Brandenburgische Technische Universität Cottbus
Fakultät Umweltingenieurwesen und Verfahrenstechnik
Lehrstuhl Bodenschutz und Rekultivierung

Entwicklung der Carabidenfauna einer
Eichenchronosequenz auf meliorierten
Kippsubstraten im Lausitzer Braunkohlerevier

Diplomarbeit

vorgelegt von:

Ingo Brunk

Cottbus, 3. März 2000

Inhaltsverzeichnis:

1 Einleitung und Zielstellung ... 8

2 Methodik  ... 10
2.1 Erfassungsmethodik der Carabiden ... 10
2.2 Determination, Nomenklatur, Präparation und Aufbewahrung  ... 12
2.3 Bestimmung von Trockenmasse und Körperlänge  ... 13
2.4 Methoden zur Auswertung der Fangergebnisse  ... 13
2.4.1 Aktivitäts-Trocken-Biomasse  ... 13
2.4.2 Reduktion der Daten für die statistische Auswertung ... 13
2.4.3 Strukturparameter ... 15
2.4.4 Ähnlichkeitsindizes  ... 18
2.5 Körperlänge-Biomasse-Relation  ... 19
2.6 Vegetationsaufnahmen ... 21

3 Darstellung der Untersuchungsflächen ... 23
3.1 Die Chronosequenzflächen Nochten, Koyne/Plessa und Domsdorf ... 23
3.2 Die Referenzfläche Neusorgefeld  ... 26
3.3 Vegetation der Untersuchungsflächen ... 28
3.5 Übersichtskarte des Lausitzer Braunkohlereviers  ... 29

4 Zusammenfassende Darstellung der Ergebnisse  ... 31
4.1 Biologisch-ökologische Ausprägung der Carabidenzönosen ... 31
4.1.1 Arten- und Aktivitätsdichte ... 31
4.1.2 Dominanzen und Dominanzstruktur  ... 32
4.1.3 Ökologische Typen ... 35
4.1.4 Flugdynamische Typen ... 38
4.1.5 Fortpflanzungstypen  ... 40
4.1.6 Aktivitäts-Trocken-Biomasse  ... 42
4.1.7 Größenklassen ... 43
4.1.8 Gefährdungskategorien ... 44
4.1.9 Räumliche Verteilung der Carabidenarten auf die Untersuchungsflächen ... 46
4.1.10 Jahreszeitliche Dynamik der Aktivitätsdichten  ... 49
4.1.11 Phänologien ausgewählter Arten  ... 51
4.2 Quantitativer Vergleich der Untersuchungsflächen  ... 53
4.2.1 Strukturindizes  ... 53
4.2.2 Ähnlichkeitsindizes und Clusteranalyse  ... 54

5 Diskussion ... 56
5.1 Diskussion der Methodik ... 56
5.2 Entwicklung der Carabidenfauna  ... 60
5.3 Vergleich mit anderen Untersuchungen aus der Bergbaufolgelandschaft  ... 63

6 Zusammenfassung  ... 68

7 Literatur  ... 70

8 Danksagung  ... 83

9 Anhang ... 85

1 Einleitung und Zielstellung

Die Landschaft der Ober- und der Niederlausitz wurde durch den Braunkohlebergbau vielfach verändert. Großflächige Devastierungen und Abgrabungen veränderten das Landschaftsbild tiefgründig. Im Zuge der Sanierungen und Rekultivierungen entstanden und entstehen neue Lebensräume. Inwieweit und welcherart sich in solchen neu entstandenen Lebensräumen Wirkungsgefüge zwischen Lebewesen und den größtenteils von Menschenhand initiierten Biotopen herausbilden, ist seit vielen Jahren ein Forschungsschwerpunkt in der Region (LENAB, DFG INNOVATIONSKOLLEG Bergbaufolgelandschaften; BTU COTTBUS 1998, 1999).

Die Laufkäfer zählen zu einer der besterforschten Arthropodengruppen überhaupt. In den meisten carabidologischen Fachbeiträgen der letzten Jahre wird auf die gute Erfassbarkeit, den hohen Kenntnisstand zu den ökologischen Ansprüchen und der Verbreitung einzelner Arten hingewiesen und die resultierende Eignung als Bioindikatoren ausdrücklich erwähnt (BLUMENTHAL 1981, LUFF 1996, MÜLLER-MOTZFELD 1989, TURIN et al. 1991, ZIPPEL 1994 u.v.a.).

Die Besiedlungsstrategien und die Sukzession der Carabidenfauna in neu entstandenen Lebensräumen waren in den vergangenen Jahrzehnten bereits Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Dies betraf beispielsweise neugebaute Nordseedeiche (HEYDEMANN 1960a, 1960b) und Polderflächen (MEIJER 1973; Niederlande), die Besiedlung von Nordseeinseln (SCHULTZ & PLAISIER 1996, TOPP 1988) und von Abraum- und Bergehalden (SCHWERK & ABS 1995, VOWINKEL 1989), Baugrubenaushub (STRÜVEKUSENBERG 1980, 1981) sowie Kiesgruben (PLACHTER 1983). Aufgrund ihrer Großflächigkeit und tatsächlichen Neuentstehung stehen vor allem jedoch Bergbauregionen im Blickpunkt des Interesses. Besiedlungs- und Etablierungsvorgänge von Tieren und Pflanzen gestalten sich vielfältig und sind mit einer vollkommenen Neubesiedlung vergleichbar.

Das Interesse an der Entwicklung der Carabidenfauna in Folgelandschaften des deutschen Braunkohlebergbaus dokumentieren zum Teil umfangreiche Untersuchungen über die Arteninventare einzelner Habitat- und Biotoptypen. So beispielsweise die Untersuchungen von HAAG & DEPENBUSCH (1995), LÜCKOFF (1998), MADER (1985, 1986), NEUMANN (1971), SKAMBRACKS et al. (1997) und TOPP (1998) für das Rheinische Braunkohlerevier. Aus dem Helmstedter Revier liegen die Untersuchungen von BODE (1983) und aus Hessen die von VOWINKEL (1989) vor. Im Mitteldeutschen Braunkohlerevier wurden unter anderem von DUNGER (1991), DURKA et al. (1997), EINENKEL (1973), EPPERT (1988, 1990), FBM (1997, 1999), MOLTRECHT (1973), TIETZE & EPPERT (1993) und VON BROEN & MORITZ (1965) Untersuchungen durchgeführt. Im Lausitzer Braunkohlerevier führten DAGEFÖRDE et al. (2000), DONATH (1984, 1986), DUNGER (1978, 1991, 1997, 1998a, b), DUNGER et al. (1998), KIELHORN (1996, 1997), KIELHORN et al. (1998), KIELHORN & KEPLIN (1999), LANDECK (1995, 1996), BTU COTTBUS (1998), TIETZE (1995) sowie VOGEL & DUNGER (1991) Untersuchungen an der Carabidenfauna durch.

Somit liegen aus allen fünf großen Braunkohlerevieren Deutschlands bereits Publikationen über Carabiden vor. Aus Tschechien sind die Ergebnisse über zoozönotische Primärsukzessionen von HEJKAL (1985) bekannt. Gegenstand dieser Untersuchungen waren oftmals Rohbodenstandorte und die auf ihr stattfindenden Besiedlungs- und Etablierungsvorgänge epigäischer Arthropoden, sowie Carabidenzönosen auf rekultivierten und aufgeforsteten Flächen. Ziel der vorliegenden Arbeit soll es sein, die Sukzession der Carabidenfauna anhand des Vergleiches von (Rot-)Eichenforsten unterschiedlichen Alters, aber vergleichbarer Ausgangsbedingungen, zu betrachten. Der methodische Ansatz hierfür wird als Chronosequenz bezeichnet; in Anlehnung an die Teilprojekte 3 und 4 des BTUC Innovationskollegs Bergbaufolgelandschaften. Die Carabidenfauna einer dreigliedrigen Eichen-Zeitreihe (Chronosequenz) auf Kippsubstrat soll charakterisiert, und die der ältesten Fläche mit einer Referenzfläche auf natürlich gewachsenem Boden verglichen werden. Bei den Flächen der Chronosequenz handelt es sich um forstliche Rekultivierungsflächen im Tagebau Nochten (NO, Bestandesalter: 4jährig) und in den ehemaligen Tagebauen Koyne (KOY, 27jährig) und Domsdorf (DO, 38jährig). Die Referenzfläche befindet sich bei Neusorgefeld (NS, 42jährig). Die gewählten Untersuchungsflächen erlauben einen Einblick in den zeitlichen Ablauf einer solchen Makrofauna-Sukzession.

Lausitzer Roteichenbiotope sind strukturarm und unterscheiden sich in ihrer Ausprägung von anderen brandenburgischen Waldtypen. Als Hauptbaumart früherer Rekultivierungspraxis bilden sie heute etwa einen Anteil von 12,5% an der Baumartenverteilung auf Kippenflächen (FIB, 1995).

Im Rahmen dieser Arbeit soll versucht werden, auf folgende Fragen eine Antwort zu finden:

• Durch welche Laufkäferarten werden die unterschiedlich alten Forstflächen charakterisiert?
• Welche Dominanzverhältnisse und Schwerpunktvorkommen sind nachweisbar?
• Läßt sich eine jahreszeitliche Dynamik der Carabidenzönose nachweisen?
• Haben sich nach einer 40jährigen Entwicklung auf den Chronosequenzflächen in der Bergbaufolgelandschaft Carabidenzönosen eingestellt, die denen von Roteichenforsten auf „gewachsenen“ Böden entsprechen?

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