Hühnerwasser-Forschung in Welzow-Süd geht weiter

An einem weltweit einmaligen wissenschaftlichen Experiment arbeiten Forscher der BTU Cottbus-Senftenberg seit dem Jahr 2005 im Tagebau Welzow-Süd. Auf einer rund sechs Hektar großen Fläche inmitten der Rekultivierung bietet sich ihnen eine von Menschenhand unberührte Experimentalfläche. Den Punkt Null, wie ihn die Tagebaubagger zunächst geschaffen hatten, sieht man der Fläche nach mehr als zehn Jahren nicht mehr an. Für die Forscher bleibt das Hühnerwasser aber weiter spannend. Mit einem neuen Vertrag sichert die LEAG ihnen die Fortführung ihrer wissenschaftlichen Arbeit zu.  

Es ist Ende April als sich BTU-Forscher und Vertreter der LEAG am Hühnerwasser in der Rekultivierung des Tagebaus Welzow-Süd treffen, um sich einen Eindruck von der Entwicklung der Versuchsfläche zu verschaffen.  Zuvor hatten sie eine Vertragsverlängerung über die weitere Nutzung der Fläche für die Wissenschaft unterschrieben. Schon von weitem ist zu sehen, was der Leiter des Forschungszentrums Landschaftsentwicklung und Bergbaulandschaften (FZLB), Prof. Dr. Reihnhard F. Hüttl während des formellen Teils der Veranstaltung an diesem Tag in einem Vortrag beschrieben hatte. Auf der einst kahlen Fläche hat sich im Laufe nur weniger Jahre viel entwickelt. 

Die Natur führt allein Regie

Den Grundstein für diese Entwicklung legten die Bergleute, wie die Leiterin für Rekultivierung und Naturschutz der LEAG, Franziska Uhlig-May, berichtet, indem sie mit ihrer Großtechnologie ein Wassereinzugsgebiet für die für viele Jahre vom Grundwasser entkoppelte Fläche geschaffen haben. Eine bis zu zwei Meter dicke Tonschicht im Untergrund staut Niederschläge. Damit ist das Lebenselixier Wasser vorhanden und somit die Basis für eine Entwicklung der Fläche gelegt worden. Den Rest muss die Natur alleine bewerkstelligen. Zur Verfügung hat sie quartäre Sande, wie sie die Eiszeit in der Niederlausitz abgelagert hat. Wo sonst die Rekultivierer düngen, meliorieren und pflanzen, ließen sie die Natur zum Zwecke der Wissenschaft allein die Regie führen. 

Vom Geosystem zum Ökosystem

Welche Prozesse dabei in Gang gesetzt werden – genau das ist Gegenstand der wissenschaftlichen Forschung. „Abgesehen vom Klima, entsprechen die Bedingungen, wie wir sie beim Hühnerwasser vorgefunden haben, denen nach der Eiszeit. Wir fanden ein reines Geosystem vor, dass sich über Niederschlagseinträge zunächst zu einem Hydrogeosystem, dann zu einem Biohydrosystem und schließlich zu einem Ökosystem bei dem wir neben Boden, Wasser und Vegetation auch die Fauna beobachten können, entwickelt hat“, beschreibt Prof. Dr. Hüttl die zwischenzeitlich eingetretenen Etappen der Flächenentwicklung.  Vor allem Niederschläge haben die Morphologie der Fläche bereits zu Beginn des Forschungsprojektes schnell verändert. So füllte sich die für einen Teich angelegte Vertiefung aufgrund starker Niederschläge im Winter 2005/2006 binnen weniger Tage mit Wasser und es bildeten sich durch Regengüsse tiefe Erosionsrinnen. 

Rasante Entwicklung 

Dem Wasser folgte die Vegetation. BTU-Forscher am FZLB Dr. Werner Gerwin beschreibt die Entwicklung als rasant. „Es wurde so schnell und flächendeckend grün, als ob auf der Fläche doch gesät worden ist. Als erstes hat sich das kanadische Berufskraut angesiedelt. Seine Samen sind sehr gut flugfähig und konnten somit die Fläche als erstes erobern. Mit diesen Pflanzen wurde schnell organisches Material als wichtiges Element auf die Fläche gebracht, wodurch die weitere Entwicklung der Vegetation in Gang gesetzt werden konnte.“ Im Jahr 2008 kam ein neues Element auf die Fläche. Als erste Baumart setzte sich die Robinie durch. Sie ist ein sogenannter Stickstofffixierer, wie es die Fachleute nennen. Das heißt, Robinien können Stickstoff aus der Luft aufnehmen und mineralisieren. Sie übernehmen damit die Stickstoffdüngung auf der Fläche wie sie sonst in der klassischen Rekultivierung durch die Rekultivierer erfolgt. Auch Klee, den die Forscher vorgefunden haben, verfügt über diese Eigenschaft.  Mittlerweile haben sich der Robinie weitere Baumarten dazugesellt. Bei der Wanderung durch die eingezäunte Fläche sehen wir Kiefern, Sanddorn und in der Nähe des Teiches auch Weiden und Pappeln. „War das System zunächst von Sand und Wasser geprägt, sehen wir jetzt ein von Lebewesen geprägtes System. Sie alle tragen zur Vielfalt auf der Fläche bei“, so Prof. Dr. Hüttl. 

Rasterpunkte für genaues Beobachten

In der scheinbar unberührten Natur verraten teils futuristisch anmutende Technikinstallationen den eigentlichen Sinn der Fläche. Im Sommer sind mehr als 120 Rasterpunkte auf der Fläche verteilt. Auf diesen Punkten haben die Wissenschaftler verschiedene Messinstrumente installiert. Wir Spaziergänger dürfen an diesen Punkten nicht einfach links und rechts treten, denn dabei könnten wir Pflanzen beschädigen, die von den Wissenschaftlern noch nicht erfasst worden sind. „Wir wollen jede Art und die Dichte der Art ermitteln, damit wir genau wissen, wo wächst welche Pflanzenart. Diese gesammelten botanischen Daten ermöglichen uns dann den Vegetationswandel, der im Laufe der Zeit passiert, nachzuvollziehen“, erklärt Dr. Gerwin. Nicht nur am Boden setzen die Forscher dafür Technik ein. Auch aus der Luft wird die Fläche mit Hilfe von Drohnen, die regelmäßig Luftbilder liefern, beobachtet. Und natürlich ist auch interessant, was sich unter dem Boden abspielt. 140 Grundwasser-Beobachtungspegel ermöglichen den Wissenschaftlern die kontinuierliche Messung des Grundwasserstandes sowie der Bodenfeuchtigkeit. Beides variiert je nach Niederschlagsmenge. „Aktuell verzeichnen wir eine sinkende Tendenz des mittleren Grundwasserspiegels“, stellt Dr. Gerwin fest. Hier interessiert die Forscher besonders, ob sich durch diese Tendenz auch ein Wechsel der Vegetation auf der Fläche einstellt. „Das sind Fragen, die für uns von großen Interesse sind und die nur mit langfristiger Forschung beantwortet werden können“, unterstreicht Prof. Dr. Hüttl die Bedeutung der Fortsetzung des Projektes für die Wissenschaft. 

„Natürlich ist die Dynamik“

Eine Vielzahl an Erkenntnissen haben die Forscher seit Beginn des Projektes bereits sammeln können. „Auf der Fläche nehmen vor allem die Bäume einen erheblichen Anteil ein. Sie verbrauchen sehr viel Wasser. Damit begründen wir, warum der sich zunächst gut auffüllende oberflächennahe Grundwasserstand nach dem Jahr 2013 wieder abnimmt“, erklärt Prof. Dr. Hüttl. „Insgesamt verzeichnen wir eine enorme Dynamik beim Wachstum der Vegetation. Unsere Erwartung geht jetzt dahin, dass sich ein Waldbestand einstellt, der sich an das vorhandene Wasserangebot anpasst. Es könnten also Arten auch wieder verschwinden. Zusammenbruch und Erneuerung wechseln sich immer wieder ab. Natürlich ist die Dynamik, keine Stabilität“, so der Wissenschaftler. Die regionale Temperatur- und Niederschlagssituation habe sich in Summe nicht geändert ist das bisherige Fazit, wenngleich es eine Verschiebung innerhalb der Jahreszeiten gegeben habe. 

Ein Labor für den wissenschaftlichen Nachwuchs

Für 2018 steht auf dem Programm der Wissenschaftler vor allem das Wachstum der Bäume weiter zu beobachten. Dafür wollen sie ihre Beobachtungs-Instrumente an die Entwicklung auf der Fläche anpassen. „Um alle Komponenten und ablaufenden Prozesse besser verstehen zu können, müssen wir permanent beobachten und auswerten. Denn oftmals bringt die Natur etwas ganz Anderes zum Vorschein als wissenschaftliche Modelle berechnet haben. Das ist das Spannende“, ergänzt Prof. Dr. Hüttl. Mittlerweile haben Forscher aus der ganzen Welt die Fläche besucht. Weltweit annähernd vergleichbare Projekte gibt es nur noch in China und im amerikanischen Arizona. Vor allem für den wissenschaftlichen Nachwuchs ergeben sich hervorragende Forschungsmöglichkeiten. So sind bereits 18 Dissertationen und viele Studien- und Diplomarbeiten zum Hühnerwasser geschrieben worden. 

Kein Abbild vorbergbaulicher Landschaft

Der Name Hühnerwasser, für den die Wissenschaftlicher in der international ausgerichteten Forschung die englische Übersetzung Chicken Creek verwenden, leitet sich von einem gleichnamigen Bach ab, der vor dem Bergbau in der Gegend geflossen ist. Vielleicht entsteht dieser Bachlauf wieder. Für die Rekultivierer wäre es eine spannende Entwicklung aber kein Muss, denn sie wollen Landschaft vorbergbaulich wieder in Kultur bringen ohne dabei ein Original-Abbild des ursprünglichen Zustands herzustellen. Franziska Uhlig-May bringt auf den Punkt, was Grundlage für die Arbeit der Rekultivierer ist: „Unsere Arbeit wird durch Zielgrößen, die uns von Seiten der Behörden vorgegeben sind, bestimmt. Dabei haben wir die Möglichkeit, Landschaft im Vergleich zum vorbergbaulichen Zustand aufzuwerten. Ich denke dabei vor allem an eine gesunde lausitztypische Mischwaldstruktur sowie neue attraktive Erholungsgebiete mit Erlebnischarakter wie wir sie auf dem Wolkenberg zum Beispiel geschaffen haben.“  Für weitere fünf Jahre gilt die Vereinbarung der weiteren Zusammenarbeit zwischen Bergbauunternehmen und der Universität. „Bei dem Hühnerwasser-Projekt blicken wir auf ein langes und erfolgreiches Forschungsvorhaben, das untrennbar mit der Kohleregion und der daraus resultierenden Wertschöpfung einhergeht“, gibt Franziska Uhlig-May zu Bedenken. Darüber herrscht nicht nur an diesem Tag bei LEAG und BTU Konsens.  

Weitere Informationen

Forschungsplattform Hühnerwasser - BTU Cottbus-Senftenberg
Datenportal Hühnerwasser
Deutschland - Land der Idee: Das Hühnerwasser
Experiment Hühnerwasser - ND
Neue Landschaften - Rekultivierung bei der LEAG