Geologie, Böden und Wasserhaushalt

Bei den Standorten der drei Freiland-Versuchsflächen, die in unterschiedlichen Bereichen der ehemaligen Absetzerhalde angelegt wurden, handelt es sich nicht um gewachsene Böden als Produkt einer von unterschiedlichen Faktoren beeinflussten Bodenentwicklung, sondern um geschüttetes Haldenmaterial.

Die wichtigsten Kennwerte zur dem Naturraum Ronneburger Acker- und Bergbaugebiet zugrunde liegenden Geologie, den darüber entstandenen Böden und dem auch nutzungsbedingt problematischen Wasserhaushalt sind in Tab. 1 dargestellt.

Tab. 1: Kennwerte zu Geologie, Böden und Wasserhaushalt im Naturraum Ronneburger Acker- und Bergbaugebiet (Hiekel et al. 2004)

Naturraum Geologie Böden Wasserhaushalt

Ronneburger sandigem Lehm mit Schluff- und Lehm-Vega

Zur Zusammensetzung des Haldenmaterials findet sich bei Sänger (1993) eine Aufstellung.

Demnach bestand die bei Abschluss ihrer Aufschüttung 1970 rund 85 m hohe Absetzerhalde (Meereshöhen von 290 bis 375 m) aus verstürzten Massen des unmittelbar benachbarten Tagebaus Lichtenberg. Diese setzten sich anteilig aus 40 % Unterdevonschiefer, 30 % Ockerkalkgruppe, 20 % unterer und oberer Graptolithenschiefer, 5 % Lederschiefer und 5 % Diabas zusammen. Hohe Gehalte an Eisensulfiden Pyrit und Markasit (5-7 %) sowie an organischem Kohlenstoff (10-12 %) im silurischen Schwarzschiefer führten durch Oxidationsprozesse in den Bruchmassen immer wieder zu endogenen Bränden, die durch Abdeckungen mit inertem Material bekämpft wurden. Dabei wurden im Verlauf der Zeit unterschiedliche Substrate verwendet: Überwiegend lehmiges Material aus dem Sandtagebau Lichtenberg, überwiegend sandiges Material aus einem Kulturbodenaufschluss, Material mit hochwertigem Lösslehm aus den Randbereichen des Lehmtagebaus sowie pleistozänes Material aus der Erztagebauerweiterung. Insgesamt wurden etwa 75 % der Haldenoberfläche mit Abdeckungen versehen, die auf den Plateauflächen im Schnitt 1 m, auf den Böschungen etwa 2 m mächtig waren.

4. Klima

Das Ronneburger Acker- und Bergbaugebiet befindet sich im Klimabereich „Südostdeutsche Becken und Hügel“ (UBA 2005) bzw. im „Mitteldeutschen Berg- und Hügelland-Klima“

(Klimaatlas 1953) und ist dem Klimabezirk „Thüringisch-Sächsisches Mittelgebirgsvorland“

zuzuordnen (Hiekel et al. 2004). Das Klima ist subkontinental bis kontinental geprägt und bezogen auf gesamt Thüringen verhältnismäßig warm und trocken. Einige wichtige klimacharakteristische Merkmale des Klimabereichs und -bezirks sind in Tab. 2 zusammengefasst.

Tab. 2: Klimacharakteristische Merkmale des Klimabereichs „Südostdeutsche Becken und Hügel“ (UBA 2005), des Klimabezirks „Thüringisch-Sächsisches Mittelgebirgsvorland“ (Hiekel et al. 2004) sowie langfristige Klimawerte der DWD-Messstation Flughafen Gera-Leumitz (1990; Niederschlag: 1961-1990 u. 1971-2000)

Langjährige Mittelwerte

Klimabereich

„Südostdeutsche Becken und Hügel“

Klimabezirk

„Thüringisch-Sächsisches

Mittelgebirgsvorland“

DWD-Messstation Flughafen Gera-Leumitz

Jahrestemperatur 6,7 bis 9,6°C 7,9 bis 8°C 7,8°C

Januartemperatur 0 bis - 1°C - 1,3°C

Julitemperatur 17 bis 17,5°C 16,7°C

Jahresniederschläge 450 - 891 mm < 600 - 650 mm 592 - 625 mm

Geringster Niederschlag Februar 32 - 35 mm

Höchster Niederschlag Juni/Juli/Aug.

67-73 mm

Nebeltage 40

Schneedecke > 10 cm 0 - 95 Tage Sonnenscheindauer 1.412 bis 1.608 h Überwiegend

vor-herrschende Wind-richtung in freien Lagen

Südsüdwest - Westsüdwest

In der Untersuchungsregion liegt die mittlere Jahrestemperatur im langjährigen Mittel bei 7,8°C, die durchschnittliche Temperatur während der forstlichen Vegetationszeit von Mai bis September bei 14,7°C. Der langjährige mittlere Jahresniederschlag beträgt 592-625 mm, in der forstlichen Vegetationszeit von Mai bis September sind es im Schnitt 282-326 mm (s. Tab. 3).

Das Jahr 2005 lag mit einer Durchschnittstemperatur während der Vegetationszeit von 15,8°C um 1,1°C über dem langjährigen Mittel. Der insgesamt in der Vegetationszeit gefallene Niederschlag bewegte sich mit 298 mm im Rahmen des langjährigen Mittels.

Tab. 3: Durchschnittstemperatur [°C] und Niederschlagssumme [mm] im langjährigen Mittel (DWD-Wetterstation Gera-Leumitz) u. während des Versuchszeitraumes (Wismut-(DWD-Wetterstation Ronneburg)

1961-1990 bzw. 1971-2000 2005 2006

Jahr Veg.Zeit Veg.Zeit Jahr Veg.Zeit

°C mm °C mm °C mm °C mm °C mm

7,8 592-625 14,7 282-326 15,8 298 10 471 17,9 250

UNTERSUCHUNGSGEBIET

Abb. 1: Temperatur (Monatsmittel); langjähriges Mittel 1961-1990 (DWD-Wetterstation Flughafen Gera-Leumitz) sowie 2005 (Wismut-Wetterstation Ronneburg Hochplateau Absetzerhalde; keine Werte für Jan-Feb) und 2006 (Wismut-Wetterstation Ronneburg Tagebau)

Die Niederschlagsverteilung im Anlagejahr war allerdings problematisch für die Jungpflanzen.

Nach einem kalten, niederschlagsreichen Februar und einem langen Spätwinter mit Schnee bis weit in den März folgte ein sehr trockenes, warmes Frühjahr. Vor allem der April 2005 (Monat der Pflanzung) wich mit Temperaturen von durchschnittlich 9,3-10,1°C und einem Gesamtniederschlag von 7,6-9,5 mm erheblich vom langjährigen Monatsmittel (7°C und 48,8-57,1 mm) ab (s. Abb. 1, Abb. 2).

Der regenreiche Juli mit zum Teil sehr ergiebigen Niederschlägen konnte das Niederschlagsdefizit der vorangegangenen Monate etwas auffüllen; die klimatische Wasserbilanz (die Differenz aus der Summe des Niederschlages und der Summe der potenziellen Verdunstung) des Jahres 2005 blieb jedoch insgesamt negativ (TMLNU 2005).

Abb. 2: Monatliche Niederschlagsmenge; langjähriges Mittel 1971-2000 (DWD-Wetterstation Flughafen Gera-Leumitz) sowie 2005 (Wismut-Wetterstation Ronneburg Hochplateau Absetzerhalde; keine Werte für Jan-Feb) und 2006 (Wismut-Wetterstation Ronneburg Tagebau)

In 2006 war die Durchschnittstemperatur sowohl im Jahresmittel als auch während der Vegetationszeit um 2,2°C höher als im langfristigen Mittel. Der während des gesamten Jahres und auch der in der Vegetationszeit gefallene Niederschlag lag mit 471 bzw. 250 mm rund 25 %

-5 0 5 10 15 20 25

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Monatsmittel Temperatur [°C]

langjähriges Mittel (1961-1990) 2005 2006

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Monatliche Niederschlagsmenge [mm]

1971-2000 2005 2006

Auf einen langen Winter mit geschlossener Schneedecke bis in den März folgte ein bezüglich der Lufttemperaturen und Niederschläge relativ durchschnittliches Frühjahr.

Nachdem der Juni mit nur wenigen Regentagen bereits deutlich trockener und wärmer als der langfristige Monatsdurchschnitt war, stieg die Juli-Mitteltemperatur auf 23,5°C an und lag damit um 6,8°C über dem langjährigen Mittel (s. Abb. 1). Damit war der Juli 2006 der bis dahin wärmste Monat seit Beginn der meteorologischen Aufzeichnungen. Die Niederschläge (s. Abb. 2) lagen mit 45 mm wie im Juni (39 mm) erheblich unter den Normalwerten (73 bzw. 71 mm) und fielen im Juli meist in Form von teils unwetterartigen Gewitterschauern. Dabei floss ein Großteil des Wassers oberflächlich ab, ohne die Bodenwasservorräte aufzufüllen. Als Folge des Sommers 2006, der Parallelen mit dem des Jahres 2003 aufwies, traten in Thüringen vielfach Hitze- und Dürreschäden an Kulturen und Altbeständen (Altbuchen) sowie Trockenschäden und Absterbeerscheinungen an Birken auf. Erst ab Ende Juli und vor allem im August verminderte sich das Bodenfeuchtedefizit (TMLNU 2006).

Aufgrund der zunächst geringen Oberflächenrauhigkeit ausgeräumter Haldenlandschaften weht an solchen Standorten meist ein stetiger Wind, der zur Austrocknung der obersten Bodenschicht beiträgt. Die von der WISMUT im Bereich der Versuchsflächen durchgeführten Windmessungen ergaben für 2005 und 2006 typische Tagesmittelwerte von im Monatsdurchschnitt zwischen 2,8 und 6,5 m/s, was Windstärken von 2 (leichter oder sehr schwacher Wind) bis 4 (mäßiger Wind) entspricht. In Böen wurden Windgeschwindigkeiten von maximal 24,5 m/s erreicht (Sturmböen und schwere Sturmböen der Windstärke 9-10).

In einer 2005 veröffentlichten Studie des Potsdam-Institutes für Klimafolgenforschung (PIK) im Auftrag des Umweltbundesamtes zum Klimawandel in Deutschland (UBA 2005) wird der Klimabereich „Südostdeutsche Becken und Hügel“ zusammen mit dem „Nordostdeutschen Tiefland“ deutschlandweit als zukünftig am stärksten vom Klimawandel betroffen eingeschätzt.

Dabei werden vor allem Dürregefahr für Land- und Forstwirtschaft (geringere Wasserverfügbarkeit, ungünstige klimatische Wasserbilanz, Abnahme der Sommerniederschläge, erhöhte Verdunstung) sowie Hochwasser genannt.

MATERIAL & METHODIK