Schwermetallvegetation, Bergbau und Hüttenwesen im westlichen ...

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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
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