine Samenkapsel. Andere samenfressende Insektenarten
wurden in den Fruchtständen von Arabidopsis halleri und Armeria maritima
ssp. halleri gefunden. Blüten und Fruchtstände von Armeria maritima ssp. halleri werden
durch Larven und Käfer vom Grasnelkenrüssler (Sibinia sodalis) befallen, die bis
zu 90 % der Samen vernichten können (Ernst 2006). Die Blütenstände von Hallers
Grasnelke werden auch durch den Grasnelken-Palpenfalter Aristotelia brizella auf allen
Schwermetallrasen als Nahrungsquelle aufgesucht; in großen Blütenköpfen leben mitunter
mehrere Raupen dieses monophagen Kleinschmetterlings.
4 Die Vegetation auf schwermetallhaltigen Böden
in der Harzregion
4.1 Allgemeine Charakteristik der Schwermetallrasen
Schwermetallreiche Standorte lassen sich oft schon von weitem durch ihre teilweise
nur sehr lockere, meist niedrigwüchsige Pflanzendecke erkennen. Besonders dort, wo
noch kleine bis größere Halden mit Abraum oder Verhüttungsrückständen (Schlacken)
existieren, heben sich feinerdearme Kuppen und steilere Hänge mit dunklem Grobmaterial
und bestenfalls sehr schütterem, artenarmem Bewuchs von der Umgebung ab.
Aber auch ebene Flächen mit Gesteins- und Schlackenresten können ähnlich offen
sein. Das Ausgangssubstrat weist nicht nur hohe, für viele Pflanzen giftige Schwermetallkonzentrationen
auf, sondern es ist zugleich sehr nährstoffarm, ohne größeres Wasserhaltevermögen
und kann sich bei direkter Einstrahlung stark erhitzen. Erst wenn
sich etwas mehr Feinerde angesammelt hat, wird das Substrat für manche Pflanzen
besiedelbar, die allmählich Humus bilden, eventuell auch Feinerde sammeln und damit
weiteren Pflanzen unter Abschwächung des Schwermetalleinflusses das Eindringen
ermöglichen. So kann allmählich eine echte Primärsukzession beginnen, in der aber
über lange Zeit nur schwermetalltolerante Pflanzen eine Rolle spielen. Auf Schwermetallstandorten
bleiben viele Pflanzen kleinwüchsig; insgesamt ähnelt die Vegetation
physiognomisch bestenfalls einem Magerrasen. Diesen Charakter haben auch
die Bestände in mit Pochsanden kontaminierten Überschwemmungsbereichen einiger
Flüsse, insbesondere von Innerste und Oker. Im Gegensatz zu vielen Magerrasen
anderer Regionen, die oft als besonders artenreich gelten, sind die Schwermetallrasen
des Harzes relativ artenarm. Hohe Schwermetallkonzentrationen sind insgesamt ein
entscheidender Grund für die Artenzusammensetzung, aber auch andere Faktoren wie
Nährstoff- und Wasserhaushalt sowie der pH-Wert des Bodens spielen eine wichtige
Rolle (Dierschke & Becker 2008, s. a. Becker & Dierschke 2008). Am Boden gibt es häufig
eine gut und teilweise artenreich ausgebildete Kryptogamenschicht. So können insbesondere
die Flechten teilweise an Zahl und Deckung die Gefäßpflanzen übertreffen
und die floristische Gesamtbilanz etwas aufbessern.
14
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 14 30.08.11 12:47

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Im Harz bestimmen drei Metallophyten das Vegetationsbild: Armeria maritima ssp. halleri,
Minuartia verna ssp. hercynica und Silene vulgaris. Sie haben recht unterschiedliche
Wuchsformen: Armeria bildet kleine Rosetten aus schmalen Blättern und hat
langgestielte rote Blütenköpfchen, Minuartia entwickelt kleine, frischgrüne Polster mit
nadelförmig-feinen Blättchen und zahlreichen kleinen weißen Blüten, Silene fällt mit
ihren kriechend-aufsteigenden blaugrünen Trieben und großen rötlich-weißen Blüten
besonders auf. Hinzu kommen vorwiegend anspruchslose Arten, die sich meist auch
in der Umgebung finden. Diese sind nach ökophysiologischen Untersuchungen ebenfalls
mehr oder weniger schwermetalltolerant und können als eigene Ökotypen gelten,
die aber keine klaren morphologischen Unterschiede erkennen lassen und deshalb
keinen taxonomischen Rang haben. Hierzu gehören z. B. Agrostis capillaris, Campanula
rotundifolia, Festuca ovina und Rumex acetosa (oft sehr kleinblättrig), die fast überall
zu finden sind. Gräser können teilweise vorherrschen und geben den Beständen dann
das Aussehen von Magerrasen. In manchen Arbeiten wird auch Arabidopsis halleri als
Metallophyt angesehen. Hallers Schaumkraut ist aber ebenfalls eine bezeichnende
Pflanze der Bergwiesen des Harzes (Dierschke 1997). Ihre Populationen der Schwermetallstandorte
sind somit auch nur eigene Ökotypen, bestenfalls (fakultative) Metallophyten
i. w. S., aber für Schwermetallrasen sehr bezeichnend. Die „echten“ Metallophyten
sind neben den Gräsern phänologisch-physiognomisch häufig die bestimmenden
Arten. Anfang Mai blühen bereits Minuartia verna ssp. hercynica und Armeria maritima
ssp. halleri, etwas später auch Silene vulgaris. Alle haben eine sehr lange Blütezeit, teilweise
bis in den Herbst hinein, wobei Armeria gewisse Blühwellen mit Pausen dazwischen
erkennen lässt. Andere Farbaspekte gibt es vor allem im Sommer dort, wo der
Schwermetalleinfluss geringer ist, z. B. durch Achillea millefolium, Campanula rotundifolia,
Galium album, Hieracium pilosella, Pimpinella saxifraga, Rumex acetosa, Thymus
pulegioides und/oder Viola tricolor.
Die Böden der Schwermetallvegetation können, teilweise schon auf kleinem Raum,
sehr unterschiedlich ausgebildet sein, von sehr flachgründig-skelettreichen Rohböden
bis zu rankerartigen, feinerdereicheren Ausbildungen mit unterschiedlich dicker
Humusauflage, wegen gehemmter Aktivität der Bodenorganismen teilweise als Rohhumus.
Schon Peter (1899: 30) hat auf eine eigenartige Pflanzengesellschaft des Harzes
mit Metallophyten hingewiesen, welche „die zahlreichen Schutthalden in der Umgebung
von Gruben und Bergwerken, die Schlackenfelder der Hüttenwerke, die Kiesbetten der
Harzbäche beherbergen“. Etwas genauere Hinweise auf Vorkommen und Verbreitung
von Schwermetallvegetation finden sich bereits bei Drude (1902), wenn er auch offenbar
die ökologische Bedeutung der Schwermetalle nicht kannte. Er beschrieb artenarme
Pflanzenbestände auf Flussschottern der Harzflüsse mit Armeria maritima ssp.
halleri, Arabidopsis halleri und Minuartia verna ssp. hercynica, die „in den Waldthälern
des unteren Harzes überall durch ihr Zusammenwachsen die Plätze früherer Kohlenmeiler
anzeigen …“ (S. 516). „Als schwache Art von endemischem Charakter hat Armeria
Halleri zu gelten, welche dem nördlichen Gebirgssaum des Harzes und seinen nach SW
gerichteten Flusstälern ein sehr charakteristisches Gepräge gibt. Schon Ende April stehen
die weitgedehnten Schotterwiesen an der Oker, Innerste u. s. w. in kräftigem Rot
von den auf kurzen, steifen Schäften in Menge neben einander aus demselben Polster
entspringenden kugeligen Köpfen dieser Armeria, die dann in unregelmäßiger Zeitfolge
den ganzen Sommer hindurch weiter blüht“ (S. 220). „Auf den an der Innerste liegen-
15
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 15 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
den Geröllflächen und Wiesen wachsen noch auf 1 Stunde Entfernung vom Flusse die
beiden Charakterpflanzen des Harzes, Alsine verna und Armeria Halleri im Diluvium bis
Ringelheim …“ (S. 304), also bis gut 10 km vom Harzrand entfernt. Es ist demnach
davon auszugehen, dass Schwermetallfluren noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts im
Harz und seinem Vorland in großer Ausdehnung vorhanden waren. Hellwig (2002)
beschreibt auch umfangreichere Bestände im Innerstetal bei Grasdorf oberhalb Hildesheim.
Die floristische Eigenart und Ähnlichkeit der Schwermetallrasen macht es
sinnvoll, alle Bestände, die wenigstens einen der drei genannten Metallophyten besitzen,
im Harz zu einer Assoziation zusammenzufassen. Es ist dies das schon frühzeitig
beschriebene Armerietum halleri Libbert 1930. Teilweise lassen sich bereits kleinräumig
mehr oder weniger deutliche Vegetationsunterschiede erkennen, die als verschiedene
Subassoziationen und Varianten eingestuft werden können.
4.2 Die Galmeigrasnelken-Gesellschaft
(Armerietum halleri Libbert 1930) im Harz
Die Galmeigrasnelken-Gesellschaft (botanisch Armerietum halleri) ist die charakteristische
Pflanzengesellschaft auf alten Abraum- und Schlackenhalden früherer Bergbau-
und Verhüttungsbetriebe und anderen mit Schlacken durchsetzten Substraten
mit hohen Gehalten an Schwermetallen sowie auf durch Pochsande kontaminierten
Flussschottern im Harz und seinem Vorland. Vor allem im Nordwestteil des Harzes gibt
es noch ein weit gespanntes Netz kleinerer und größerer Stellen mit hohen Schwermetallgehalten
inmitten „normaler“ Ausprägungen von Grasland bis zu Laubwäldern
und Fichtenforsten. Es gibt aber heute nur noch wenige Flächen, wo das Armerietum
in guter Ausbildung zu finden ist. Oft lassen sich nur noch einzelne Pflanzen erkennen,
die auf Schwermetallstandorte hinweisen. Gut ausgebildet und teilweise großflächiger
ist das Armerietum halleri vor allem auf den Schotterebenen von Innerste und
Oker zu finden. Wie Wuchsstörungen mit Chlorosen in den angrenzenden Getreideäckern
erkennen lassen, reichen die Kontaminationen teilweise weit über den heutigen
Bereich der Schwermetallrasen hinaus (Drude 1902). Auch die in diesen Bereichen
liegenden Haldenreste zeigen gut differenzierte Bestände. Dagegen ist das Armerietum
halleri auf Schlackenplätzen in den engen Harztälern nur noch selten weiträumig
vorhanden. Ausgedehntere Bestände gibt es außerdem auf den Bergwerkshalden bei
Lautenthal (Kap. 5.8).
Die folgende Beschreibung beginnt mit einer sehr artenarmen Pionierphase und endet
mit dichten, bereits in floristischer Degeneration befindlichen, wiesenartigen Beständen
des Armerietum halleri. Bedingt durch unterschiedliche Nährstoff- und Wasserversorgung
der Standorte sowie durch verschiedene Schwermetallkonzentrationen lassen
sich nach Dierschke & Becker (2008) eine Pionierphase (die nicht zur eigentlichen Assoziation
gehört) sowie drei Untergesellschaften der Galmeigrasnelken-Gesellschaft
unterscheiden (s. a. Ernst 1974):
Taubenkropfleimkraut-Pionierphase auf Halden aus grobem, durchlässigem Gesteinsund
Schlackenmaterial. Als erster Pionier der Phanerogamen tritt hier meist Silene
16
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 16 30.08.11 12:47

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Abb. 6: Stereocaulon dactylophyllum. Höhe des Flechtenkörpers 3 −5 cm. Foto: Hans-Ulrich Kison.
vulgaris auf, die von kleinen durchwurzelbaren Stellen aus ihre blaugrünen Triebe über
das Gestein schiebt und auch leichte Überschüttung erträgt. Wo etwas mehr Feinerde
angesammelt ist, kann Minuartia verna ssp. hercynica in winzigen Polstern hinzukommen
oder (auf Flächen in ebener Lage) auch der erste Pionier sein. Mit ihren weißen
Blüten bilden beide Sippen einen reizvollen Kontrast zum dunklen Untergrund. Die Pionierphase
kann sehr lange andauern und hat somit nicht selten den Charakter einer
Dauer-Pioniergesellschaft.
Neben dieser Pionierphase gibt es vor allem auf größeren Schlackenhalden, aber auch
auf sehr flachgründigen, steinreichen Standorten der Schotterfluren, Bestände mit
mehreren Flechtenarten, die mit bis zu 80 % Deckung eine auffällige grünlich-graue
Schicht am Boden bilden. Diese flechtenreiche Galmeigrasnelken-Gesellschaft wird
botanisch als Armerietum halleri cladonietosum chlorophaeae Ernst 1965 bezeichnet.
Neben verschiedenen Cladonien sind noch Cetraria aculeata und Stereocaulon dactylophyllum
als Differenzialarten zu nennen. Die Zahl der Gefäßpflanzen ist im Armerietum
cladonietosum gering. Auch ihr Deckungsgrad liegt oft unter 50 %, so dass den
Kryptogamen genügend Raum und Licht bleibt. Silene vulgaris ist in den Beständen
fast überall vorhanden, etwas weniger stet, teilweise mit größeren Polstern auch Minuartia
verna ssp. hercynica. Am wenigsten stet, aber oft durchaus mit guter Wuchskraft,
kommt Armeria maritima ssp. halleri hinzu.
17
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 17 30.08.11 12:47

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Abb. 7: Die Typische Galmeigrasnelken-Gesellschaft (Armerietum halleri typicum) in der Okeraue in
Goslar-Oker. Foto: Thomas Becker (10.6.2006).
Bei weiter voranschreitender Sukzession kann sich die Typische Galmeigrasnelken-
Gesellschaft (Armerietum halleri typicum Ernst 1965) entwickeln. Diese Gesellschaft
trägt ihren Namen zu Recht. Sie ist nicht nur das trennartenlose Mittelstück der Assoziation,
sondern mit häufigem Vorkommen und weiter Verbreitung sowohl auf Halden
als auch auf Schotterflächen das floristisch-ökologische Zentrum der Schwermetallrasen
im Harz (Dierschke & Becker 2008). Alle drei Charakterarten der Assoziation
sind hochstet vorhanden, nicht selten auch mit größerem Deckungsgrad. Teilweise
hohe Anteile der Gräser (Festuca ovina oder Deschampsia flexuosa) vermitteln den Eindruck
von Rasen oder Wiesen. Auf wechselfeuchten Standorten an Flüssen fällt gelegentlich
auch Molinia caerulea auf. Die Flechten zeigen oft eine eingeschränkte Vitalität.
Der Boden besitzt eine etwas stärkere Humusauflage. Das skelettreiche Substrat
darunter ist oft flachgründig, kann aber auch bis über 20 cm tief durchdringbar sein.
Bei weiter fortgeschrittener Bodenbildung und Bindung der Schwermetalle als Metallhumuskomplexe
entsteht als eine Abbauphase schließlich die Schafgarben-Galmeigrasnelken-Gesellschaft
(Armerietum halleri achilletosum millefoliae Ernst 1965).
Ausgedehnte Bestände dieser Subassoziation kommen vor allem im Überschwemmungsbereich
der Innerste und Oker vor. Zahlreiche Differenzialarten deuten auf geringeren
Schwermetalleinfluss und allgemein günstigere Wuchsbedingungen hin. Häufig
finden sich Plantago lanceolata, Galium album und Pimpinella saxifraga, weniger stet
Thymus pulegioides, Achillea millefolium, seltener Hieracium pilosella, Viola tricolor und
Cerastium holosteoides. Auch Molinia caerulea kommt häufiger vor. So liegt die Zahl
der Gefäßpflanzen pro Aufnahmefläche häufig bei 11 −15. Die Krautschicht ist deutlich
üppiger, die Deckung liegt überall über 50 %. Oft herrscht ein Grasaspekt, zu dem
18
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 18 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
vor allem Festuca ovina wesentlich beiträgt. Dagegen fehlt die in anderen Einheiten
häufige Deschampsia flexuosa fast ganz. Das hochstete Auftreten der drei Charakterarten
weist die Bestände noch deutlich in das Armerietum halleri; teilweise sind ihre
Pflanzen sogar besonders kräftig entwickelt. Auffällig ist das Zurücktreten selbst der
am weitesten verbreiteten Flechten, denen hier nicht mehr genügend Raum und Licht
bleibt. Dagegen können Moose, obwohl gering an Zahl, Deckungsgrade von 30 −50 %
erreichen. Oft sind es großblättrige Laubmoose, die einen dichten Unterwuchs bilden,
vor allem Scleropodium purum, dazu Pleurozium schreberi und Rhytidiadelphus squarrosus.
Sie tragen mit ihren absterbenden Resten zur Ausbildung dickerer Humusauflagen
bei. In der Bodengründigkeit gibt es kaum Unterschiede zum Armerietum typicum,
aber der Skelettgehalt ist meist niedriger, wobei größere Steine nur selten bis an die
Oberfläche reichen. Deutlich ist ein Ah-Horizont von 1 −4 cm entwickelt (Dierschke &
Becker 2008).
4.3 Schwermetalle in höheren Pflanzen
Als Konsequenz der hohen Schwermetallgehalte der Schmelzrückstände und der späteren
Anreicherung mit kontaminierten Pochsanden ist der Schwermetallgehalt der
Pflanzen besonders hoch. Mit Ausnahme von Kupfer weist der Zn-Hyperakkumulator
Arabidopsis halleri die höchsten Schwermetallgehalte auf. Die Vitalität von Armeria
maritima ssp. halleri, einer Pflanzenart mit hoher Resistenz gegen Cd, Cu, Pb und
Zn, ist ein guter Indikator für die pflanzenverfügbare Schwermetallkonzentration: je
höher die Zahl toter Blätter in einer Rosette ist, desto grösser ist die Ökotoxizität
des Wuchsortes. Die Wuchsform der mykorrhizierten Gräser Agrostis capillaris und
Deschampsia flexuosa lässt das geübte Auge ebenfalls die pflanzenverfügbare Menge
der Schwermetalle eines Bodens erkennen. Sehr kleine und offene Polster zeigen hohe
Schwermetallgehalte des Bodens an, während eine geschlossene Vegetationsdecke
eher auf eine gemäßigte Bodenbelastung hinweist.
Auf mäßig schwermetallbelasteten Böden haben einige Populationen der Hängebirke
(Betula pendula) eine bescheidene Schwermetallresistenz erworben, die durch eine
Symbiose mit dem Ektomykorrhizapilz Paxillus involutus (Ott et al. 2002) verstärkt
wird. Auch in Hängebirken kann der Schwermetallgehalt in den Blättern stark erhöht
sein, wobei die Zn-Konzentration im Birken-Blutungssaft bereits im Frühjahr ein guter
Indikator für die im Spätsommer und Herbst zu erwartenden Zinkbelastungen vollentwickelter
Blätter ist (Ernst & Nelissen 2008).
Die Besiedlung schwermetallreicher Flussauen hängt nicht nur vom Schwermetallgehalt,
sondern auch von anderen Umweltbedingungen ab. Ein grobkörniger Boden
hält die Feuchtigkeit schlechter fest als ein feinkörniges Substrat. Um die Trockenheit
der oberen Bodenschichten ertragen zu können, haben daher Pflanzen auf schotterreichen
Uferauen oft ein tiefreichendes Wurzelsystem. Pflanzenarten mit bis zu 3 m tief
reichenden Wurzeln, z. B. Armeria maritima ssp. halleri und Silene vulgaris, haben auch
während der Trockenperioden noch Zugang zum Grundwasser. Darüber hinaus haben
diese Pflanzenarten noch einen konstitutiv hohen Prolingehalt, der einen zellulären
19
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 19 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Schutz gegen Austrocknung bietet (Schat et al. 1997). Oberflächlich wurzelnde Pflanzen
wie Arabidopsis halleri sind dagegen an Mikrohabitate gebunden, deren Boden eine
hohe Wasserkapazität besitzt, oder sie wachsen in feuchteren Mulden. Arabidopsis
halleri ist daher auch die bezeichnende Art verschiedener Varianten des Armerietum
halleri auf feuchten Standorten (Dierschke & Becker 2008). Die nadelförmigen Blätter
von Minuartia verna ssp. hercynica bieten genügend Resistenz gegen eine längere Trockenperiode,
aber diese Pflanze erträgt keine Staunässe, so dass sie auf verdichteten
Böden fehlt.
4.4 Schwermetalle und Flechten
Auf vielen offenen Böden von Halden und Pochsandflächen hat sich eine artenreiche,
epigäische Flechtenflora mit vielen Strauchflechten entwickeln können, u. a. mit Cladonia
foliacea, Cl. arbuscula, Cl. macilenta ssp. floerkeana, Cl. furcata, Cl. mitis, Cl. pyxidata
s. l., Cl. rangiformis, Cl. cervicornis ssp. verticillata, Cetraria aculeata, Stereocaulon
dactylophyllum und St. vesuvianum (Ernst 1965, 1974; Dierschke 1969, Dierschke &
Becker 2008). Durch den geringen Bodenkontakt dieser Strauchflechten wird deren
Schwermetallgehalt weitgehend durch Schwermetalle in aufgewirbelten Stäuben oder
auch im aufspritzenden Regenwasser bestimmt. Darum ist das Schwermetallniveau
dieser Flechten sehr niedrig (Lange & Ziegler 1963, Ernst 1974). Die Regulation des
Schwermetallhaushaltes dieser Flechten ist noch unzureichend bekannt. In jedem Fall
scheint Cadmium durch Bindung an Phytochelatine detoxifiziert zu werden (Pawlik-
Skowronska et al. 2002).
Auf Schlackenstücken hat sich eine sehr spezifische epilithische (auf Steinen wachsende),
erzliebende (chalkophile) Flechtengesellschaft entwickelt, die in Deutschland
erstmals durch Schade (1933) als Acarosporetum sinopicae von sächsischen Bergwerkshalden
beschrieben wurde. Diese Krustenflechten sind auch auf den Schlackenhalden
im Harz weit verbreitet.
Die Analyse von Individuen von Lecidea fuscoatra von den Schlackenhalden südlich von
Bredelem zeigt, dass deren Schwermetallgehalt mit denen anderer orophiler Flechtenarten
dieses Standortes und von Grönland vergleichbar ist (Ernst et al. 2009: Tab. 6).
Der enge Kontakt dieser Krustenflechten mit den schwermetallhaltigen Schlacken und
Steinen resultiert in standort- und artspezifischen Schwermetallkonzentrationen. Lecanora
fuscoatra enthält viel weniger Kupfer als Acarospora sinopica von den Schlackenhalden
bei Bredelem und Lecanora polytropa von einem kupferreichen Felsen in Grönland
(Alstrup & Hansen 1977). Der Bleigehalt von Lecanora fuscoatra muss als extrem
hoch angemerkt werden. Der Eisengehalt dieser Flechte ist dagegen ebenso hoch wie
derjenige anderer orophiler Flechten. Auch andere Arten des Acarosporetum sinopicae
können reich an Kupfer und Eisen sein. Das Kupfer ist vor allem in den Pilzhyphen
des Flechtenthallus nachgewiesen, wo es an Oxalat (Purvis 1984) und/oder an
Norstictinsäure, eine spezifische Flechtensäure (Purvis et al. 1987), gebunden ist. Die
Bindung von anderen Schwermetallen an organische Zellkomponenten ist noch nicht
untersucht.
20
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 20 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Abb. 8: Rost-Kleinsporflechte Acarospora sinopica. Durchmesser eines Flechtenkörpers durchschnittlich
1 mm. Foto: Hans Ullrich.
Die nach derzeitiger Kenntnis im Raum Goslar-Harlingerode endemische, wohl chalkophile
Schwarznapf-Krustenflechte Lecidea ullrichii (s. a. Kap. 5.1) ist bisher nicht näher
untersucht.
5 Exkursion zu Standorten mit Schwermetallvegetation
5.1 Start im Weltkulturerbe Goslar-Rammelsberg
Wir beginnen unsere Route in der alten Kaiserstadt Goslar, die nach Urkundenlage 922
von Heinrich I. gegründet wurde. Der Erzbergbau am Rammelsberg (www.rammelsberg.de)
begann aber schon – wie erläutert – in der Bronzezeit. Goslar verdankte seinen
Wohlstand dem Silber des Rammelsbergs und war wegen dessen reichen Erzvorkommen
ein wichtiger Handelsplatz der Hanse. Mit dem Bau der Kaiserpfalz wurde um
1005 durch Kaiser Heinrich II. begonnen. Die neue Pfalz lief dem damaligen Machtzentrum,
der Pfalz Werla an der Oker, schnell den Rang ab und war vom 10. bis 12. Jahrhundert
ein wichtiger Sitz insbesondere der Salierkaiser. Sie war bereits im 11. Jahrhundert
für die Zeitgenossen derart eindrucksvoll, dass der Chronist Lampert von
Hersfeld vom „berühmtesten Wohnsitz des Reiches“ sprach.
Die Erzlagerstätte des Rammelsbergs war nach etwa 3.000jähriger Gewinnung 1988
weitgehend erschöpft, so dass der Bergbau eingestellt wurde. Im Rammelsberg wurden
insgesamt fast 30 Mio. t Metallerze abgebaut – der Berg war einer der produk-
21
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 21 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
8
3
1 2
4
7
6
4
Torfhaus
242
5
Abb. 9: Exkursionsroute: 1) Weltkulturerbe Rammelsberg, 2) Absetzbecken Gelmketal/Bollrich,
3) Okeraue, 4) Schulerhütte, 5) Sankt Andreasberg, 6) Frankenscharrnhütte, 7) Halden Lautenthal,
8) Naturschutzgebiet Schlackenhalde Bredelem. Grafik: Frank Giesselmann.
tivsten und reichsten Lagerstättenstandorte Europas. Ab 1989 wurde das Bergwerk zu
einem Museum umgebaut, das bis heute sowohl über als auch unter Tage den Erzabbau
und die Prozesstechnologie dieses bergbautechnischen Monuments in authentischer
Weise zeigt und auch konserviert. 1992 wurde das Erzbergwerk Rammelsberg
zusammen mit dem gut erhaltenen mittelalterlichen Stadtzentrum Goslars in die Liste
des UNESCO-Weltkulturerbes aufgenommen, 2010 ergänzt um die Anlagen der historischen
bergmännischen Oberharzer Wasserwirtschaft und des Klosters Walkenried.
Ein Besuch der Untertageanlagen des Rammelsbergs ist nahezu ein Muss für jeden
Harzbesucher. Achten Sie bei Ihrem Untertagebesuch auch auf die Mikrobiologie der
Grubenaufschlüsse, denn den übertägigen Metallophyten entspricht in den Bergwerken
mit Sulfiderzen das untertägige Vorkommen von acidophilen, chemoautotrophen
Bakterien. Sie verstärken bzw. beschleunigen die abiotische Oxidation – in Harzer
Bergwerken nachgewiesen sind z. B. Thiobacillus ferrooxidans und Arten der Gattungen
Leptospirillum sowie Ferrovum (Beyer 1987, Ziegler et al. 2009). Insgesamt ist diese
untertägige Geomikrobiologie noch wenig untersucht.
Für einen Kurzbesuch am Rammelsberg ist ein Blick in den Shop des Bergwerkmuseums
und eine Fahrt oder ein Spaziergang über den Nordhang des Rammelsbergs
bis zum Maltermeister Turm anzuraten, wo neben Halden mit Schwermetallvegetation
eine stark vom Bergbau reliefierte Landschaft durchquert wird. Historisch interessante
22
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 22 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Hohlwege lassen hier eine Vorstellung aufkommen, wie die Erze in früheren Zeiten
zu den Metallhütten transportiert wurden. Wir befinden uns hier im Naturschutzgebiet
„Blockschutthalden am Rammelsberg“ (NSG BR 058). Es wurde zum Schutz der
Schwermetallvegetation und speziell der Flechten 1983 ausgewiesen und 1990 auf
seine derzeitige Größe von rd. 18,5 ha erweitert. Zuständig ist der Landkreis Goslar als
untere Naturschutzbehörde. Auf den hier geschützten Schwermetall-Extremstandorten
wurden bisher 62 Flechtenarten nachgewiesen, darunter ein Acorosporetum sinopicae
mit 12 chalkophilen Arten. Das NSG ist der locus typicus der im Raum Goslar-Oker
endemischen Lecidea ullrichii Hertel, die 1982 von dem Goslarer Flechtenforscher
Hans Ullrich entdeckt und 1988 nach ihm benannt wurde (Ullrich & Schlicht 2001,
Bollmeier et al. 2001, NLWKN 2011b). Hans Ullrich war auch der Initiator der NSG-
Ausweisung.
5.2 Hüttenbetriebe und Altlasten in Goslar-Oker
Unser Weg führt uns zunächst nach Osten in den Goslarer Stadtteil Oker. Wir fahren
über die Straße Im Schleeke (B 498) vorbei an der Firma H. C. Starck GmbH nach
Oker. Sie wurde 1807 als Familienunternehmen Gebr. Borchers AG in Goslar gegründet
und hatte ihren Sitz in der Goslarer Altstadt. Diese Firma war aus einem historischen
Vitriolhof entstanden und beschäftigte sich zunächst vorwiegend mit der Raffination
von Rammelsberger Vitriolen und anderen Metallsalzen aus Nebenprodukten
des Harzer Bergbaus. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts erlangte das Unternehmen
überörtliche Bedeutung, als es mit der Aufarbeitung seltener Nichteisenmetalle
wie Wolfram, Kobalt und Nickel aus importierten Erzen begann. Während Wolfram
zunächst nur für die Stahlveredlung benötigt wurde, gab es für Kobalt schon eine
lange Tradition als Bestandteil der keramischen Farben (Kobaltblau). Bereits um 1890
produzierte und lieferte die Gebr. Borchers AG Kobaltoxide, aber u. a. auch Borsäure
und Borax (Froböse 1995). 1897 wurden die ersten Produktionsanlagen zur Herstellung
von Branntkalk und Kaliumpermanganat am neuen Standort Oker errichtet. Hier
entstand Zug um Zug die heutige Hauptproduktionsstätte der Firma. 1912/13 wurde
eine Arsen- und Schmelzhütte in Betrieb genommen. In ihr wurden Arsen, Kobalt, Kupfer
und Nickel durch Verarbeitung sog. Speisen, die von Metallhütten geliefert wurden,
gewonnen. Gleichzeitig mit der Metallgewinnung begann die Firma auch mit der
Herstellung von Pflanzenschutzmitteln. Die Gebr. Borchers AG zog 1924 von ihrem
Werksgelände in der Goslarer Innenstadt komplett nach Oker um, weil sich in der eng
bebauten Innenstadt die Umweltprobleme mehrten. 1935 übernahm die 1920 in Berlin
gegründete Fa. H. C. Starck die Aktienmehrheit der Gebr. Borchers AG, die in den
folgenden Jahren in die NS-Rüstungsproduktion eingebunden war. Die Firmengruppe
Gebr. Borchers/H.C. Starck gehört heute zu den wirtschaftlich bedeutendsten Betrieben
der Region Harz und stellt einen „Global Player“ in Sachen HighTech-Materialien
dar (www.hcstarck.de).
Über lange Zeit deponierte die Firma ihre Abfälle im Umfeld der Werksanlagen, die
heute problematische Altlasten darstellen. Ein Beispiel ist die eingezäunte Halde Halberstädter
Straße, auf der sich eine Schwermetallvegetation befindet (Kap. 5.3). Aber
23
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 23 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
auch im direkten Umfeld dieses Betriebes findet sich in reliktärer Form noch Schwermetallvegetation,
z. B. im Bereich der Bahnanlagen südöstlich des Firmengeländes.
Weiter nach Oker hinein geht die Straße in die Bahnhofstraße über. Wir unterqueren
hinter dem alten Bahnhof die Bahnbrücke und nehmen die erste Abzweigung rechts in
die Straße Stadtstieg, der wir bis zum Ende folgen. Dort parken wir und wandern ca.
50 m der Straße folgend den Hang hinauf. Linkerhand sehen wir bereits einen großen,
talsperrenartigen Damm, den wir soweit besteigen, wie es das Sperrschild gestattet.
Wir stehen unmittelbar an einer der problematischsten Schwermetall-Altlasten im
Bergbaugebiet Goslar-Rammelsberg – den Flotationsbecken im Bereich Gelmketal –
Bollrich. Der Grund ihrer Entstehung ist die extrem feine Verwachsung der Rammelsberger
Erze aufgrund der geochemischen Bedingungen während der devonischen Erzbildung.
Zur Gewinnung der Metalle musste darum das Roherz zu sehr feinem Staub
(

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
den die erforderlichen Maßnahmen des Bodenschutzes nach einheitlichen Maßstäben
festgesetzt und aufeinander abgestimmt (Landkreis Goslar 2004; Knolle 2005, 2009).
5.3 Schwermetallreiche Auen der Oker und Okerhütten
Nicht nur die Flussufer der Oker, sondern große Auenbereiche von Oker, Innerste und
Radau sind mit Schwermetallen kontaminiert. Am stärksten heben sich die ehemaligen
Standorte der alten großen Hütten bei Langelsheim und Oker-Harlingerode durch
hohe Schwermetallgehalte bodenchemisch aus der Umgebung hervor. Hier wählen wir
als Exkursionsziel einer kontaminierten Aue die Ufer der Oker im Goslarer Stadtteil
Oker. Wir fahren wieder hinab in die Innenstadt von Oker, halten uns links, dann über
die Bahnhofstraße zurück und nach dem Tor 1 der Firma H. C. Starck rechts, durchfahren
die Wolfenbütteler Straße und kommen an die hiesige Okerbrücke. Westlich
und östlich der Oker befinden wir uns hier im Bereich der schwermetallreichen Okerauen
– auf zahlreichen Flächen sind hier exemplarische Schwermetallrasen ausgebildet,
z.T. schon von der Straße aus zu erkennen (s. Abb. 7). Einige besonders kritische
Problembereiche sind mit Zäunen abgetrennt und dürfen nicht betreten werden,
u. a. linkerhand die 10 ha große Altlast Halberstädter Straße der Firmengruppe Gebr.
Borchers/H. C. Starck. Sie umfasst ein Volumen von 300.000 m 3 .
Einen guten Zugang zur Schwermetallvegetation finden wir auch über den vor der Okerbrücke
abzweigenden Straßenzug Mühlenstraße/Am Müllerkamp, den wir fast bis zur
Wendefläche am Ende befahren. Hier finden sich rechterhand einige über kurze Strecken
zu Fuß erreichbare Zugänge zur Okeraue mit einem großen Schwermetallrasen
unmittelbar an der Oker. Uns gegenüber befindet sich das Werksgelände der Firma
Grillo Zinkoxid GmbH, die ebenfalls noch heute Schwermetalle emittiert, vorwiegend
Zn, aber auch Cd und Pb. Auch im unmittelbaren Bereich des Betriebsgeländes dieses
Zinkproduzenten ist Schwermetallvegetation ausgebildet. Dieser Betrieb wurde 1911
als „Metall- und Farbwerke Hermann Pape KG“ zur Aufarbeitung der in den Hüttenwerken
von Oker-Harlingerode anfallenden Zinkoxide und zur Herstellung von Zinkoxid aus
zinkhaltigen Schlacken und Erzen gegründet. 1973 beschlossen die Grillo-Werke AG,
Duisburg, ihr in der Stadtmitte von Oberhausen gelegenes Zinkweißwerk aufzugeben
und verlagerten die Produktion Zug um Zug nach Goslar.
In der Vergangenheit hat die Oker in diesem Bereich große Mengen schwermetallreicher
Sedimente aus den Hüttenbetrieben in Goslar-Oker in den Auenbereichen abgelagert.
Außerdem wurden am Rand der Auen noch Schlacken u. a. Hüttenprodukte auf
Halden abgelagert, so dass eine sehr heterogene Schwermetallbelastung der Böden
in diesem Bereich vorliegt. Die Konzentration einzelner Schwermetalle kann zwischen
Mikrohabitaten um das Zehnfache auseinanderliegen. Wir befinden uns hier in einem
der Gebiete Norddeutschlands mit der höchsten Altlastendichte – und gleichzeitig mit
einem der besten Vorkommen von Schwermetallrasen.
Zu unserer Rechten befindet sich ein Bahndamm, der ein dahinter liegendes großes
Halden- und Altlastengelände verdeckt. Bereits 1527 errichteten die Herzöge von
25
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 25 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Braunschweig dort auf dem Betriebsgelände der dort heute ansässigen Hüttenbetriebe
Harz-Metall GmbH, C2P Germany GmbH und Norzinco GmbH Harzer Zinkoxide eine
Blei-Silber-Schmelzhütte – wohl auf dem Gelände von noch älteren Hüttenbetrieben.
Bis hinein in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts waren die Erze des Rammelsberger
Bergbaus die Basis der hiesigen hüttenmaßigen Gewinnung von Blei, Silber,
Kupfer und Zink sowie zahlreicher Nebenmetalle. Die Erschöpfung der Lagerstätten
und der Verfall der Metallpreise führten zu ständigen Betriebsanpassungen. Heute
recyceln die Harz-Metall GmbH, die 1986 aus dem Hüttenwerk Harz der Preussag AG
Metall entstand, und ihre Schwesterunternehmen auf dem Hüttengelände in Oker/
Harlingerode blei- und zinkhaltige Reststoffe sowie Polypropylen. Nach dem Zusammenschluss
der Blei- und Zinkaktivitäten der ehemaligen Peñarroya und der Preussag
AG Metall zur Metaleurop und anschließender Umfirmierung entstand 2007 die europäische
Recyclex Group mit Sitz in Paris. Die Harz-Metall GmbH betreibt heute eine
Akkuschrottaufbereitungs- und eine Drehrohrofenanlage. Die ebenfalls hier ansässige
Firma C2P Germany GmbH ist ein Tochterunternehmen der Harz-Metall GmbH und
produziert durch Polypropylen-Recycling ein Regranulat für die Automobilindustrie
(www.recylex-germany.com). Weiterhin hat ihren Sitz an diesem Standort die Norzinco
GmbH Harzer Zinkoxide, die aus einem Teilbetrieb der ehemaligen Zinkhütte Harlingerode
hervorging. In der unmittelbaren Nachbarschaft recycelt die Electrocycling GmbH
Elektro- und Elektronikgeräte.
Diese vielfältige Betriebsgeschichte hat eine Fülle von Altlasten, Deponien, Kontaminationsflächen
und belasteten Umweltmedien hinterlassen. Die hieraus resultierende
hohe Variabilität des Bodenschwermetallgehaltes und die Heterogenität der Bodenstruktur
spiegeln sich heute auch in der Mosaikstruktur der Vegetation wider. Die
geringe Wasserkapazität schotterreicher Lokalitäten erlaubt es nur tiefwurzelnden
Arten des Armerietum halleri, z. B. Armeria maritima ssp. halleri und Silene vulgaris,
sich hier anzusiedeln. Strauchflechten, z. B. Cladonia furcata, profitieren von vegetationsfreien
Stellen; ihre hohe Austrocknungsresistenz erlaubt es ihnen, ihren Wasserhaushalt
allein über Luftfeuchtigkeit und Regen zu decken.
An Kleinstandorten mit sehr feinkörnigen Sedimenten, die aber besonders schwermetallreich
sind (Eggers 2004), wachsen flach-wurzelnde Arten, z. B. Arabidopsis halleri
und Minuartia verna ssp. hercynica. An Stellen mit Festuca ovina hat sich über Schotter
und Feinsand ein humoser Boden entwickelt, der die Dominanz dieses Grases im
Schwermetallrasen erklären kann. Infolge der Metallbindung an die Humuskomponenten
wird nämlich die biologische Verfügbarkeit der Schwermetalle herabgesetzt, so
dass hier auch weniger schwermetallresistente Arten mit mykorrhizierten Wurzeln und
einer intermediären Wurzellänge, z. B. Plantago lanceolata und Rumex acetosa, wachsen
können.
An der Ufersteilkante der Oker hat sich ein Weidengebüsch aus Salix alba, S. caprea und
S. fragilis entwickelt (Brandes 1992). Wenn ein Teil der Weidenwurzeln in einem Flusssedimentabschnitt
mit so hohen Schwermetallgehalten wächst, dass eine Störung des
Mineralstoffwechsels verursacht wird, dann werden die Blätter chlorotisch (Ernst et al.
2009: Abb. 24). Dagegen bleiben die Blätter eines anderen Teils derselben Weide grün,
wenn dieser Teil der Weide in einem schwermetallärmeren Sedimentabschnitt wurzelt.
26
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 26 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Wir fahren die Oker flussabwärts, biegen vor der B6 rechts ab und folgen der Landstraße
nach Harlingerode, durchqueren den Ort und biegen auf der Hauptstraße rechts
in Richtung Oker ab. Rechterhand der hier kurvigen Straße befindet sich der Friedhof
von Harlingerode; unmittelbar am Ende des Friedhofs können wir rechts abbiegen,
überqueren die Bahnlinie und parken hier. Nach kurzer Wegstrecke erreichen wir das
linkerhand liegende Haldengelände der Hüttenbetriebe von Oker-Harlingerode mit gut
ausgeprägten Schwermetallrasen im unmittelbaren Umfeld der Halden. Zurück auf der
Hauptstraße, haben wir nach wenigen hundert Metern die Werkstore der Hüttenbetriebe
erreicht. Auch hier finden sich rechts und links der Straße hervorragend ausgebildete
Schwermetallrasen. Wir haben nunmehr das Hütten- und Haldengelände von
Oker-Harlingerode einmal fast umrundet.
5.4 Schlackenhalde der Schulerhütte im Nationalpark Harz
Wir fahren weiter am Werksgelände entlang und biegen dann nach links in Richtung
Bad Harzburg ab, durchqueren diese Stadt und fahren über die Ilsenburger Straße
bis in den Bad Harzburger Ortsteil Eckertal. Hier an der Gaststätte Eckertal rechts
bis zum Wendekreis am Ende der öffentlichen Straße, wo wir unseren Wagen parken.
Wir wandern das Eckertal hoch, überqueren linkerhand die Ecker auf dem Ilsenburger
Stieg und biegen dann nach rechts (Süden) in das Eckertal ab. Hier befinden wir uns
im „Grünen Band“ unmittelbar im ehemaligen Grenzstreifen der DDR. Nach etwa 1 km
erreichen wir die rechterhand liegende Schwermetallhalde, erkenntlich an der Informationstafel.
Die mittelalterliche Verhüttungsstätte der „Schulerhütte“ befindet sich hier nahe der
Ecker unterhalb des Kienberges. Bereits 1311 wird die Hüttenstätte unter diesem
Namen in einem Goslarer Urkundenbuch erwähnt. In der Schulerhütte wurden Rammelsberger
Kupfererze verhüttet. Bereits im 14. Jahrhundert soll der Schmelzbetrieb
an dieser Stelle aber wieder eingestellt worden sein. Von der einst umfangreichen
Halde wurde dann bis 1917 viel Material zur weiteren Verhüttung an anderer Stelle
abgefahren. Die heute offenen Schlackehalden tragen eine reiche Flechtenvegetation.
Als montanarchäologisches Denkmal im Nationalpark Harz schlagen sie eine Brücke
vom Natur- zum Kulturlandschaftsschutz (Kison & Klappauf 2010). Hier kann man die
Besiedlungsstadien der Schwermetallvegetation studieren. Folgende Sukzessionstadien
können unterschieden werden (vgl. Kap. 4.2):
Stadium 1: Die „nackten“ Schlacken werden zuerst von Krusten- oder Strauchflechten
besiedelt; Stadium 1 kann daher als Pionierstadium bezeichnet werden.
Stadium 2: Zwischen den Schlacken sammeln sich angewehtes und verwittertes Feinmaterial;
sie bilden zusammen mit abgestorbenen Pflanzenresten erste rudimentäre
Böden, auf denen sich dann Strauchflechten und Moose ansiedeln können, die ihrerseits
zur Bodenbildung beitragen. So werden die Spalten zwischen den Schlackebrocken
nach und nach aufgefüllt und es bilden sich schüttere Schwermetallrasen mit
zahlreichen Flechten und Moosen, die nach der vorherrschenden Flechtengattung
27
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 27 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Abb. 10: Die Schlackenhalde der historischen Schulerhütte. Foto: Hans-Ulrich Kison (1998).
Cladonia botanisch als Armerietum halleri cladonietosum bezeichnet werden. Insgesamt
verlaufen aber die Bodenbildung und damit auch die Sukzession der Vegetation
in diesem Zeitabschnitt und ganz besonders auf den Schlackenhalden (im Gegensatz
zu Halden aus Bruchgestein) besonders langsam.
Stadium 3: Über lange Zeiträume sammelt sich dann immer mehr Feinerde und Humus
an, so dass Gräser und andere krautige Pflanzen eindringen. Sie müssen jedoch die
immer noch sehr hohen Schwermetallkonzentrationen tolerieren können. So bilden
sich typische Schwermetallrasen aus, die ein Armerietum halleri typicum darstellen.
Die Schlackehalden sind auf diese Weise zu Ersatzlebensräumen der durch Bergbau
zerstörten natürlichen Erzausbisse geworden und werden in dieser wichtigen Funktion
auch im europäischen Schutzgebietssystem Natura 2000 besonders berücksichtigt.
Stadium 4: Durch die nun dichtere Vegetationsdecke kommt es zu stärkerer Bodenbildung
mit Akkumulationen von Humus. Die Lebensbedingungen der Pflanzen werden
jetzt einerseits durch die verbesserte Nährstoff- und Wasserversorgung und andererseits
durch die abnehmende Konzentration der Schwermetalle in der Bodenlösung
erleichtert, da es zur Bildung von unschädlichen Metallhumuskomplexen kommt. So bietet
die immer mächtiger werdende Bodenschicht allmählich auch Wuchsmöglichkeiten
für Gehölze. Zuerst erscheinen Zwergsträucher wie das Heidekraut (Calluna vulgaris)
oder es siedeln sich direkt Birken (Betula pendula) und Salweiden (Salix caprea) an. Gibt
es durch die Bodenschicht keine Verbindung mehr zur Schlacke, gehen die konkurrenzschwachen
Schwermetallzeiger unter den Pflanzen zurück. Die Vegetation unterscheidet
sich dann von derjenigen auf einer nicht-kontaminierten Halde kaum noch.
28
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 28 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Aus Sicht des Naturschutzes sind insbesondere die Stadien 1 −3 wichtig, da ihre
Schwermetallrasen als Ersatzlebensraum für sonst vom Aussterben bedrohte Arten
dienen. Die wichtigsten Schwermetalle ertragenden Arten unter den Blütenpflanzen
sind Hallers Grasnelke (Armeria maritima ssp. halleri), die Frühlingsmiere (Minuartia
verna ssp. hercynica) und Hallers Schaumkresse (Arabidopsis halleri). Häufig findet
sich hier auch das Taubenkropf-Leimkraut (Silene vulgaris). Die Schwermetallrasen
der Schulerhütte gehören heute zu den Pflegebereichen des Nationalparks. Um sie
zu erhalten, müssen Pflegemaßnahmen erfolgen, u. a. Entfernen von Gehölzen und
Bodenakkumulationen.
Zur hüttengeschichtlichen Orientierung in der Region kann in Ilsenburg ergänzend die
Fürst Stolberg-Hütte besichtigt werden (www.fuerst-stolberg-huette.de).
5.5 Schwermetallrasen im Ostharz und Harzvorland
Die Exkursion kann von hier weiter nach Osten fortgesetzt werden. Möglich ist z. B. der
Besuch der vom Regionalverband Harz (2010) beschriebenen Schwermetallvegetation
zwischen Hettstedt und Welfesholz am Ostrand des Harzes (Wanderung 2 im genannten
Band) oder der Schwermetallrasen am Silberkolk im Tal der Warmen Bode zwischen
Königshütte und Tanne (Wanderung 11). Von hier ist es nicht weit zum Besucherbergwerk
Drei Kronen und Ehrt bei Elbingerode, wo Ziegler et al. (2009) untertägig
die Bakteriengattungen Leptospirillum und Ferrovum nachwiesen. Auch im Raum Sangerhausen
finden sich Schwermetall-Extremstandorte auf Kupferschiefer (Egers dörfer
1997). Diese Exkursionserweiterung macht die Runde zu einer – allerdings empfehlenswerten
– Tagestour mit Übernachtung z. B. in Mansfeld oder der Lutherstadt Eisleben
in der klassischen Bergbauregion des Kupferschieferabbaus. Im Mansfelder
Kupferschieferrevier befindet sich eine großflächig mit Schwermetallen kontaminierte
Landschaft und damit korrespondierend auch ein Großvorkommen von Schwermetallvegetation.
In dieser Landschaft wurde auch der Populärname „Kupferblümchen“
geprägt. Die hiesigen Grundlagen (Genese der Erzlagerstätten und Geschichte des
Bergbaus) der Schwermetallvegetation hat Oertel (2003) beschrieben. Frotzscher
(2009) fand geochemische Hinweise darauf, dass auch der Bergbau im Mansfelder
Raum bereits bronzezeitlichen Ursprungs sein könnte. Beschreibungen und Analysen
der Schwermetallvegetation der Region Eisleben-Hettstedt finden sich bei Schubert
(1953) und der Bottendorfer Hügel im südöstlichen Harzvorland bei Schubert (1953)
sowie Becker et al. (2007). Eine Übersicht des Lebensraumtyps Schwermetallrasen in
Sachsen-Anhalt geben Jäger & Stolle (2002). Ein eigenständiger Exkursionsführer zu
diesen Schwermetallvegetationsflächen wäre wünschenswert.
Wer weniger Zeit hat, fährt zurück nach Bad Harzburg und von hier nach Süden in
Richtung Torfhaus – Braunlage. In Torfhaus legen wir einen orientierenden landschaftskundlichen
Zwischenstopp im neuen Nationalpark-Besucherzentrum TorfHaus (www.
torfhaus.info) ein. Noch hier bei Torfhaus am Westhang des Brockens, wo niemals Bergbau
stattfand und daher auch keine montanen Altlasten vorhanden sind, äußern sich
die historischen Hüttenrauchschäden der Oberharzer Hüttenanlagen durch Gebiete mit
>500 mg/kg Pb. Anschließend geht die Fahrt weiter nach Sankt Andreasberg.
29
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 29 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
5.6 Grube Samson und arsenreiche Böden in Sankt Andreasberg
Die Silberlagerstätte von Sankt Andreasberg genießt wegen ihres Reichtums an schönen
und seltenen Mineralen Weltruf – sie gilt als das „Schatzkästchen“ des Harzes.
Hier treten rund 20 verschiedene, meist geringmächtige Erzgänge auf, in denen komplex
zusammengesetzte Silbererze gefunden wurden. Im Gegensatz zu früheren Theorien,
die im Brockengranit den „universellen Erzspender“ sahen, geht man heute davon
aus, dass der Schwerpunkt der Erzbildung im Mesozoikum, also etwa zeitgleich mit
der Harz-Haupthebungsphase lag. In den dabei entstandenen, tief in den Gebirgskomplex
hinein reichenden Bruchspalten stiegen heiße, metall- und schwefelreiche Tiefenwässer
auf (Hydrothermen). Bei der Durchmischung mit kalten Oberflächenwässern
im Grundwasserbereich schieden sie ihre Lösungsfracht als Minerale aus und füllten
dabei offene Gangräume.
Das Bergwerksmuseum Grube Samson in Sankt Andreasberg zeigt Bergbautechnik
aus dem 18. und 19. Jahrhundert. Die bergbaulichen Anlagen sind teilweise noch im
Originalzustand erhalten. Die Tagesgebäude der Grube Samson beheimaten außerdem
das Harzer Roller Kanarien-Museum (www.harzer-roller.de) und bieten Einblicke
in eine wichtige Lebensgrundlage der Bergleute vor ca. 100 Jahren. Auch die weltweit
einzige noch in Betrieb befindliche Drahtseil-Fahrkunst macht die Grube international
bedeutungsvoll. Der Gaipel, die alten Holzgebäude und Wasserräder, die hölzerne Erzund
Beschädigtentonne und das originale Werkzeug vermitteln einen lebendigen Eindruck
der Arbeitsbedingungen der Bergleute im 19. Jahrhundert. Das große Kunstrad,
ein Wasserrad mit 12 m Durchmesser, wird während der Führung mit Wasser beaufschlagt
und in Bewegung gesetzt. Der Weg aus dem Bergwerk führt durch die ehemalige
Tagesrösche (Stollen) der Grube Samson – von dort können wir noch einen
Abstecher in das gegenüber gelegene Nationalparkhaus Sankt Andreasberg machen.
Die dortige Ausstellung vermittelt u. a., wie früher weite Teile der naturräumlichen Ausstattung
des Harzes im Dienste des Bergbaues standen – Wald- und Wasserressourcen
wurden nach Kräften ausgebeutet. Aufgrund der in dieser früheren Erzwäsche stattgefundenen
technischen Erzaufbereitungsprozesse sind die Böden und die abstromigen
Fließgewässer stark mit Schwermetallen belastet.
So hat der Bergbau im Harz die gesamte Natur stark verändert und prägt sie in Form
der im 19. Jahrhundert zur Deckung des Holzbedarfs für die Erzverhüttung großflächig
angepflanzter Fichtenforste bis heute. Auch heute noch wird das Wasser des Oderteiches,
das durch den Rehberger Graben nach Sankt Andreasberg fließt, genutzt: Sechs
Wasserkraftwerke, zwei davon im Samson-Schacht, versorgen die Stadt mit Strom.
Heute kann der gesamte elektrische Energiebedarf der Stadt umweltfreundlich aus
Wasserkraft gedeckt werden. Sehenswert sind auch das unweit der Grube Samson
gelegene Schaubergwerk „Catharina Neufang“ mit einem eindrucksvollen alten Abbauhohlraum
und das Lehrbergwerk „Grube Roter Bär“ sowie der Geologisch-Bergbauhistorische
Wanderweg am Beerberg. Dieses Gebiet ist die historische Wiege des Andreasberger
Bergbaus. Anhand vieler Infotafeln wird im Gelände auf Stollenmundlöcher,
Schachtöffnungen, Radstuben und ehemalige Kunstgräben hingewiesen. Diesen Weg
können wir vom Großparkplatz an der Andreasberger Sommerrodelbahn erwandern.
30
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 30 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Abb. 11: Sanierung der Pochsandhalde Zellerfelder Tal 2010. Foto: Siegfried Wielert.
Im Andreasberger Bergbaurevier gedeihen auf den arsenreichen Böden nur wenige
Pflanzenarten, die in der Lage sind, eine Arsenresistenz zu entwickeln. Es sind vor
allem die Gräser Agrostis capillaris, Deschampsia caespitosa und Holcus lanatus, die auf
vielen arsenreichen Böden Europas zu finden sind (Porter & Peterson 1975; Meharg &
Macnair 1991, 1992). Eine allein für arsenreiche Böden typische Vegetation ist nicht
vorhanden. Arsenat ist ein Analogon zum Phosphat; es konkurriert mit ihm an der Wurzelplasmamembran
um denselben Ionen-Transporter. Arsen-resistente Pflanzen können
als ersten Schritt im Arsenresistenzmechanismus den Hoch-Affinitäts-Phosphat/
Arsenat-Transport unterdrücken. Trotzdem gelangt noch viel Arsen in die Pflanze und
reichert sich in den Blättern an (Porter & Petersen 1975), so dass weitere (zelluläre)
Resistenzmechanismen notwendig sind (Ernst et al. 2009).
Von Sankt Andreasberg fahren wir über die Harzhochstraße (B 242) nach Clausthal-
Zellerfeld und können hier das Oberharzer Bergwerksmuseum (www.oberharzerbergwerksmuseum.de)
und die Ausstellung der Harzwasserwerke GmbH zum UNESCO-
Weltkulturerbe Oberharzer Wasserwirtschaft (www.harzwasserwerke.de) besuchen.
Von hier geht es weiter über das Zellbachtal, wo 2010 die dortige Pochsandhalde aufgrund
ihrer starken Emissionen in den Vorfluter saniert werden musste, zur B 242 in
das Innerstetal, wo wir den historischen Hüttenstandort Frankenscharrnhütte erreichen.
31
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 31 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
5.7 Einfluss der ehemaligen Frankenscharrnhütte bei Clausthal
auf ihre Umgebung
Die Erzschmelze Frankenscharrnhütte wurde um 1355 zur Gewinnung von Silber, Blei
und Kupfer errichtet und bis Dezember 1967 betrieben. Über 600 Jahre hat nicht nur
die Emission von Schwermetallen, vor allem von Blei, sondern auch von Schwefeldioxid
die weitere Umgebung belastet. Der Boden ist noch immer reich an Blei und übertrifft
fast alle Bodenbleigehalte der Erzgebiete des Harzes. Dagegen sind die Bodengehalte
an Cadmium, Kupfer und Zink nur mäßig erhöht. Nicht nur die Gesamtgehalte an Blei
sind extrem hoch, sondern auch die pflanzenverfügbaren Fraktionen, die mit CaCl 2 und
Wasser extrahiert werden können.
Die Langzeitwirkung der SO 2 -Emissionen hat zum Absterben aller Baumarten in der
Nähe der Hütte geführt. Allein eine Heide v.a. mit Calluna vulgaris, Deschampsia flexuosa,
Festuca ovina und Silene vulgaris war fähig, der Luftverunreinigung mit Schwefeldioxid
und Schwermetallen zu widerstehen. Wie die Schwermetallgehalte der Pflanzen
zeigen, war nicht nur die Emission von Blei hoch, sondern auch diejenige von
Cadmium und Zink. Die Bleikonzentrationen im Spross von Minuartia verna ssp. hercynica
sind so hoch, dass die Pflanze hier die Untergrenze für einen Blei-Hyperakkumulator
überschreitet (Ernst et al. 2009).
Abb. 12: Rauchschadensflächen in der unmittelbaren Umgebung der ehemaligen Frankenscharrnhütte.
Foto: Thomas Becker (10.6.2006).
32
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 32 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Heimhold (1987) hat 16 Jahre lang eine 150 m 2 große Fläche in dieser Heide untersucht
und auf den Steinen folgende Krustenflechten festgestellt: Porpidia crustulata,
Porpidia macrocarpa (fo. tuberculosa, fo. contigua, & fo. cineroatra), Trapelia coarctata
und Acarospora cf. scabrida.
Nach Schließung der Bleihütte 1967 blieb die Belastung des Bodens mit Blei und anderen
Schwermetallen als Umweltproblem weiter bestehen, während die Luftverunreinigung
durch Schwefeldioxid verschwand. Darum konnten SO 2 -empfindliche, aber
schwermetallresistente Pflanzen, z. B. Minuartia verna ssp. hercynica, diese schwermetallbelasteten
Böden wieder besiedeln, allerdings ohne die Dominanz des Heidekrautes
zu vermindern. Im Vergleich zu den Kräutern weist Calluna vulgaris relativ
geringe Schwermetallgehalte in seinen Stengeln und Blättern auf, da die Symbiose mit
dem ericoiden Mykorrhizapilz Hymenoscyphus ericae, einem Ascomyceten, die Translokation
der Schwermetalle vom Boden in die Pflanze herabsetzt (Bradley et al. 1981)
und dadurch eine wesentliche Komponente der Bleiresistenz des Heidekrautes ist.
Innerhalb einer Pflanzenzelle hat Blei eine hohe Affinität mit den Carboxylgruppen in
der Zellwand (Ernst 1974) und ist dadurch relativ immobil. Das Resultat ist einerseits
eine geringe Bleiverlagerung von der Wurzel zum Spross und andererseits eine bevorzugte
Akkumulation in alten Pflanzenteilen. Dieses Verhalten von Blei steht in Kontrast
zu den sehr mobilen Schwermetallen Kupfer, Eisen und Zink. Darum bestehen
innerhalb des Sprosses signifikante Unterschiede im Kupfer-, Eisen- und Mangangehalt
zwischen den niedrigen Gehalten in unteren, langlebigen alten Stengelteilen und den
hohen Gehalten in oberen, jungen Zweigen und einjährigen Blättern. Auch in anderen
Pflanzenarten tragen arbuskuläre Mykorrhizapilze zur Bleiresistenz bei, bei Gräsern
(Hoiland & Oftedal 1980) ebenso wie bei Viola tricolor und V. calaminaria (Hildenbrandt
et al. 1999).
Heute werden die Heideflächen durch regelmäßiges kontrolliertes Abflämmen von den
Niedersächsischen Landesforsten gemanagt, um den Biotopzustand zu erhalten.
5.8 Bergbauhalden bei Lautenthal
Wir folgen dem Innerstetal bis zur Bergstadt Wildemann, wo wir das Besucherbergwerk
19 Lachter-Stollen (www.19-lachter-stollen.de) und auch die von Ernst et al. (2004,
2009) beschriebenen Halden mit Schwermetallvegetation besichtigen können. Die
Fahrt geht dann weiter bis zur Bergstadt Lautenthal, wo wir das Bergbaumuseum Lautenthals
Glück (www.lautenthals-glueck.de) besichtigen können. Mitten im Ort biegen
wir nach rechts ab in Richtung Hahnenklee-Bockswiese und sehen bald nach Verlassen
der Ortslage rechterhand ein großes Haldengelände mit großflächiger Schwermetallvegetation.
Wir folgen der Ausschilderung „Maaßener Gaipel“ und befinden uns
bald mitten im historischen Gruben- und Haldengelände. Hier liegt das 12 ha große
FFH-Gebiet „Schwermetallrasen bei Lautenthal“ im Tal der Laute. Es erstreckt sich
über Höhen von ca. 400 −450 m NHN am nördlichen Unterhang des Kranichsberges.
Geprägt wird das Gebiet von Abraumhalden der hiesigen historischen Erzbergwerke.
33
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 33 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
In der ehemaligen freien Bergstadt Lautenthal wurde vom Anfang des 13. bis Mitte des
20. Jahrhunderts Bergbau betrieben. Ein abbauwürdiges Erzvorkommen war auf etwa
2 km Länge im Bereich zwischen Bromberg und Kranichsberg vorhanden. Die wichtigsten
Erze waren silberhaltiger Bleiglanz und Zinkblende, daneben fanden sich die
nicht nutzbaren Minerale Kalkspat und Quarz. Das Grubengelände wurde über mehrere
Schächte am Kranichsberg aufgeschlossen und der Abbau erfolgte unter Tage bis
in eine Tiefe von zuletzt rund 1.000 m. Um die Kunst- und Kehrräder der Schächte mit
Antriebswasser zu versorgen, wurde nach und nach ein aufwendiges System von Teichen
und Gräben geschaffen. Die Erze wurden zunächst in Pochwerken an der Innerste
aufbereitet, wo das Gestein mittels Wasserkraft zerkleinert und anschließend per Hand
sortiert wurde. Vor rund 100 Jahren entstand dann am Hang des Kranichsbergs eine
modernere maschinelle Aufbereitungsanlage. Die nicht nutzbaren Nebengesteine und
Minerale verblieben hier in Abraumhalden, wogegen das nutzbare Konzentrat in der bis
1967 betriebenen Lautenthaler Silberhütte zu Silber und Blei, später auch zu Zink und
Kupfer verarbeitet wurde. Aus wirtschaftlichen Gründen erfolgte 1930 die Betriebseinstellung,
doch noch bis 1956 erfolgten verschiedene Erkundungsarbeiten im Bergwerk.
Nachdem diese keine wirtschaftlich nutzbaren Erzvorkommen mehr ergaben, wurde
das Bergwerk endgültig geschlossen. Die alten Halden wurden von 1950 −1957 und
1971 −1975 abgetragen und in die Aufbereitung des Erzbergwerks Bad Grund gebracht.
Heute führt ein mit zahlreichen Schautafeln versehener Bergbau-Lehrpfad durch das
Gebiet (nach Baumann 2009).
Der schutzwürdige FFH-Lebensraumtyp 6130 (Schwermetallrasen) ist hier die Grundlage
des FFH-Gebietes „Schwermetallrasen bei Lautenthal“ (NI-144, EU-Melde-
Nr. 4127 −301). Im Südwesten des Gebietes befindet sich ein großer zusammenhängender,
nordexponierter Schwermetallrasen. Vermutlich hat man die Halden in diesem
Bereich zwischen 1971 und 1975 abgetragen und auf diese Weise ein natürlich anmutendes
Geländeprofil hergestellt. Die Vegetation hat sich seitdem offenbar ungestört
entwickelt. Der resultierende Schwermetallrasen ist lückig, flechten- und moosreich
und auch reich an allen kennzeichnenden Gefäßpflanzen und damit sehr typisch entwickelt.
Der Bestand der Frühlingsmiere (Minuartia verna ssp. hercynica) ist so groß, dass
der Hang zur Blütezeit weißlich überlaufen erscheint. Die Galmei-Grasnelke (Armeria
maritima ssp. halleri) kommt dagegen nur an weniger geneigten, besser wasserversorgten
Stellen zur Massenentfaltung. Derzeit ist keine Tendenz zur Vergrasung oder
Verbuschung erkennbar, was sicher auf dem geringen Alter des Schwermetallrasens
in Verbindung mit der steilen Hanglage beruht. Allerdings grenzen Pionierwälder mit
Weiden, Birken und Fichten an den Rasen an, so dass ein erhebliches Samenpotential
gegeben ist. Zum längerfristigen Offenhalten ist ein (nicht zu intensives) Betreten
durch Besucher grundsätzlich positiv zu sehen.
Weitere Teilflächen des Gebietes weisen ältere Abraumhalden in verschiedenen Ebenen
und mit wechselnden Expositionen auf. Die dadurch resultierende große standörtliche
Vielfalt spiegelt sich auch in der Vegetation wider: Die Steilhänge sind durch
Rutschungen nahezu vegetationsfrei, mäßig geneigte Hänge von lückigen und Verebnungen
von meist geschlossenen Schwermetallrasen bewachsen. In kleinen Senken
haben sich Grasfluren entwickelt. Das Aufkommen von Fichten ist hier vielerorts stark
und wird durch die überwiegende Nordexposition mit seinem feuchteren Mikroklima
34
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 34 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Abb. 13: Blick über einen Teil der Lautenthaler Schwermetallrasen am Kranichsberg. Foto: Karl-Christoph
Steingass (30.9.2010).
sicher begünstigt, stellenweise haben sich auch Weiden und Birken etabliert. Hier
war ein pflegebedürftiger Zustand erreicht, denn der Baumbewuchs bot mit seinem
Windschatten und der Humusakkumulation zunehmend gute Wuchsbedingungen für
hochwüchsige Arten, so dass die typische Schwermetallrasenvegetation immer mehr
überwachsen wurde (nach Baumann 2009). Aus diesem Grund haben die Niedersächsischen
Landesforsten, die einen Teil der Fläche besitzen, hier 2009 Renaturierungsmaßnahmen
zur Freistellung der Schwermetallvegetation durchgeführt.
Wir verlassen das Gebiet, fahren zurück in die Bergstadt und folgen dem Innerstetal
bergab bis zur Innerstetalsperre. Dieser Stausee wirkt als Sedimentfalle der durch den
Bergbau im Oberlauf mobilisierten Schwermetalle. Das nach dem Bau der Innerstetalsperre
abgelagerte Sediment weist 10.000 mg/kg Pb und 9.000 mg/kg Zn auf
(Nowak & Preul 1971). Knapp nördlich des Staudammes überqueren wir die Innerste –
hier sehen wir schon von der Straße aus rechterhand unmittelbar an der Innerste eine
Schlackehalde mit Schwermetallvegetation liegen. Nun durchqueren wir die von typischer
Harzer Bergbaufolgeindustrie geprägte Industriestadt Langelsheim und erreichen
knapp nördlich von Langelsheim, bereits im Nordharzvorland, das Naturschutzgebiet
„Schlackenhalde Bredelem“ südwestlich des Klärwerks Innerstetal am südlichen
Innersteufer.
35
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 35 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
5.9 Das NSG Schlackenhalde Bredelem
Das etwa 2,3 ha große Naturschutzgebiet „Schlackenhalde Bredelem“ (NSG BR 009)
befindet sich an der Innerste südlich von Bredelem in der Gemeinde Langelsheim
(nördliches Harzvorland) und grenzt an das Naturschutzgebiet „Mittleres Innerstetal
mit Kahnstein“ an. Bei der Halde handelt es sich um einen etwa 450 m langen und
20 −90 m breiten Auenstreifen am Westufer des Harzflusses Innerste. Auf dem trockenen
Flussschotter sind Erzschlackenhalden als Reste historischer Hüttenbetriebe erhalten
geblieben. Zum Schutz der Schwermetallvegetation und als gut erhaltenes Beispiel
eines Erzhüttenplatzes in diesem Teil des Harzvorlandes wurde das Naturschutzgebiet
1976 ausgewiesen. Um den langfristigen Erhalt des Gebietes zu gewährleisten, darf
das Naturschutzgebiet nicht betreten werden. Das Naturschutzgebiet liegt innerhalb
des FFH-Gebietes NI-121 (Innerste-Aue mit Kahnstein) und im EU-Vogelschutzgebiet
V 52 (Innerstetal von Langelsheim bis Groß Düngen). Es ist daher auch Bestandteil
des europäischen Netzes „Natura 2000“. Zuständig ist der Landkreis Goslar als untere
Naturschutzbehörde (NLWKN 2011a).
Die Schlackenhalden bei Bredelem stammen nicht aus der Bronzezeit (Ernst et al.
2004, 2009), sondern aus der frühen Neuzeit nach 1500 (mdl. Mitt. Dr. L. Klappauf,
Arbeitsstelle Montanarchäologie des Niedersächsischen Landesamtes für Denkmalpflege).
Seinerzeit waren die mit Holzkohle betriebenen Schmelzen nicht sehr effektiv
und es fand eine relativ einseitige Metallselektion statt. Dadurch ist der Schwermetallgehalt
der Schlackenhalden extrem hoch, besonders reich sind die Halden an Blei,
Eisen, Mangan und Zink.
Seit dem Mittelalter findet durch die oben beschriebene Belastung der Innerste mit
Pochsanden, die bei Hochwasser in der Aue abgelagert werden, eine Zunahme der
Schwermetallmengen statt. Als Resultat dieser Jahrhunderte andauernden Kontamination
sind polymetallische Böden entstanden, wobei die Schwermetallkonzentrationen
im Boden ungleichmäßig mosaikartig verteilt sind. Auf einigen Kleinflächen ist
die Anreicherung so hoch, dass sie die Schwermetallresistenz der Arten des Armerietum
halleri übertreffen und darum vegetationsfrei geblieben sind (Ernst et al. 2009,
Ernst & Nelissen 2000). Auf anderen Flächen erlauben eher gemäßigte Schwermetallgehalte
die Entwicklung einer geschlossenen Vegetationsdecke des Armerietum halleri
und bei sehr niedriger Belastung selbst das Überleben schwach schwermetallresistenter
Birken und Kiefern.
Von hier erreichen wir in kurzer Fahrt nach Norden die kleine Siedlung Kunigunde und
von dort wieder unseren Ausgangspunkt. Kunigunde liegt verkehrsgünstig zu den Eisenerzlagern
des nahen Salzgitter-Höhenzuges und ist aufgrund der Lage an der Innerste
gut mit Wasserkraft und Hüttenwasser zu versorgen. Daher gründete 1682 der Unternehmer
Jobst Edmund von Brabeck aus der Grafschaft Mark hier die Eisenhütte Kunigunde.
Zur Versorgung mit Eisenerzen aus dem Salzgitter-Höhenzug ließ sich Brabeck
1687 Bergbaurechte an der nahegelegenen Grenzlerburg verleihen. Der dortige Ausbiss
des späteren Ida-Lagers war schon seit längerem bekannt. Da das erschmolzene
Eisen aber eine schlechte Qualität hatte, wurde die Eisenhütte Kunigunde 1693 wieder
geschlossen. In Kunigunde befanden sich zudem Mühlenbetriebe und ein Kupferham-
36
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 36 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Abb. 14: Armerietum halleri im NSG Schlackenhalde Bredelem. Foto: Thomas Becker (10.6.2006).
mer. Auch eine Pulvermühle wurde errichtet – sie war bereits spätestens 1704/05
angelegt worden und belieferte die fiskalischen Bergwerke im Harz mit Schwarzpulver.
Zwischen 1860 und 1870 wurden die Werksanlagen der Pulvermühle nach Süden
erheblich erweitert. Trotz seiner Bedeutung verlor das Werk zu Ende des 19. Jahrhunderts
im Wettbewerb mit den konkurrierenden Großwerken immer mehr an Boden. Die
Erfindung des Dynamits, die Nobel auf der Basis des technischen Wissens der Harzer
Bergleute 1862 gelang, verursachte den Fortfall der Lieferungen zu den fiskalischen
Oberharzer Bergwerken und damit den Ausfall der sichersten und besten Einnahmen.
Seit Anfang des 20. Jahrhunderts bekam die Pulverfabrik große Lieferaufträge
über Sprengpulver und Sprengsalpeter von Kalibergwerken. Um den Lieferaufträgen
nachkommen zu können, musste die Fabrik erneut erweitert und mit neuen Anlagen
bestückt werden. Während des 1. und 2. Weltkrieges fand hier auch Kriegsproduktion
statt. Die nunmehr seit über 300 Jahren bestehende Pulverfabrik wird heute von der
WANO Schwarzpulver GmbH betrieben und stellt Schwarzpulver und Zündschnüre her
(Knolle et al. 2010). Auch hier befindet sich ein kleiner Schwermetallrasen.
6 Zusammenfassung
Der Harz ist reich an Erzvorkommen und weist zahlreiche Spuren ehemaliger Bergbauaktivitäten auf.
Der schon seit der Bronzezeit nachweisbare Erzbergbau hat seit dem Mittelalter sowohl im Gebirge
selbst als auch in den Vorländern des Harzes entlang der Flüsse, die aus dem Harz gespeist werden,
zu örtlich extremer Schwermetallkontamination geführt. Sie spiegelt sich bis heute in der Vegetation
wider. Dieser Exkursionsführer beschreibt eine Route durch den westlichen Teil des „Geoparks Harz .
Braunschweiger Land . Ostfalen“, entlang derer die Spuren des Bergbaus sowie die dadurch geprägte
Vegetation studiert werden können. Nach dem Start im UNESCO-Weltkulturerbe Goslar-Rammelsberg
37
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 37 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
gibt ein Besuch der bei Goslar-Oker befindlichen Absetzbecken schwermetallhaltiger Schlämme ein
dauerhaftes Zeugnis der Erzverarbeitung von ökotoxikologischer Relevanz und bietet einen guten
Landschaftsüberblick der bis heute in Betrieb befindlichen industriellen Hüttenanlagen von Oker-Harlingerode
mit ihren Halden. Ein Stopp an den Flussufern der Oker gibt die Möglichkeit, gut entwickelte
Bestände des Armerietum halleri auf schwermetallangereicherten Flusssedimenten zu studieren. Nahe
Ilsenburg und Langelsheim haben sich auf Schlackenhalden von historischen Metallhütten typische
Schwermetallrasen des Armerietum halleri entwickelt, bei Lautenthal gibt es entsprechende Pflanzenbestände
auf Abraumhalden des Metallerzbergbaus. In Sankt Andreasberg kann im Silbererzbergwerk
Samson die letzte funktionstüchtige „Fahrkunst“ der Welt besichtigt werden. In der Umgebung finden
sich anschauliche Beispiele einer an arsenreiche Böden angepassten Vegetation. Der Einfluss von
Emissionen der ehemaligen Silber- und Bleihütte „Frankenscharrnhütte“ bei Clausthal-Zellerfeld auf
die Vegetation ist ebenfalls noch gut zu erkennen.
Danksagung
Für hilfreiche Hinweise und freundliche Unterstützung danken wir Dr. Kathrin Baumann, Matthias Bock,
Dr. Hans-Joachim Franzke, Dr. Lothar Klappauf, Dr. Hartmut Knappe, Prof. Dr. Dieter Meischner, Andreas
Rutsch, Volker Schadach, dem Landkreis Goslar als untere Naturschutzbehörde (Rainer Schlicht) und
den Niedersächsischen Landesforsten (Dr. Michael Lücke und Karl-Christoph Steingaß).
7 Literatur
Alstrup, V. & Hansen, E.S. (1977): Three species of lichens tolerant of high concentration of copper. – Oikos,
29: 290 −293.
Baumann, A. (1984): Extreme heavy metal concentrations in sediments of the Oker river – A river draining an
old mining and smelting area in the Harz Mountains, Germany. – In: Nriagu, J.O. (Hrsg.): Environmental
Impacts of Smelters. J. Wiley & Sons, New York, S. 579 −591.
Baumann, K. (2009): Erhaltungs- und Entwicklungsplan für das FFH-Gebiet „Schwermetallrasen bei Lautenthal“
(FFH-Gebiet: NI-Nr. 144, EU-Melde-Nr. 4127 −301). – Hrsg.: Niedersächsisches Forstplanungsamt,
Wolfenbüttel, unveröff.
Baumbach, H. (2008): Zur Situation der Schwermetallrasen und ihrer Standorte im östlichen und südöstlichen
Harzvorland. – Naturschutz im Land Sachsen-Anhalt, 45: 3 −19.
Baumbach, H. & Hellwig, F.H. (2007): Genetic differentiation of metallicolous and non-metallicolous Armeria
maritima (Mill.) Willd. taxa (Plumbaginaceae) in Central Europe. – Plant Systematics and Evolution, 269:
245 −258.
Baumbach, H. & Schubert, R. (2008): Neue taxonomische Erkenntnisse zu den Charakterarten der Schwermetallvegetation
und mögliche Konsequenzen für den Schutz von Schwermetallstandorten. – Feddes
Repertorium, 119: 543 −555.
Becker, T., Brändel, M. (2007): Vegetation-environment relationships in a heavy metal-dry grassland complex.
– Folia Geobotanica, 42: 11 −28.
Becker, T. & Dierschke, H. (2008): Vegetation response to high concentrations of heavy metals in the Harz
Mountains, Germany. – Phytocoenologia, 38: 255 −265.
Becker, T., Brändel, M. & Dierschke, H. (2007): Trockenrasen auf schwermetall- und nicht schwermetallhaltigen
Böden der Bottendorfer Hügel in Thüringen. – Tuexenia, 27: 255 −286.
Beug, H.-J., Henrion, I. & Schmüser, A. (1999): Landschaftsgeschichte im Hochharz. Die Entwicklung der
Wälder und Moore seit dem Ende der letzten Eiszeit. – 454 S., Verlag Papierflieger, Clausthal-Zellerfeld.
Beyer, W. (1987): Microbiological in situ leaching of complex sulphide ores of the Rammelsberg, near
Goslar. – Erzmetall, 40: 597 −602.
Blottner, S., Frölich, K., Roelants, H., Streich, J. & Tataruch, F. (1999): Influence of environmental cadmium
on testicular proliferation in roe deer. – Reproductive Toxicology, 13: 261 −267.
38
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 38 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Bollmeier, M., Hartmann, G., Zang, H., Knolle, F., Schlicht, R. & Schadach, V. (2001): Förderverein Naturund
Umwelthilfe Goslar e.V. – Die private Naturschutzinitiative. – 96 S., Studio Volker Schadach, Goslar.
Boyd, R.S. & Martens, S.N. (1994): Nickel hyperaccumulated by Thlaspi monatnum var. montanum is acutely
toxic to an insect herbivore. – Oikos, 70: 21 −25.
Bradley, R., Burt, A.J. & Read, D.J. (1981): Mycorrhizal infection and resistance to heavy metal toxicity in
Calluna vulgaris. – Nature, 292: 335 −337.
Bradshaw, A.D. (1976): Pollution and evolution. – In: Mansfield, T. A. (ed.) Effects of Air Pollutants on Plants.
Cambridge University Press, Cambridge, S. 135 −159.
Brandes, D. (1992): Ruderal- und Saumgesellschaften des Okertals. Ruderal and skirt communities of the
Oker Valley (Lower Saxony). – Braunschweiger Naturkundliche Schriften, 4: 143 −165.
Brej, T. (1998): Heavy metal tolerance in Agropyron repens (L.) P. Bauv. populations from the Legnica copper
smelter area, Lower Silesia. – Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 62: 325 −333
Brooks, R.R. (1998): Plants that Hyperaccumulate Heavy Metals. Their Role in Phytoremediation, Microbiology,
Archaeology, Mineral Exploration and Phytomining. – CAB International, Wellingford, UK.
Brooks, R.R., Lee, J., Reeves, R.D. & Jaffré, T. (1977): Detection of nickeliferous rocks by analysis of herbarium
specimens of indicator plants. – Journal of Geochemical Exploration, 7: 49 −57.
Busby, C. & Schnug, E. (2008): Advanced biochemical and biophysical aspects of uranium contamination. –
In: de Kok, L. J. & Schnug, E. (Hrsg.): Loads and Fate of Fertlizer-derived Uranium. Backhuys Publishers,
Leiden, S. 11 −22.
Buttler, K.P. & Hand, R. (2008): Liste der Gefäßpflanzen Deutschlands. – Kochia, Beiheft 1: 1 −107.
Chardonnens, A.N., Koevoets, P.L.M., Van Zanten, A., Schat, H. & Verkleij, J.A.C. (1999a) Properties of
enhanced tonoplast zinc transport in naturally selected zinc-tolerant Silene vulgaris. – Plant Physiology,
120: 779 −785.
Chardonnens, A.N., Ten Bookum, W., Vellinga, S., Schat, H., Verkleij, J.A.C. & Ernst, W.H.O. (1999b) Allocation
patterns of zinc and cadmium in heavy metal tolerant and sensitive Silene vulgaris. – Journal of Plant
Physiology, 155: 778 −787.
Coleman, C.M., Boyd, R.S. & Eubanks, M.S. (2005): Extending the elemental defense hypothesis: dietary
metal concentrations below hyperaccumulator levels could harm herbivores. – Journal of Chemical Ecology,
31: 1669 −1681.
Dierschke, H. (1969): Pflanzensoziologische Exkursionen im Harz. Bericht über die Tagung der Floristischsoziologischen
Arbeitsgemeinschaft in Osterode vom 14. bis 16. Juni 1963. – Mitteilungen der Floristisch-
Soziologischen Arbeitsgemeinschaft, Neue Folge, 14: 458 −479.
Dierschke, H. (1997): Molinio-Arrhenatheretea (E1) – Kulturgrasland und verwandte Vegetationstypen. Teil
1: Arrhenatheretalia. Wiesen und Weiden frischer Standorte. – Synopsis der Pflanzengesellschaften
Deutschlands, 3: 1 −74, Göttingen.
Dierschke, H. & Becker, T. (2008): Die Schwermetall-Vegetation des Harzes – Gliederung, ökologische Bedingungen
und syntaxonomische Einordnung. – Tuexenia, 28: 185 −227.
Drude, O. (1902): Der Hercynische Florenbezirk. Grundzüge der Pflanzenverbreitung im mitteldeutschen
Berg- und Hügelllande vom Harz bis zur Rhön, bis zur Lausitz und dem Böhmer Walde. – In: Engler, A. &
Drude, O. (Hrsg.): Die Vegetation der Erde 6, Wilhelm Engelmann, Leipzig.
Egersdörfer, M. (1997): Vegetationskundliche Untersuchung der Feinstruktur von Extremstandorten auf
Gips, Zechsteinkalk und Kupferschiefer am Beispiel von Hainrode, Landkreis Sangerhausen. – Gipskarst
im Landkreis Sangerhausen 1997, Hrsg.: Förderverein Gipskarst Südharz e.V., S. 35 −59, Uftrungen,
online: www.karstwanderweg.de.
Eggers, B. (2004): Verteilung und Bindungsverhalten ausgewählter Schwermetalle in Aueböden der Oker und
Ecker (Harzvorland). – Dissertation, Technische Universität Braunschweig.
Ellenberg, H. & Leuschner, C. (2010): Vegetation Mitteleuropas mit den Alpen in ökologischer, dynamischer
und historischer Sicht. – 1.334 S., 6. Aufl., Ulmer, Stuttgart.
Emmerling, O. & Kolkwitz, R. (1914): Chemische und biologische Untersuchungen über die Innerste. – Mitteilungen
der Königlichen Landesanstalt für Wasserhygiene, 18: 167 −194.
39
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 39 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Ernst, W. (1965): Ökologisch-soziologische Untersuchungen in den Schwermetallpflanzengesellschaften
Mitteleuropas unter Einschluss der Alpen. – Abhandlungen aus dem Landesmuseum für Naturkunde zu
Münster in Westfalen, 27: 1 −54.
Ernst, W.H.O. (1974): Schwermetallvegetation der Erde. – G. Fischer, Stuttgart.
Ernst, W.H.O. (1976): Physiological and biochemical aspects of metal tolerance. – In: Mansfield, T.A. (Hrsg.):
Effects of Air Pollutants on Plants. Cambridge University Press, Cambridge, S. 115 −133.
Ernst, W.H.O. (1987): Population differentiation in grassland vegetation. – In: Van Andel, J., Bakker, J. P. &
Snaydon, R. W. (Hrsg.): Disturbance in Grasslands. Junk Publishers, Dordrecht, S. 213 −228.
Ernst, W.H.O. (1999): Biomarkers in plants. – In: Peakall, D. B., Walker, C. H. & Migula, P. (Hrsg.): Biomarkers:
A Pragmatic Basis for Remediation of Severe Pollution in Eastern Europe. Kluwer Academic Publishers,
Dordrecht, S. 135 −151.
Ernst, W.H.O. (2003): Evolution of adaptation mechanisms of plants on metal-enriched soils. – In: Larcher,
W.: Physiological Plant Ecology, 4. Aufl., Springer, Berlin, S. 433 −436.
Ernst, W.H.O. (2006): Der Grasnelkenrüssler Sibinia sodalis GERMAR 1824 auf Schwermetallrasen in
Deutschland (Col., Curculinonideae). – Mitteilungen der Arbeitsgemeinschaft Rheinischer Koleopterologen
(Bonn), 16: 7 −10.
Ernst, W.H.O. & Nelissen, H. J. M. (2000): Life-cycle phases of a zinc- and cadmium-resistant ecotype of
Silene vulgaris in a risk assessment of polymetallic mine soils. – Environmental Pollution, 107: 329 −338.
Ernst, W.H.O. & Nelissen, H.J.M. (2008). Bleeding sap and leaves of silver birch (Betula pendula) as bioindicators
of metal contaminated soils. – International Journal of Environment and Pollution, 33: 160 −172.
Ernst, W.H.O., Knolle, F., Kratz, S. & Schnug, E. (2004): Aspects of ecotoxicology of heavy metals in the
Harz region – a guided excursion. – Landbauforschung Völkenrode, 54: 53 −71.
Ernst, W.H.O., Krauss, G. J., Verkleij, J. A. C. & Wesenberg, D. (2008): Interaction of heavy metals with the
sulphur metabolism in angiosperms from an ecological point of view. – Plant Cell and Environment, 31:
123 −143.
Ernst, W.H.O., Knolle, F., Kratz, S. & Schnug, E. (2009): Aspekte der Ökotoxikologie von Schwermetallen in
der Harzregion – eine geführte Exkursion. – Journal für Kulturpflanzen, 61: 225 −246.
Froböse, R. (1995): Sonderwerkstoffe im Wandel der Zeit – Die Geschichte des Hauses H. C. Starck. – H. C.
Starck GmbH & Co. KG, Goslar.
Frotzscher, M. (2009): Geochemische Charakterisierung von mitteleuropäischen Kupfervorkommen zur Herkunftsbestimmung
des Kupfers der Himmelsscheibe von Nebra. – Dissertation, Martin Luther-Universität
Halle-Wittenberg, digital.bibliothek.uni-halle.de/hs/content/titleinfo/432396.
Geopark Harz . Braunschweiger Land . Ostfalen (2009): Geopark Harz . Braunschweiger Land . Ostfalen. Die
klassischen Quadratmeilen der Geologie. – Königslutter – Quedlinburg.
Haneklaus, S. & Schnug, E. (2008): A critical evaluation of phytoextraxtion on uranium-contaminated agricultural
soils. – In: de Kok, L. J. & Schnug, E. (Hrsg.): Loads and Fate of Fertilizer-derived Uranium. Backhuys
Publishers, Leiden, S. 111 −126.
Hartmann, R. (2000): Deskription der Schwermetallgehalte in Knochen, Organen und Haaren von Fledermäusen
(Chiroptera) im Zeitraum 1987 −1999. – Dissertation, Georg August-Universität Göttingen, webdoc.
gwdg.de/diss/2001/hartmann/hartmann.pdf.
Heimhold, W. (1987): Beobachtungen über die Sukzession von Pflanzenarten auf rauchgeschädigten Böden
im Bereich der ehemaligen Bleihütte Clausthal, unveröff.
Hellwig, M. (2002): Die Schwermetallbelastungen und die Schwermetallvegetation im Innerstetal. – Bericht
der Naturhistorischen Gesellschaft Hannover, 144: 3 −21.
Hildenbrandt, U., Kaldorf, M. & Bothe, H. (1999): The zinc violet and its colonization by arbuscular mycorrhizal
fungi. – Journal of Plant Physiology, 154: 709 −717.
Hoiland, K. & Oftedal, P. (1980): Lead tolerance in Deschampsia flexuosa from naturally lead polluted area
in S. Norway. – Oikos, 34: 168 −172.
Hülbusch, K.H., Hülbusch, I.M. & Krützfeld, A. (1981): Cardaminopsis halleri-Gesellschaften im Harz. – In:
Dierschke, H. (Red.): Syntaxonomie. Bericht Internationales Symposium IVV, Rinteln 1980: 343 −361,
Vaduz.
40
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 40 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Ietswaart, J. H., Griffioen, W.A.J. & Ernst, W.H.O. (1992): Seasonality of VAM infection in three populations
of Agrostis capillaris (Poaceae) on soil with and without heavy metal enrichment. – Plant and Soil, 139:
67 −73.
Jacquemart, S. (1958): Contribution à l’écologie des haldes calaminaires. 1. Colonisation d’un milieu neuf. –
Institut royal des Sciences naturelles de Belgique, 34: 1 −28.
Jäger, U. & Stolle, J. (2002): 6130 Schwermetallrasen (Violetalia calaminariae). – In: Die Lebensraumtypen
nach Anhang I der Fauna-Flora-Habitatrichtlinie im Land Sachsen-Anhalt. – Naturschutz im Land Sachsen-Anhalt
39, Sonderheft: 86 −90.
Johannes, D. & Krause, H. (1985): Ergebnisse biogeochemischer Untersuchungen im Bereich des Nordwestharzes.
– Erzmetall, 38: 432 −440.
Kison, H.-U. & Klappauf, L. (2010): Mittelalterliche Schlackehalden und Naturschutz. – Hrsg.: Nationalpark
Harz, Faltblatt, 8 S., Wernigerode, auch in www.nationalpark-harz.de.
Knolle, F. (1989): Harzbürtige Schwermetallkontaminationen in den Flußgebieten von Oker, Innerste, Leine
und Aller. – Beiträge zur Naturkunde Niedersachsens, 42: 53 −60.
Knolle, F. (2005): Auswirkungen des Mineral- und Gesteinsabbaus im Westharz – Das Beispiel der montaninduzierten
Schwermetallbelastung und des geplanten Teilabbaus des Iberges. – System Denkmalpflege –
Netzwerke für die Zukunft. Bürgerschaftliches Engagement in der Denkmalpflege, Arbeitshefte zur Denkmalpflege
in Niedersachsen, 31: 218 −220, auch in www.karstwanderweg.de.
Knolle, F. (2009): Bergbauinduzierte Schwermetallkontaminationen und Bodenplanung in der Harzregion. –
In: Breitkreuz, C. & Drebenstedt, C. (Hrsg.): Sustainable Mining and Environment – a German-Latin
American Perspective. – Freiberger Forschungshefte, C 523: 79 −84; auch in www.geoberg.de/text/
mining/09022401.php.
Knolle, F. & Knolle, F. (1983): Vogel- und Säugetierverluste durch Umweltbelastungen im Gebiet des Harzes.
– Vogelkundliche Berichte aus Niedersachsen, 15: 47 −49.
Knolle, F., Müller, R. & Vespermann, J. (2010): Geopark Harz . Braunschweiger Land . Ostfalen, Landmarke
18: Schloss Liebenburg. – Hrsg.: Regionalverband Harz e.V., Faltblatt, 12 S., Quedlinburg; auch in
www.harzregion.de.
Koop, U. (1989): Untersuchungen über die Schwermetallanreicherungen in Fischen aus schwermetallbelasteten
Gewässern im Hinblick auf deren fischereiliche Nutzung. – Dissertation, Georg August-Universität
Göttingen.
Köster, W. & Merkel, D. (1985): Schwermetalluntersuchungen landwirtschaftlich genutzter Böden und Pflanzen
in Niedersachsen. – Landwirtschaftskammer Hannover, LUFA Hameln.
Kraume, E. (1948): Die geschichtliche Entwicklung der Erzaufbereitung im Harz. – Erzmetall, 1: 1 −12
Kruckeberg, A.R. & Kruckeberg, A.L. (1990): Endemic metallophytes: their taxonomic, genetic, and evolutionary
attributes. – In: Shaw, A. J. (Hrsg.): Heavy Metal Tolerance in Plants: Evolutionary Aspects, CRC
Press, Boca Raton, S. 301 −312.
Küpper, H., Lombi, E., Zhao, F.J. & McGrath, S.P. (2000): Cellular compartmentation of cadmium and zinc in
relation to other elements in the hyperaccumulator Arabidopsis halleri. – Planta, 212: 75 −84.
Landkreis Goslar (2004): Bodenschutz und Bodenplanungsgebiet Harz im Landkreis Goslar. Eine Information
des Amtes für Wasser- und Bodenschutz beim Landkreis Goslar. – www.landkreis-goslar.de.
Lange, O.L. & Ziegler, H. (1963): Der Schwermetallgehalt von Flechten aus dem Acarosporetum sinopicae
auf Erzschlackenhalden des Harzes. I. Eisen und Kupfer. – Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen
Arbeitsgemeinschaft, Neue Folge, 10: 156 −183.
Lefèbvre, C. (1974): Population variation and taxonomy in Armeria maritima with special reference to heavymetal-tolerant
populations. – New Phytologist, 73: 209 −219.
Libbert, W. (1930): Die Vegetation des Fallsteingebietes. – Beiheft zum Jahresbericht der Naturhistorischen
Gesellschaft Hannover, 2: 1 −68.
Libbert, W. (1937): Die Steinfelder an der Oker. – Naturschutz, 18: 183 −186.
Macnair, M.R. (2002): Within and between population genetic variation for zinc accumulation in Arabidopsis
halleri. – New Phytologist, 155: 59 −66.
41
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 41 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Martens, S.N. & Boyd, R.S. (2002): The defensive role of Ni hyperaccumulation by plants: a field experiment.
– American Journal of Botany, 89: 998 −1003.
Matschullat, J., Niehoff, N. & Pörtge, K.H. (1991): Bergbau- und Zivilisationsgeschichte des Harzes am Beispiel
der Auelehmprofile der Oker (Niedersachsen). – Neue Bergbautechnik, 8: 322 −326.
Meharg, A.A. & Macnair, M.R. (1991): The mechanisms of arsenate tolerance in Deschampsia cespitosa (L.)
Beauv. and Agrostis capillaris L. – New Phytologist, 119: 291 −297.
Meharg, A.A. & Macnair, M.R. (1992): Suppression of the high affinity phosphate uptake system: a mechanism
of arsenate tolerance in Holcus lanatus L. – Journal of Experimental Botany, 43: 519 −524.
Meyer, C.F.W. (1822): Beiträge zur Chorographischen Kenntnis des Flussgebietes der Innerste in den Fürstenthümern
Grubenhagen und Hildesheim mit besonderer Berücksichtigung auf die Veränderungen, die
durch diesen Strom in der Beschaffenheit des Bodens und in der Vegetation bewirkt worden sind. Erste
Anlage zur Flora des Königreichs Hannover. – Herbst, Göttingen.
Monna, F., Hamer, K., Lévêque, J. & Sauer, M. (2000): Pb isotopes as a reliable marker of early mining and
smelting in the Northern Harz province (Lower Saxony, Germany). – Journal of Geochemical Exploration,
68: 201 −210.
Neumann, D., Zur Nieden, U., Schwieger, W., Leopold, I. & Lichtenberger, O. (1997): Heavy metal tolerance of
Minuartia verna. – Journal of Plant Physiology, 151: 101 −108.
Niedersächsisches Landesamt Für Denkmalpflege (2000): Auf den Spuren einer frühen Industrielandschaft.
Naturraum – Mensch – Umwelt im Harz. – Arbeitshefte zur Denkmalpflege in Niedersachsen, 21, Hameln.
NLWKN (2011a): Naturschutzgebiet „Schlackenhalde Bredelem“. – In: www.nlwkn.niedersachsen.de.
NLWKN (2011b): Naturschutzgebiet „Blockschutthalden am Rammelsberg“. – In: www.nlwkn.niedersachsen.
de.
Nowak, H. & Preul, F. (1971): Untersuchungen über Blei- und Zinkgehalte in Gewässern des Westharzes. –
Beihefte zum Geologischen Jahrbuch, 105: 1 −67.
Oertel, T. (2003): Untersuchung und Bewertung geogener und anthropogener Bodenschwermetallanreicherungen
als Basis einer geoökologischen Umweltanalyse im Raum Eisleben-Hettstedt. – Dissertation Martin-Luther-Universität
Halle-Wittenberg, sundoc.bibliothek.uni-halle.de/diss-online/03/03H191/.
Ott, T., Fritz, E., Polle, A. & Schützendübel, A. (2002): Characterization of antioxidative systems in the ectomycorrhiza-building
basidiomycete Paxillus involutus (Bartsch) Fr. and its reaction to cadmium. – FEMS
Microbiology Ecology, 42: 359 −366.
Pardey, A. (1999): Grundlagen des Naturschutzes auf Schwermetallstandorten in Nordrhein-Westfalen. Abiotische
Verhältnisse, Flora, Vegetation, Fauna, aktuelle Schutzsituation und zukünftige Zielsetzungen. –
Schriftenreihe der Landesanstalt für Ökologie, Bodenordnung und Forsten, 16: 7 −48.
Pardey, A. (2002): Naturschutz auf Schwermetallstandorten. Überblick über die aktuelle Situation in Deutschland,
Belgien und den Niederlanden. – Naturschutz und Landschaftsplanung, 34: 145 −151.
Pauwels, M., Willems, G., Roosens, N., Frérot, H. & Saumitou-Laprade, P. (2008): Merging methods in molecular
and ecological genetics to study the adaptation of plants to anthropogenic metal-polluted sites:
implications for phytoremediation. – Molecular Ecology, 17: 108 −119.
Pawlik-Skowronska, B., Sanità Di Toppi, L., Favali, M.A., Possati, F., Pirszel, J. & Skowronski, T. (2002):
Lichens respond to heavy metals by phytochelatins. – New Phytologist, 156: 95 −102.
Peter, A. (1899): Die Flora des Harzes. – In: Hoffmann, H. (Hrsg.): Der Harz: 22 −38. Unveränderter Nachdruck
1996, Leipzig.
Porter, E.K. & Peterson, P.J. (1975): Arsenic accumulation by plants on mine waste (United Kingdom). – Science
of the Total Environment, 4: 365 −371.
Pott, R. & Hellwig, M. (2007): Das Armerietum halleri Libbert 1930 aus dem Tal der Innerste am Nordrand
des Harzes. – Hercynia, Neue Folge, 40: 245 −255.
Purvis, O.W. (1984): The occurrence of copper oxalate in lichens growing on copper sulphide-bearing rocks
in Scandinavia. – The Lichenologist, 16: 197 −204.
Purvis, O.W., Elix, J.A., Broomhead, J.A. & Jones, G.C. (1987): The occurrence of copper-norstictic acid in
lichens from cupriferous substrata. – The Lichenologist, 19: 193 −203.
42
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 42 30.08.11 12:48

Friedhart Knolle et al. 1–44
Band 10 2011
Regionalverband Harz e.V., Hrsg. (2010): Unterwegs im Natur- und Geopark – Harzer Pflanzenwelt erleben. –
Quedlinburg.
Schade, A. (1933): Das Acarosporetum sinopicae als Charaktermerkmal der Flechtenflora sächsischer Bergwerkshalden.
– Sitzungsberichte und Abhandlungen der Naturwissenschaftlichen Gesellschaft Isis Dresden,
1932: 131 −160.
Schat, H., Sharma, S.S. & Vooijs, R. (1997): Heavy metal-induced accumulation of free proline in a metaltolerant
and a nontolerant ecotype of Silene vulgaris. – Physiologia Plantarum, 101: 477 −482.
Schubert, R. (1953): Die Schwermetallpflanzengesellschaften des östlichen Harzvorlandes. – Wissenschaftliche
Zeitschrift der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Mathematisch-Naturwissenschaftliche
Reihe, 3: 51 −70.
Schubert, R. (1954): Die Pflanzengesellschaften der Bottendorfer Höhe. – Wissenschaftliche Zeitschrift der
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe, 4: 99 −120.
Schulz, A. (1912): Über die auf schwermetallhaltigen Boden wachsenden Phanerogamen Deutschlands. –
Jahresbericht des Westfälischen Provinzial-Vereins für Wissenschaft und Kunst, 40: 210 −227.
Thalius, J. (1588): Sylva Hercynica, sive catalogus plantarum sponte nascentium in montibus et locis vicinis
Hercynae. – Frankfurt a. M.
Ueno, D., Iwashita, T., Zhao, F.J. & Ma, J.F. (2008). Characterization of Cd translocation and identification
of the Cd form in xylem sap of the Cd-hyperaccumulator Arabidopsis halleri. – Plant and Cell Physiology,
49: 540 −548.
Ullrich, H. & Schlicht, R. (2001): Flechten am Rammelsberg – Eine Erfolgsgeschichte. – In: Roseneck, R.:
Der Rammelsberg. Tausend Jahre Mensch – Natur – Technik. Bergbau als Kulturträger. Rammelsberger
Schriften 1, Band 2: 390 −401, Verlag Goslarsche Zeitung, Goslar.
Valde-Nowak, P., Klappauf, L. & Linke, F.-A. (2004): Neolithische Besiedlung der Mittelgebirgslandschaften:
Fallstudie Harz. – Nachrichten aus Niedersachsens Urgeschichte, 73: 43 −48.
van Assche, F. & Clijsters, H. (1986): Inhibition of photosynthesis in Phaseolus vulgaris by treatment with
toxic concentration of zinc: effect on ribulose-1,5-bisphosphate carboxylases/oxygenase. – Journal of
Plant Physiology, 125: 355 −360.
Vekemans, X., Lefèbvre, C., Colaud, J., Blaise, S., Gruber, W., Siljak-Yakovlev, S. & Brown, S.C. (1996): Variation
in nuclear DNA content at the species level in Armeria maritima. – Hereditas, 124: 237 −242.
Verkleij, J.A.C., Lugtenborg, T.F., Ernst, W.H.O. (1989): The effect of geographical isolation on enzyme polymorphism
of heavy-metal tolerant populations of Minuartia verna (L.) Hiern. – Genetica, 78: 133 −143.
von Hodenberg, A. & Finck, A. (1975): Untersuchung über toxische Wachstumsschäden an Getreide und
Rüben im Harzvorland. – Landwirtschaftliche Forschung, 28: 322 −332.
von Schroeder, J. & Reuss, C. (1883): Die Beschädigung der Vegetation durch Rauch und die Oberharzer Hüttenrauchschäden.
– Paul Parey, Berlin.
Wisskirchen, R. & Haeupler, H. (1998): Standardliste der Farn- und Blütenpflanzen Deutschlands. – Ulmer,
Stuttgart.
Ziegler, S., Ackermann, S., Majzlan, J. & Gescher, J. (2009): Matrix composition and community structure
analysis of a novel bacterial pyrite leaching community. – Environmental Microbiology, 11: 2329 −2338.
Anschriften der Verfasser
Dr. Friedhart Knolle und Dr. Hans-Ulrich Kison
Nationalparkverwaltung Harz
Lindenallee 35
38855 Wernigerode
E-Mail: knolle@nationalpark-harz.de; kison@nationalpark-harz.de
Prof. Dr. Wilfried H.O. Ernst
Vrije Universiteit Amsterdam
Faculty of Earth and Life Sciences
De Boelelaan 1085,
NL-1081 HV Amsterdam
E-Mail: who.ernst@quicknet.nl
43
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 43 30.08.11 12:48

Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen Geopark Harz
Prof. Dr. Hartmut Dierschke und Dr. Thomas Becker
Georg-August-Universität Göttingen
Albrecht von Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften
Untere Karspüle 2
37073 Göttingen
E-Mail: hdiersc@gwdg.de; tbecker@gwdg.de
Dr. Sylvia Kratz und Prof. Dr. mult. Ewald Schnug
Julius Kühn-Institut
Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde
Bundesallee 50
38116 Braunschweig
E-Mail: sylvia.kratz@jki.bund.de; ewald.schnug@jki.bund.de
44
BNS_2011_Band_10_001-148_CS4.indd 44 30.08.11 12:48