Post-mining landskap

Gjendyrking av et landskap etter gruvedrift i Lusatia , 2011

Som gruvedrift landskap generelt i de store områdene av er industrien under nedbrytningen resulterer eller etter slutten eller utviklet kulturlandskap utpekt. Konseptuelt må det skilles mellom gruvelandskapet og landskapet etter gruvedrift. I følge den tekniske definisjonen er post-mining landskapet et gruvedrift landskap frigjort fra tilsyn med gruvedrift, uavhengig av om og hvor mange tekniske tiltak som er tatt for å gjenopprette nær-naturlige habitater.

Tidligere ble gruveområdene overlatt til naturlig suksess , som ofte bare produserte ødemark . Nyere landskap etter gruvedrift tjener for det meste etterfølgende bruk fra planlagt gjendyrking til fordel for jordbruk og skogbruk , men også som lokal rekreasjon eller naturreservater . Fra begynnelsen av renoveringen til en stabil sluttstat, går landskap etter postdrift gjennom flere utviklingsfaser som krever svært lange perioder og svært høye økonomiske ressurser. De sosiale kostnadene ved landskap etter gruvedrift blir ofte referert til som evige byrder.

Problem

Dump vegetasjon i et landskap etter gruvedrift, Schleenhain , 2018

Rehabilitering av et landskap etter gruvedrift nær Maiberg , 2007

Ekstraksjonen av råvarer som malm eller kull er en av de mest ekstreme inngrepene i landskapet, spesielt i gruvedriften. Dette ventilerer jordlag som tidligere var forseglet i millioner av år. Etter at det eksisterende vegetasjonsdekket er fjernet, er jordegenskapene grunnleggende endret og det opprinnelige landskapet er fullstendig ødelagt. The Federal Mining Act (BBergG) pålegger gruvearbeidere, blant andre, men også stater og kommuner i Tyskland for å recultivate ødelagt land ved hjelp av tekniske og biologiske tiltak. Vilkårene er som følger:

• Gjenvinning er riktig utforming av overflaten som brukes ved gruvedrift, og tar hensyn til allmennhetens interesse.
• Teknisk gjenbruk ( gjenvinning ) er forberedelse av områder som ikke lenger brukes til gruvedrift for biologisk gjenbruk. Disse omfatter overflate utforming av ødelagte områder Grundmelioration , helling beskyttelse , Vorflutregulierung , bygging av adkomstveier og dagbruddet utforming .
• Biologisk rekultivering er opprettelse og markedsføring av jordfruktbarhet på teknisk tilberedte områder. Dette gjøres gjennom jorddyrking, gjødsling, humusberikelse , innledende beplantning og rasjonell jord- eller skogbruk senere bruk.
• Dumpejord er unge jordarter som utvikler seg i landskap etter gruvedrift over en periode på flere tiår: De stammer fra "skrå" overbelastning (→ dumping ) og er spesielt utbredt i store, åpne støpte brunkolgruver. I den tyske jordklassifiseringen tilhører disse jordene de "terrestriske råjordene" og klassen Ah / C-jord , internasjonalt skrå jord tilordnes " regosolene " eller, hvis det er veldig sand, til arenosolene . I 2019 ble jordtypenutropt til årets jord i Tyskland og Østerrike.

I løpet av renoverings- og gjenopplivingsarbeidet omformes landskapet igjen sterkt. Fjerning av farer har høyeste prioritet for frigjøring av områdene fra fjelletilsynet. For dette formålet iverksettes tiltak for å sikre fyllinger, forbedre jord, redusere erosjon og komprimere jorden, for eksempel ved målrettet sprengning eller vibrasjonskomprimering . I utgangspunktet må det være mulig å bruke ødelagte områder på samme måte som før demontering startet . Likeledes bestemmer kravene som gruvearbeidere må oppfylle, hvor mye areal som skal kunne brukes igjen til jordbruk eller skogbruk. Imidlertid begrenser loven implementeringen av kravene gjennom uttrykket “om ønskelig og rimelig”, slik at i praksis blir de gjenværende hullene ofte fylt med vann, da dette er den enkleste formen for etterfølgende bruk.

Spørsmålet som ikke bare oppstår for motstandere av gruvedrift, men spesielt for forskere, er om den økonomiske brukbarheten i det hele tatt kan gjenopprettes på grunn av de vanskelige geologiske forholdene i jorda. Så har miljøforskere statlige institusjoner uttalt at teori og praksis avviker langt er fordi utbedring kompliserte lang og dyr. Blant annet fant Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) at ulike oppussingstiltak ikke fungerte fordi jorda ble skadet for langvarig. Snarere er spørsmålet om stabiliteten og bærekraften til økosystemutviklingen i de fremvoksende landskapene etter gruvedrift fortsatt fullstendig uløst. Likeledes antar forskere, for eksempel fra Georg-August-Universität Göttingen eller BTU Cottbus-Senftenberg , at løsningen av miljøproblemene vil ta flere tiår eller til og med århundrer, og at man i forbindelse med gruver ikke skal snakke om forurensede steder , men av evigvarende byrder .

Den største utfordringen for landskap etter gruvedrift er representert av de tertiære underlagene som kommer til overflaten fra dype lag . I utgangspunktet må store mengder grunnvann pumpes ut i gruvedrift for å kunne få de ønskede råstoffavsetningene ut av jorden. Som et resultat faller for eksempel grunnvannsnivået med mange meter, ikke bare i åpne gruver, men overalt i nærheten . Dette endrer vannbalansen i hele landskapet. Pyritten i bergarten , det såkalte narrgullet, kommer i kontakt med oksygen. Det dannet jernhydroksid og sulfat . Hvis ekstraksjonen på et tidspunkt er ulønnsom og avvikles, stiger vannet igjen og de tertiære substratene havner i vannet. Dette fører til okkerdannelse og sulfatforurensning i elver og innsjøer . Når jordrester blir deponert på nytt, kommer pyritt til overflaten, og når det forvitres, dannes svovelsyre . De pH-verdier av jord eller over vannet i dagbrudd kan derfor falle godt under 3,5, noe som sterkt begrenser den tilgjengeligheten av næringsstoffer . I tillegg ledsages de svært sure og basefattige forholdene til jordløsninger ofte av et høyt innhold av tungmetaller , som kan nå giftige konsentrasjoner.

Åpne brønner

Del av landskapet etter gruvedrift av Leipziger Neuseenland (2016); I dette området pleide det å være den årtusen gamle jungelen Auf der Harth og landsbyene Eythra og Bösdorf

Partwitzer See med klar okkerformasjon , 2018

Planlagt landskap etter gruvedrift i Garzweiler-gruvearbeidet i 2100, detaljerte planer med hensyn til presise gruvedriftsgrenser og gjendyrking er fortsatt under behandling

Den enkleste formen for etterfølgende bruk oppstår fra åpen brønn . I enkleste tilfelle er det et steinbruddam som oppsto under gruvearbeiding. Volumet tilsvarer omtrent volumet av det fjernede råmaterialet. Hvis grunnvannet ikke skal fortsette å pumpes ut, er flom uunngåelig. På denne måten skapes innsjøer opptil 80 meter dype i større gruver. I følge en rapport fra Federal Environmental Agency var det mer enn 500 slike innsjøer i Tyskland i 2017. Flertallet av disse er foreløpig fortsatt i produksjon. Blant disse arbeidene, i tillegg til den endelige skråningsbeskyttelsen og utformingen, aktiv flom ved å tilføre fremmed vann fra dreneringsgrøften eller passiv flom ved egen økning i grunnvannet, og oppnåelse av et passende vannforvaltningskrav for vannkvalitet .

Når det gjelder vannkjemi, er innsjøer med åpne brønner lik sure vulkanske innsjøer. På grunn av forvitring av sulfide mineraler er pH-verdiene i innsjøer etter gruvedrift vanligvis mellom 2,5 og 3,5. Få arter tåler denne ekstreme sure hardheten. Fisk trenger en pH på minst 5,5 for å reprodusere seg. Når det gjelder blåskjell, krabber og snegler, må pH-verdien være enda høyere, ellers vil deres skjell og karapasser oppløses. Det er dobbelt så vanskelig for planter. Fordi næringsstoffer som fosfor er bundet i surt vann og ikke er tilgjengelige for plantene. I tillegg er det lite uorganisk karbon i de åpne gruvene som planter trenger for fotosyntese . Fordi biologiske komponenter og vannforhold ( trofeer , næringskjeder ) i åpne støpte innsjøer oppfører seg annerledes enn normale innsjøer og begrenser mange bruksområder, blir spesiell oppmerksomhet lagt på problemet med forsuring.

Uten permanent bearbeiding er de gjenværende hullene verken egnet for fisk eller for bading i flere tiår. Sistnevnte er også i kontrast til de regionale utviklingsplanene , der det ble lagt til grunn at de fleste vannene skulle brukes til svømming. I følge EUs badevannsdirektiv krever denne bruken en pH-verdi større enn 6, som i nesten alle tilfeller ikke kan oppnås uten "ekstern hjelp". For å motvirke disse forholdene tilsettes kalk og kaustisk brus i vannet i flere år . Siden svært få steinbruddsdammer har naturlig inn- og utstrømning, sørger pumper for fortynning og utveksling av oksygen. Tusenvis av tonn kalk som tilsettes vannet hvert år har i mellomtiden normalisert pH-verdien i noen innsjøer. Likevel må nøytraliseringen - avhengig av situasjonen med kalk eller vann fra de omkringliggende elvene - fortsettes permanent, ettersom syre gjentatte ganger kan strømme inn fra jorden. I følge Leibniz Institute for Freshwater Ecology and Inland Fisheries vil mange tiår passere før denne faren blir avverget.

Oppfølgingskostnadene for saneringstiltakene per åpen gruve er betydelige. For eksempel bestilte det offentlig finansierte LMBV sitt første eget vannbehandlingsskip i 2016 for to millioner euro, som gjødsler Lake Partwitz alene med rundt 1100 tonn kalk hver måned. For renatureringsøkologer er det tydelig at ikke alle sure åpne gruvesjøer kan nøytraliseres. Dette er ikke gjennomførbart fra et økonomisk synspunkt, men i noen tilfeller er det også uønsket fra et økologisk og naturvernmessig perspektiv.

Selv om bare banker og overskyet vann fremdeles dominerer i innsjøer etter gruvedrift, er det registrert noen suksesser. Fordi i utgangspunktet hver vannkropp inneholder bakterier, og noen sopp overlever også i surt vann. De blir fulgt av vegetabilsk plankton . Senere, i beste fall, bosatte seg større vannplanter og små dyr som vannlopper eller rotorer . Likevel må disse innsjøene også slite med ny forsuring og representerer et ugjestmildt habitat for dyr og planter på lang sikt. I geoøkologi antas det for tiden at de hydrologiske forholdene først vil stabilisere seg etter 50 eller 100 år . Imidlertid kan den økologiske verdien av disse vannlandskapene ennå ikke bestemmes, og er følgelig kontroversiell. Det saksiske statsdepartementet for miljø og landbruk forventer for eksempel at forsuringspotensialet til åpne innsjøer i Lausitz vil ha innvirkning på vannkvaliteten de neste 100 til 200 årene, avhengig av syrereserver som er skapt av forvitringen av pyritt og transporten av syren via grunnvannstien.

Erfaringene fra andre institusjoner viser også at modellene som hittil er brukt for å forutsi stabilitet og vannkvalitet ikke er pålitelige. Ganske mange av innsjøene etter gruvedrift har en pH-verdi på mindre enn 2,8 og er derfor like sure som eddik. I tillegg, på grunn av stabilitetsproblemer, kan områdene ofte bare nås i begrenset grad. Spesielt: På grunn av skredfaren og den dårlige vannkvaliteten er åpne innsjøer for tiden stort sett ubrukelige. Fremfor alt i sentrale Tyskland er mange gjenværende hull som allerede er rehabilitert stengt, i Lusatia påvirker dette totalt 10 000 hektar vann.

Jordbruk

Eksempler på dyrkbart land som etter gruvedrift landskap i Ronneburg , 2007

Skred nær Nachterstedt , 2009

Gjen dyrking av et landskap etter gruvedrift som jordbruksland er også forbundet med betydelige oppfølgingskostnader. Nye jordjord kan sjelden nå det jordbruksmessige og økologiske potensialet til sine forgjengere. I mellomtiden er det ubestridt at dyrkbar jord etter gruvedrift ikke når kvaliteten på det gamle landet selv etter flere tiår. Økologisk landbruk er helt umulig i lang tid. Til tross for alle anstrengelser når avlingene på det dyrkede dyrkbare jorda først nivået av jord dyrket fra lignende underlag etter 60 til 80 år. Inntil da kan disse feltene bare holdes fruktbare med tonnevis av gjødsel, samt kalk og store mengder flytende gjødsel .

Ideelt sett bør det tilfeldige ved å avlaste tiltak matjord etter lag og horisonter lagret separat og gjenbrukes i den påfølgende overflategjenvinningen. Det levende jordlaget er imidlertid bare 20 til 30 centimeter tykt, mens en gravemaskin med overbelastning har en skuffediameter på tolv meter og en skjæredybde på tre meter. Ved fjerning og påføring på nytt blandes derfor matjord og livløs underjord. På de gjenbrukte områdene, under det omtrent en meter tykke kunstige matjordlaget, er det en omtrent 100 meter tykk sone med overfylt overbelastning, der alle akviferer er ødelagt. Fordi jordbruksområdene består av jordpartikler som ikke henger sammen, er hele strukturen ustabil og kan knapt brukes i opptil 30 år.

Ytterligere forvaltningshindringer skyldes at etter at gruvearbeidet er fullført, er vannet i de tidligere gruvedriftene vanligvis høyere enn opprinnelig. På grunn av økningen i grunnvannet blir overflatene våte. Et eksempel på dette er Schlaitz dype dump . Vannstigningen her etter slutten av omplantingstiltakene gjorde at områdene som ble opprettet for jordbruksbruk måtte forlates. Det dyrt rekultiverte området ble raskt erklært et naturreservat og overlatt til sine egne enheter.

Overbelastningen komprimeres under gjenfylling og gjenbruk, men skred og såkalte bosetningsstrømmer oppstår igjen og igjen når det stigende grunnvannet finner veien. Banker og dumpkantene er også berørt. I 2009 slukte en slik massebevegelse to hus nær Nachterstedt i Sachsen-Anhalt; tre mennesker døde. Komplekse og dyre sikkerhetstiltak fulgte, der tolv tomannsboliger og 48 uthus ble revet. 28. juni 2016 skjedde et nytt ras under oppussingsarbeidet. Situasjonen er lik i Sachsen, hvor 12 672 hektar dumpeplasser som allerede var rehabilitert ble stengt innen 2014 på grunn av rasfare. Bare ett år senere var det allerede 23 000 hektar. De fleste av dem er usikre når de kan regnes som trygge igjen.

Tilbakevendingen av grunnvannet forårsaker ikke bare stabilitetsproblemer. Hvis det stiger - som er regelen - over det opprinnelige nivået, må vannet ledes til bekker og elver via kanaler ved hjelp av pumper. Et slikt pumpesystem i Hoyerswerda alene koster rundt en halv million euro i året å vedlikeholde. Situasjonen er enda mer ekstrem i Ruhr-området , hvor de evige kostnadene er rundt 220 millioner euro per år. Rundt 30 prosent av dette står for grunnvannsretensjonssystemer, siden ellers ville nesten en femtedel av regionen være under vann hvis den ikke ble pumpet. Hovedområdet som er berørt er kjerneområdet der de fleste bor. Rundt 180 pumper må flytte over en milliard kubikkmeter grunnvann her hvert år, slik at området kunstig kan holdes tørt. Disse pumpene må gå for alltid, ellers vil Ruhr-området være et innsjøområde i løpet av få år.

Men det er ikke nok: Grunnvannet som pumpes inn i kanaler eller stiger i felt som blir dyrket, fører til at jern- og sulfatkonsentrasjoner kommer ut i elvene. Sentral-Tyskland er spesielt berørt. I Lausitz er tilstopping av Spree ikke bare en alvorlig trussel mot turistregionen Spreewald , men nå også for drikkevannsforsyningen i Berlin . Totalt har de åpne gruvene i Sachsen, Brandenburg, Sachsen-Anhalt og Thüringen 41 grunnvannsforekomster skadet. Tolv av disse er blitt så sterkt ødelagt at de ikke oppfyller EU-kravene. Ingenting om det vil endres i overskuelig fremtid. Mellom 1992 og 2016 har de føderale og statlige myndighetene allerede investert 10,2 milliarder euro i rehabilitering av landskapet etter gruvedrift i det lusiske og sentral-tyske brunkulsdistriktet . Ytterligere 1,2 milliarder euro er planlagt for årene 2018 til 2022.

skogbruk

En del av et renaturert bergverk etter den tidligere Inden-gruven , 2010

Avskoging av landskapet etter gruvedrift på Graureihersee , 2013

Den skogplanting av en post-mining landskapet er en av de dyreste og lengste oppussing. For å skogplante en skog, må maskiner dekke områdene til de tidligere åpne gruvene med et leersandlag på minst to meter, jevne ut, kalk og gjødsle områdene, berike jorden med nitrogen og humus over flere år. og da mest med Planteplanter opptil to år gamle. Imidlertid er dette ofte de mindre krevende furuene og bjørkene - eller til og med invasive arter som den raskt voksende sorte gresshoppa . Det høye materielle og økonomiske engasjementet fører til høye økonomiske tap i alle tilfeller, siden kostnadene for renoveringen verken strømmer tilbake gjennom salget av skogbruket omdyrkede områder etter gruvedrift, eller gjennom inntektene fra salget av tre.

Skogsjord krever løs humusjord. Haugsubstratene søles imidlertid ofte fra transportbånd fra stor høyde, med jordmaterialet komprimert ved støt. Dette kan føre til mangel på vann så vel som vannlogging, noe som fører til mangel på oksygen i rotområdet. Den økte overflateavrenningen på de komprimerte jordene forårsaker vannerosjon til og med dannelsen av grøfter. I tillegg er rå dyngjord vanligvis fri for mycorrhizal sopp , som bare sakte vandrer tilbake og synker igjen hvis vertsplanter mangler i lang tid. Disse soppene er blant de viktigste faktorene i primærsekvens på gruvedumper. De fleste av de treaktige artene som er avhengige av symbiosen med sopp, kan ikke kolonisere Halde-området uten mykorrhiza. Selv treslag som inngår en symbiose med mycorrhizal sopp viser høyere sviktfrekvenser hvis disse ikke er i jorden.

På grunn av jordpakking kan dumpejord ofte bare lagre små mengder vann tilgjengelig for planter. I den varme årstiden tørker de eksponerte dyngulvene sterkt ut når det er høy solstråling, med sprekker som går gjennom dem. Fordampningen forsterkes av høye vindhastigheter, da overflateruheten i det ryddede landskapet etter gruvedrift bare er liten på grunn av mangel på vegetasjon. Plantene på disse områdene er derfor utsatt for betydelig tørkestress. I tillegg kan plantene bli destabilisert mekanisk av vinden. Jorda er alvorlig truet av vinderosjon. Hvis røttene kommer i kontakt med tertiære underlag når de vokser i de nedre lagene, dør trærne plutselig selv etter år.

Skogplanting av gruvedrift med åpent kast er forbundet med betydelige vanskeligheter på grunn av de ugunstige stedlige forholdene som er beskrevet. For å omgå dette påføres ofte opptil en meter matjord på tippegulvene med stor teknisk og økonomisk innsats over de mer eller mindre sterile overbelastningslagene . Samtidig må det i tillegg til vanlig vanning tilsettes kalk og NPK-gjødsel . Kontinuerlig gjødsling og kalking er nødvendig i årevis for å sikre overlevelsen av trærne på lang sikt. Mellom de listede faktorene, som i seg selv er problematiske, er det ytterligere interaksjoner med negative effekter på plantevekst, noe som fører til høye sviktfrekvenser hos unge planter.

I følge flere miljøforskere kan ikke tap av skogsområder kompenseres. Selv minimumsmålet om å etablere nye skoger i minst samme område har ennå ikke blitt nådd i noen føderal stat. Til tross for den ubestridte videreutviklingen av rekultivasjonsteknologien, måtte det bestemmes at det ikke er mulig å gjenbefolke de gjenopplivede skogområdene for alle arter. Spørsmålet om den langsiktige suksessen til saneringsmetodene som brukes i dag, så vel som spørsmålet om stabiliteten til de resulterende dumpeskogene og spørsmålet om bærekraften til økosystemutviklingen i landskapene som har blitt kraftig endret av gruvedrift, er fortsatt ubesvart. Til slutt vil rekultivering ikke kunne erstatte tapet av gamle skogøkosystemer i overskuelig fremtid.

Militære treningsområder

I prinsippet etter gruvedrift landskapene er ikke egnet som militær trening områder i henhold til retningslinjer for bærekraftig bruk av trening områder i Tyskland av den føderale Forsvarsdepartementet . For disse formålene må nettstedet tilby forskjellige typer bruk. Ofte er 60 prosent av de begrensede områdene skog; resten av det åpne området, for det meste sanddyner eller lyng. Skogen stiller spesielle og unike krav til operasjonell og kampforvaltning. På uteområdene bør ulike former for utforming av det nærmeste naturlige kulturlandskapet i den respektive regionen konsentreres.

De skogkledde områdene brukes til å trene i typisk kampatferd som kamuflasje, beskyttelse og tildekking. For dette formålet, i henhold til spesifikasjonene til det føderale forsvarsdepartementet, skal skogen være både store og småskala pakker og utviklet i den form som dyrkes i Sentral-Europa. Det åpne området er av særlig betydning for operasjonen, men må også ha dekning. Landskap etter gruvedrift oppfyller ikke noen av disse egenskapene. Det ustabile månelandskapet med åpne brønner er til og med uegnet som skyte- eller målbomber, siden virkningen av påvirkningen ikke tillater noen sammenligning med naturlig terreng i kriseregioner.

Naturreservat

I Tyskland har gjen dyrking vært fokus for rehabilitering av landskap etter postgruvedrift siden slutten av 1980-tallet. Kravene til områdene i det nyopprettede landskapet er "brukskrav". Siden begynnelsen av det 21. århundre har økologer og planleggere utviklet et stort antall konsepter som er preget av forskjellige mål og tiltak. Dermed står forkjempere for klassisk etterfølgende bruk (badesjø, jordbruk og skogbruk) og talsmenn for spontant bosetting av flora og fauna på tidligere gruveområder overfor hverandre. Sistnevnte krever en promotering av renaturering i stedet for generell rekultivering ("skog i stedet for skog") som kompensasjon og erstatning for ødeleggelsen av landskap før gruvearbeidet .

Selv om renatureringsøkologi er en ung vitenskapelig disiplin, er det en økende anerkjennelse av at rekultivasjon ikke vil kunne erstatte tapet av gamle skogøkosystemer i overskuelig fremtid, og at nytt land sjelden tilbyr det landbruks- og økologiske potensialet til sine forgjengere. Selv områder som har blitt ødelagt av renaturering, kan imidlertid ikke gjenopprettes helt i den tilstanden de var i før de ble skadet. Blant annet forblir biologisk mangfold på de renaturerte områdene lavere enn før forstyrrelsen, og karbonsyklusen og nitrogensyklusen viser også lavere verdier etter renatureringen enn de opprinnelige økosystemene . Restaurering av områder som er skadet av menneskelig bruk er derfor ingen erstatning for forebyggende beskyttelse av økosystemer.

Stadier av utvikling

Det skilles teknisk mellom gruvelandskap og landskap etter gruvedrift:

• Gruvelandskapet er landskapet under og etter gruvevirksomheten , men før utgivelse fra gruvedrift tilsyn .
• Post-mining landskap er gruvedrift landskapet frigjort fra gruvedrift tilsyn, uavhengig av om og hvor mange tekniske tiltak som er gjort for å gjenopprette nær-naturlige habitater.

Gruvedrift landskap, inkludert områdene direkte og indirekte påvirket av gruvedrift, går gjennom flere faser fra tidspunktet for landskapet før gruvedrift til en "stabil slutttilstand":

litteratur

• Sabine Tischew: Renaturering etter utvinning av brunkull. Springer Science + Business Media , 2013.
• Hartmut-lesere , Jörg Löffler : landskapsøkologi. Universitetsbøker , 2017.

Individuelle bevis