Vegetationskundliche Untersuchung der Feinstruktur von Extremstandorten auf Gips, Zechsteinkalk und Kupferschiefer am Beispiel von Hainrode, Landkreis Sangerhausen (Sachsen-Anhalt)
 

Zusammenfassung

Es wurden vegetationskundliche Untersuchungen von Extremstandorten auf Gips, Zechsteinkalk und Kupferschiefer im Gemeindegebiet von Hainrode im Naturraum Südharzer Zechsteingürtel durchgeführt. Die 1 m² großen Aufnahmeflächen wurden als geschlossene Flächentransekte plaziert. Die Auswertung der Daten erfolgte mit Hilfe multivariater Methoden. Als Ergebnis konnten deutliche floristische Unterschiede zwischen Magerrasen, Schuttfluren und Schwermetallrasen festgestellt werden. Die Analyse der Feinstruktur innerhalb der Magerrasen, Schuttfluren und Schwermetallrasen mit Übergangsformen in angrenzende Vegetationseinheiten ergab, daß 22 Aufnahmegruppen unterschieden werden können. Für die Differenzierung entscheidende Standortfaktoren sind Hangneigung, Bodentiefe und das Verhältnis von Feinerde zu Bodenskelett. Wichtigstes Ergebnis der Befragung der Dorfbewohner zur Nutzungsgeschichte der Untersuchungsflächen ist, daß auf Kupferschieferhalden früher regelmäßig aufkommende Gehölze entfernt worden sind. Entgegen der herrschenden Lehrmeinung sind schwermetallhaltige Halden also nicht unbedingt natürlicherweise gehölzfrei.
 

Einleitung

Das Untersuchungsgebiet, die Gemeinde Hainrode im Landkreis Sangerhausen, liegt im Naturraum Südharzer Zechsteingürtel (Meynen & Schmithüsen 1961, S. 747). In diesem Bereich stehen Gesteine aus der Epoche Zechstein an der Erdoberfläche an. Außer Gips findet man weitere carbonathaltige Gesteine wie z. B. Zechsteinkalk und den schwermetallhaltigen Kupferschiefer.

Das unruhige Karstrelief erschwerte die landwirtschaftliche Nutzung. Standorte an steilen Hanglagen oder mit nur geringmächtiger Bodenauflage über wasserdurchlässigem, klüftigem Festgestein machen eine Beackerung unrentabel. Diese Flächen wurden traditionell beweidet und/oder gemäht, ohne gedüngt zu werden. So entstanden Magerrasen, die sich durch eine artenreiche Vegetation auszeichnen. Magerrasen auf Gips und Kalk sind daher ein typisches Element der Karstlandschaft. In einen Magerrasen können extrem flachgründige, von Felsgrusgesellschaften als Pionierstadien besiedelte, Stellen eingestreut sein.

Neben der Landwirtschaft wurde in der Karstlandschaft der Abbau von Gesteinen betrieben. Vom mittelalterlichen Kupferschieferbergbau zeugen unzählige Halden, die als etwa zwei bis siebzehn Meter hohe kreisförmige Hügel in der Hainröder Flur verstreut sind. Es handelt sich um Steinhaufen, deren oberste Schicht schwermetallhaltiger Kupferschiefer ist. Da Schwermetalle toxisch auf Pflanzen wirken, können nur schwermetalltolerante Pflanzen Kupferschieferhalden besiedeln. Die Magerrasen auf den Halden zeichnen sich durch eine typische Artenkombination aus und werden daher als Schwermetallrasen bezeichnet. Bis zu Anfang dieses Jahrhunderts wurde in Hainrode Zechsteinkalk als Baumaterial in kleinen bäuerlichen Steinbrüchen abgebaut. Später wurden in diesen Bereichen Kalksteinhaufen verkippt. Den anstehenden Fels und die Steinhaufen besiedeln Felsgrusgesellschaften.

Lückige Magerrasen und Felsgrusgesellschaften gelten aufgrund von Nährstoffarmut, starker Trockenheit und Wärme in den Sommermonaten als Extremstandorte. Auf Kupferschieferhalden stellen hohe, für nicht angepaßte Ökotypen toxische Konzentrationen an Schwermetallen einen zusätzlichen Streßfaktor dar.
 

2 Aufnahmemethoden und Auswertung

Die Zielsetzung der Untersuchung war, mit einheitlichen Methoden die Feinstruktur innerhalb von Extremstandorten auf den unterschiedlichen Gesteinen Gips, Zechsteinkalk und Kupferschiefer aufzunehmen. Folgende Fragestellungen standen im Mittelpunkt der Untersuchung:

Gibt es floristische Unterschiede zwischen Extremstandorten auf Gips, Zechsteinkalk und Kupferschiefer? Welche unterschiedlichen Stadien gibt es innerhalb eines lückigen Magerrasens? Können bei den Fels- und Schuttfluren verschiedene Stadien unterschieden werden? Gibt es eine Vegetationszonierung auf den Kupferschieferhalden? Welche Standortfaktoren sind für die Ausprägung der unterschiedlichen Stadien entscheidend?

Als Untersuchungsfläche auf Gips wurde die von Magerrasen mit Pionierstadien bewachsene Südseite eines Gipsbuckels ausgewählt. Dazu kamen westlich des Buckels gelegene, offene Gipsflächen innerhalb von Wirtschaftsgrünland. Das südexponierte Gelände eines ehemaligen bäuerlichen Steinbruchs auf Zechsteinkalk mit anstehendem Fels und einer Vielzahl von Kalksteinhaufen und einem Magerrasen bildet die Untersuchungsfläche auf Zechsteinkalk. Viele der etwa zwischen 1650 und 1750 entstandenen Kupferschieferhalden des Untersuchungsgebietes (Timm 1936, S. 10 und S. 25) sind völlig mit Sträuchern und Bäumen bewachsen. Für die Untersuchung wurden sechs Halden ausgewählt, deren Südhänge und zumindest Teile ihrer Kuppen gehölzfrei und von Schwermetallrasen und Pionierstadien bewachsen sind.

Da Magerrasen und Pionierstandorte ineinander verzahnt sind, sind die Untersuchungsflächen sehr inhomogen. Im Gegensatz zu klassischen pflanzensoziologischen Arbeiten, bei denen Homogenität das grundlegende Kriterium für die Plazierung der Aufnahmeflächen ist, stehen die Übergangsformen im Mittelpunkt der Untersuchung. Die Plazierung der 1 m² großen südexponierten Aufnahmeflächen erfolgte in Form von geschlossenen Flächentransekten. Fünf Transekte mit 52 Aufnahmen wurden auf Gips, neun Transekte mit 56 Aufnahmen auf Kalk sowie sechs Transekte mit 55 Aufnahmen auf Kupferschiefer angeordnet.

In jeder Untersuchungsfläche wurden Gefäßpflanzen, Flechten und Moose bestimmt. Für jede Art wurde die Artmächtigkeit mit Hilfe der von Reichelt & Wilmanns (1973) erweiterten Skala nach Braun Blanquet (1964) geschätzt. Es wurden Daten zu den Bodenverhältnissen wie Hangneigung, Gründigkeit und Skelettanteil aufgenommen, um eine Beziehung zwischen den erfaßten Beständen und den auf sie wirkenden Standortfaktoren ableiten zu können. Auf eine Wiedergabe dieser vegetationsunabhängigen Umweltvariablen wird aus Platzgründen verzichtet. Durch Befragung der Dorfbewohner wurde soweit wie möglich die Nutzungsgeschichte der Untersuchungsflächen dokumentiert.

Die Aufbereitung des vegetationskundlichen Datenmaterials in Form von Tabellen erfolgte durch multivariate Methoden. Dies sind Methoden der explorativen Statistik, die Strukturen innerhalb von Datensätzen herausarbeiten. Jede Aufnahme bildet einen Punkt in einem vieldimensionalen Raum, dessen Achsen von den beobachteten Pflanzenarten gebildet wird. Die Artenzahl im Datensatz ergibt die Anzahl der Dimensionen des floristischen Raumes. Aufnahmen, die sich in ihrem Artbestand ähnlich sind, liegen näher zusammen als Aufnahmen, die sich in ihren Arten stark unterscheiden. Aus der Vielzahl multivariater Methoden wurde die Standardanalyse nach Wildi (1989) ausgewählt, eine verfeinerte Klassifikationsmethode. Für eine Beschreibung dieser Methode sei auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen (Wildi 1986, Wildi 1989, Fischer & Bemmerlein-Lux 1992, Bemmerlein-Lux et al. 1994). Als Resultat der Analyse entsteht eine Vegetationstabelle mit Aufnahmegruppen, die durch Artgruppen charakterisiert sind. Die Bildung einer Aufnahmegruppe, die einer Vegetationseinheit entspricht, basiert allein auf Ähnlichkeiten zwischen Aufnahmen. Zwei Aufnahmen sind dann ähnlich, wenn sie sich durch eine ähnliche Artenkombination mit ähnlichen Deckungswerten der Arten auszeichnen. Erst nachdem diese Aufnahmegruppen feststanden, wurde versucht, sie mit von anderen Autoren nach pflanzensoziologischer Methodik beschriebenen Vegetationseinheiten zu vergleichen.
 

3 Ergebnisse

3.1 Rekonstruktion der Nutzungsgeschichte der Untersuchungsflächen

Der Südhang des untersuchten Gipsbuckels war vor dem Zweiten Weltkrieg eine ein- bis zweischürige Mähwiese. Zu LPG-Zeiten (frühestens ab 1973) soll die Fläche vom Wanderschäfer mit Schafen beweidet worden sein. Im Untersuchungszeitraum erfolgte keine Nutzung. Die Fläche westlich des Gipsbuckels war bis etwa 1971 ein Acker, wurde danach als Grünland eingesät und wurde im Untersuchungszeitraum als Rinderweide genutzt.

Zur Untersuchungsfläche auf Zechsteinkalk gehört eine Hutungsfläche, also Schafweide, die im Untersuchungszeitraum aber nicht beweidet wurde. Außerdem beinhaltet sie die Fläche des ehemaligen Steinbruchs, aus dem bis zum Anfang des Jahrhunderts Steine gebrochen wurden. Im Bereich einer ehemaligen Streuobstwiese wurden zu LPG-Zeiten unzählige Kalksteinhaufen aufgeschüttet.

Die Halden als Fremdkörper in den Äckern wurden bis zur Agrarreform im Winterhalbjahr entbuscht, damit bis an den Haldenfuß geackert werden konnte. Der Haldenfuß wurde abgebrannt, damit sich keine Ruderalarten und Ackerunkräuter ausbreiten konnten. Herunterfallende Schieferplatten wurden immer wieder hoch auf die Halde aufgeschichtet. Auf diese Weise wurde die Grundfläche der Halde möglichst klein gehalten. Um die Halden wurde ein Ring aus Obstbäumen gepflanzt. Seit Einführung der LPG 1973 wurden diese Maßnahmen nicht mehr durchgeführt.

3.2 Ergebnis der Analyse des Gesamtdatensatzes

Die Analyse des Gesamtdatensatzes ergab, daß innerhalb der Aufnahmen drei Hauptgruppen zu unterscheiden sind. Eine Hauptgruppe bildet die Vegetation auf Kupferschieferhalden, die vom Rest der Aufnahmen klar abgegrenzt sind. Obwohl die Schwermetallrasen räumlich eng benachbart zu anderen Magerrasen liegen, ist ihre Artzusammensetzung deutlich anders. Die zweite Hauptgruppe besteht aus Magerrasen auf Gips und Kalk. In der dritten Hauptgruppe sind Felsflächen auf Kalk und Gips sowie Schuttfluren auf Kalksteinhaufen zusammengefaßt. Auf eine Wiedergabe der Gesamttabelle wird auf Platzgründen verzichtet. Der Gesamtdatensatz wurde entsprechen der drei Hauptgruppen in drei Teildatensätze aufgeteilt. Anschließend wurde die Feinstruktur jedes Teildatensatzes untersucht. Auf diese Weise konnten 22 Aufnahmegruppen unterschieden werden.

Da die beiden Kleinarten Festuca pseudovina und Festuca rupicola nur anhand von Blattquerschnitten, nicht jedoch im Gelände unterschieden werden konnten, wurden sie zur Sammelart Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.) zusammengefaßt.

3.3 Ergebnis der Analyse des Teildatensatzes Magerrasen auf Gips und Zechsteinkalk

Die untersuchten Magerrasen gehören in den Verband Mesobromion. Eine deutliche Tendenz zum Gentiano Koelerietum ist erkennbar aufgrund der kennzeichnenden Arten Pyramiden-Kammschmiele ( Koeleria pyramidata) , Echtes Labkraut ( Galium verum) und Feld-Mannstreu ( Eryngium campestre) (vgl. Knapp & Reichhoff 1973, S. 239).

Innerhalb der untersuchten Rasen können dichtere, rasenartige Bestände (Aufnahmegruppen 4, 6 und 7) mit höherer Deckung der Gräser Aufrechte Trespe ( Bromus erectus) und Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.) und lückigere Bestände (Aufnahmegrupppen 1,2,3 und 5) mit einem hohen Anteil an Frühjahrstherophyten wie Frühlings-Hungerblümchen ( Erophila verna agg.) und Fünfmänniges Hornkraut ( Cerastium semidecandrum) unterschieden werden. Die lückigeren Bestände innerhalb der Magerrasen zeigen Anklänge an Felsgrusgesellschaften des Verbandes Alysso-Sedion.

Lückige Bestände auf saurem Gipsmehl (Aufnahmegruppe 1)

Der Boden wird größtenteils aus Gipsmehl gebildet und reagiert sauer. Der Hang ist mit einer Neigung von bis zu 30° relativ steil. Dominierende Arten sind Frühlings-Fingerkraut ( Potentilla neumanniana) , Pyramiden-Kammschmiele ( Koeleria pyramidata) , Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg. ) und Hufeisenklee ( Hippocrepis comosa) . Schwerpunktmäßig in dieser Aufnahmegruppe kommen Früher Ehrenpreis ( Veronica praecox) , Tortula ruralis subsp. ruralis , Kelch-Steinkraut ( Alyssum alyssoides) und Cladonia foliacea vor. Früher Ehrenpreis und Kelch-Steinkraut gelten als Verbandscharakterarten des Verbands Alysso Sedion (Korneck 1978, S. 22).

Lückige Bestände mit Frühblühendem Thymian ( Thymus praecox) und Gewöhnlichem Sonnenröschen ( Helianthemum ovatum) (Aufnahmegruppe 2)

Die dominierenden Arten sind Sichel-Luzerne ( Medicago falcata) , Frühblühender Thymian ( Thymus praecox) , Gewöhnliches Sonnenröschen ( Helianthemum ovatum) und Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.), von denen das Gewöhnliche Sonnenröschen so gut wie nur in dieser Gruppe zu finden ist. Es gilt als Ordnungscharakterart der Ordnung Brometalia (Oberdorfer 1990, S. 669). In jeweils drei Flächen erreichen auch Pyramiden-Kammschmiele (Koeleria pyramidata) und Hufeisenklee ( Hippocrepis comosa) höhere Deckungswerte. In den drei Aufnahmegruppen 2 bis 4 ist der Hopfenklee ( Medicago lupulina) mit meist geringer Deckung, aber in der Mehrzahl der Flächen vertreten.

Lückige, therophytenreiche Bestände (Aufnahmegruppe 3)

Die Bestände werden von Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.) dominiert, in mehreren Flächen erreicht auch Sichel-Luzerne ( Medicago falcata) größere Deckungswerte. Mit auffällig vielen Individuen bzw. starker Deckung sind die Therophyten Frühlings-Hungerblümchen ( Erophila verna agg.), Weiche Trespe ( Bromus hordeaceus subsp. hordeaceus) , Feld-Ehrenpreis ( Veronica arvensis) und Zwerg-Hornkraut ( Cerastium pumilum agg.) vertreten.

Dichtere Rasenbestände mit Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.), Sichel-Luzerne ( Medicago falcata) , Echtem Labkraut ( Galium verum) , Schmalblättrigem Rispengras ( Poa angustifolia) und Gemeiner Schafgarbe ( Achillea millefolium agg.) (Aufnahmegruppe 4)

Dominierende Arten in der Mehrzahl der Flächen sind Sichel-Luzerne ( Medicago falcata) , Echtes Labkraut ( Galium verum) und Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.). In einigen Aufnahmen sind Aufrechte Trespe ( Bromus erectus) und Hopfenklee ( Medicago lupulina) stärker vertreten. Mit geringer Deckung, aber schwerpunktmäßig in dieser Gruppe treten Schmalblättriges Rispengras ( Poa angustifolia) und Gemeine Schafgarbe ( Achillea millefolium agg.) dazu.

Lückigere Rasenbestände mit Frühblühendem Thymian ( Thymus praecox) auf Zechsteinkalk (Aufnahmegruppe 5)

Die Mitglieder dieser Aufnahmegruppe sind ausschließlich Magerrasen auf Zechsteinkalk. Dominante Arten sind Kleiner Wiesenknopf ( Sanguisorba minor) , Feld-Mannstreu ( Eryngium campestre) , Pyramiden-Kammschmiele ( Koeleria pyramidata) , Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.) und Frühblühender Thymian ( Thymus praecox) . In einem Teil der Flächen erreichen auch Feld-Klee ( Trifolium campestre) , Frühlings-Fingerkraut ( Potentilla neumanniana) , Echtes Labkraut ( Galium verum agg.) und Zwerg-Hornkraut ( Cerastium pumilum agg.) höhere Deckungswerte.

Versaumte und verbuschte Bestände (Aufnahmegruppe 6)

Die Arten Hügel-Erdbeere ( Fragaria viridis) , Frühlings-Fingerkraut ( Potentilla neumanniana) , Sichel-Luzerne ( Medicago falcata) und Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.) besitzen die höchsten Deckungswerte. Die Hügel-Erdbeere gilt als Versaumungszeiger. Beginnende Verbuschung zeigen Jungpflanzen von Schlehe (Prunus spinosa) an. Daß es sich um ehemals felsige, lückige Bestände handelte, ist an Durchwachsenblättrigem Hellerkraut (Thlaspi perfoliatum) und Trauben-Gamander (Teucrium botrys) abzulesen.

Lückigere Rasenbestände mit Zwerg-Hornkraut ( Cerastium pumilum agg.), Quendel-Sandkraut (Arenaria serpyllifolia) , Weissia sp., Tortula ruralis subsp. ruralis und Cladonia rangiformis (Aufnahmegruppe 7)

Die rasenartigen Bestände sind in der Mehrzahl der Flächen von Kleinem Wiesenknopf ( Sanguisorba minor) , Aufrechter Trespe ( Bromus erectus) und Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.) dominiert. In je drei Flächen erreichen Sichel-Luzerne ( Medicago falcata) und Pyramiden-Kammschmiele ( Koeleria pyramidata) höhere Deckungswerte. Im Vergleich zu den Rasen der Aufnahmegruppe 4 sind diese Bestände etwas lückiger, was sich am Vorkommen der Therophyten Quendel-Sandkraut (Arenaria serpyllifolia) Zwerg-Hornkraut (Cerastium pumilum agg. ) sowie der Moose Weissia sp., Tortula ruralis subsp. ruralis und der Flechte Cladonia rangiformis ablesen läßt.

3.4 Ergebnis der Analyse des Teildatensatzes Fels- und Schuttfluren

Dieser Teildatensatz läßt sich in drei unterschiedliche Hauptgruppen auftrennen. Die erste Hauptgruppe besteht aus Kalksteinhaufen (Aufnahmegruppen 2 und 3) bzw. mit viel Kalkschutt überschütteten Felsflächen (Aufnahmegruppe 1). Die zweite Hauptgruppe bilden offene Felsflächen auf Zechsteinkalk (Aufnahmegruppen 4 und 5). In der dritten Hauptgruppe finden sich Felsflächen auf Zechsteinkalk mit etwas Schutt (Aufnahmegruppe 6) sowie Felsflächen auf Gips (Aufnahmegruppe 8) und deren Übergänge in Wirtschaftsgrünland (Aufnahmegruppe 7). Die Fels- und Schuttfluren konnten in den Verband Alysso Sedion eingeordnet werden. Innerhalb dieses Verbandes ergeben sich Tendenzen zum Cerastietum pumili bzw. zum Alysso Sedetum.

An Moosgesellschaften konnte das Orthotricho Grimmietumnachgewiesen werden. Einige Flächen zeigen Anklänge an das Abietinelletum abietinae.

Bestände auf mit viel Kalkschutt überschüttetem Kalkfels (Aufnahmegruppe 1)

Es handelt sich dabei um Flächen auf anstehendem Zechsteinkalkfels, die mit (im Vergleich zur Aufnahmegruppe 6) relativ viel Kalkschutt überschüttet sind. Die Schuttauflage ist aber weit weniger mächtig als in den Flächen der Aufnahmegruppen 2 und 3. Sechs der acht Aufnahmen zeichnen sich durch hohe Deckungswerte des Schuttpioniers Mausöhrchen (Hieracium pilosella) (Oberdorfer 1990, S. 999) aus. In vier Flächen ist Glatthafer (Arrhenatherum elatius) , in drei Flächen Milder Mauerpfeffer (Sedum sexangulare) , in vier Flächen die Rauhhaar-Wicke (Vicia hirsuta) und in fünf Flächen Schaf-Schwingel (Festuca ovina agg .) dominierend. Glatthafer ( Arrhenatherum elatius ) beschattet zunehmend niedrigwüchsige Arten und verdrängt sie.

Bestände auf Kalksteinhaufen mit Hypnum cupressiforme var. lacunosum , Allium oleraceum und Hieracium pilosella (Aufnahmegruppe 2)

Es handelt sich um Schuttfluren auf Kalksteinhaufen, in denen die drei Arten Hypnum cupressiforme var. lacunosum , Gemüse-Lauch (Allium oleraceum) und Mausöhrchen (Hieracium pilosella) dominieren. Mit weniger hohen Deckungswerten, aber in der Mehrzahl der Aufnahmen finden sich Glatthafer (Arrhenatherum elatius) , Homalothecium lutescens , Kleiner Wiesenknopf (Sanguisorba minor) , Rauhhaar-Wicke (Vicia hirsuta) und Zypressen-Wolfsmilch (Euphorbia cyparissias) .

Direkt auf den Steinen wachsen die Gesteinsmoose Orthotrichum anomalum , Grimmia pulvinata und Orthotrichum diaphanum . Orthotrichum diaphanum ist ein Ubiquist, der auf vielen Standorten wächst. Die beiden anderen Arten dagegen kennzeichnen das Orthotricho anomali Grimmietum pulvinatae, laut Drehwald & Preising (1991, S. 54) unter dem Synonym Tortuletum muralis die "charakteristische Moosgesellschaft sonniger Kalkfelsen und Mauern".

Bestände auf Kalksteinhaufen mit Frühblühendem Thymian (Thymus praecox) , Kleinem Wiesenknopf (Sanguisorba minor) und Mausöhrchen (Hieracium pilosella) (Aufnahmegruppe 3)

Dominante Arten, die das Erscheinungsbild dieser Schuttfluren prägen, sind Frühblühender Thymian (Thymus praecox) , Kleiner Wiesenknopf (Sanguisorba minor) und Mausöhrchen (Hieracium pilosella) . In drei Flächen erreicht auch der Knollige Hahnenfuß (Ranunculus bulbosus) hohe Deckungswerte und hat damit seinen Schwerpunkt in dieser Aufnahmegruppe. Regelmäßig aber mit geringer Deckung kommen Hypnum cupressiforme var. lacunosum , Glatthafer (Arrhenatherum elatius) , Gemüse-Lauch (Allium oleraceum) , Homalothecium lutescens und Zypressen-Wolfsmilch (Euphorbia cyparissias) vor. Wie auch in Aufnahmegruppe 2 besiedeln Orthotrichum diaphanum und Orthotrichum anomalum die Steine, es ist jedoch kaum Grimmia pulvinata vorhanden.

Bestände auf offenem Kalkfels (Aufnahmegruppen 4 und 5)

Die Aufnahmen dieser beiden Gruppen sind sich floristisch sehr ähnlich und werden daher gemeinsam besprochen. Sie stammen von Stellen, an denen aufgrund des ehemaligen Steinbruchbetriebs Zechsteinkalk als offener Fels freiliegt. Es handelt sich dabei um Pionierstadien mit einem hohen Anteil an Moosen und Flechten, von denen Hypnum cupressiforme var. lacunosum , Racomitrium canescens , Peltigera rufescens , Thuidium abietinum und Tortula rurali s subsp. ruralis dominieren. Das Erscheinungsbild der Bestände wird von Moospolstern geprägt, die von der Flechte Leptogium lichenoides var. pulvinatum überwachsen werden. Von den höheren Pflanzen ist Milder Mauerpfeffer (Sedum sexangulare) in einigen Flächen mit größeren Deckungswerten am Aufbau der Bestände beteiligt. Der Trauben-Gamander (Teucrium botrys) kommt fast nur in den Aufnahmegruppen 4 und 5 vor. Die Aufnahmegruppen 4 und 5 können mit der von Marstaller (1980, S.84ff) beschriebenen Rhacomitrium canescens Fazies des Abietinelletum parallelisiert werden. Da reine Moos- und Flechtenbestände selten seien, plädiert Marstaller (1993, S. 537) dafür, das Abietinelletum als Synusie in die Ordnung Sedo-Scleranthetalia der Klasse Sedo-Scleranthetea (Fels- und Schuttfluren) zu stellen.

Die beiden Aufnahmegruppen 4 und 5 unterscheiden sich darin, daß in Gruppe 5 Weissia sp., Cladonia pyxidata , Hypnum cupressiforme var. lacunosum und Kleiner Wiesenknopf (Sanguisorba minor) deutlich häufiger bzw. mit höheren Deckungswerten vertreten sind. Fast nur (bzw. nur) in Gruppe 5 sind Schaf-Schwingel (Festuca ovina agg.), Pottia lanceolata , Frühlings-Fingerkraut (Potentilla neumanniana) und Platthalm-Rispengras (Poa compressa subsp. compressa) vertreten. Von diesen Arten erreicht das Frühlings-Fingerkraut (Potentilla neumanniana) hohe Deckungswerte und dominiert die Bestände.

Von Schaf-Schwingel ( Festuca ovina agg.) dominierte Bestände auf Kalkfels und Steinschutt (Aufnahmegruppe 6)

Hierzu gehören sowohl Flächen auf anstehendem Kalkfels (mit einer mächtigeren Feinerdeauflage als in den Aufnahmegruppen 4 und 5) als auch Flächen auf Steinschutt. In allen Aufnahmen hat der Schaf-Schwingel (Festuca ovina agg .) hohe Deckungswerte und dominiert daher die Bestände. Eine weitere dominierende Art in der Mehrzahl der Flächen ist Milder Mauerpfeffer (Sedum sexangulare) . In wenigen Flächen erreicht Feld-Mannstreu (Eryngium campestre) hohe Deckungswerte. Charakteristisch für die Aufnahmegruppen 6, 7 und 8 sind die Therophyten Gemeines Hornkraut (Cerastium semidecandrum) , Weiche Trespe (Bromus hordeaceus subsp. hordeaceus) und Feld-Ehrenpreis (Veronica arvensis) , die in den restlichen Aufnahmen nicht oder kaum vorkommen.

Rasenartige Bestände des Wirtschaftsgrünlands auf Gips (Aufnahmegruppe 7)

In dieser Gruppe sind die Aufnahmen des Wirtschaftsgrünlands auf Gips vereinigt. Charakteristische Arten sind Kriechende Quecke (Agropyron repens) , Gemeines Knäuelgras (Dactylis glomerata) , Schmalblättriges Rispengras (Poa angustifolia) und Zypressen-Wolfsmilch (Euphorbia cyparissias) .

Bestände auf offenem Gipsfels innerhalb des Wirtschaftsgrünlands (Aufnahmegruppe 8)

Hierbei handelt es sich um offene Gipsflächen innerhalb einer Rinderweide. Die Aufnahmen zeichnen sich durch die Arten Gemeiner Reiherschnabel (Erodium cicutarium) , Scharfer Mauerpfeffer (Sedum acre) und Zwerg-Hornkraut (Cerastium pumilum agg .) aus, die fast nur in dieser Gruppe vorkommen, sowie durch das Moos Tortula ruralis subsp. ruralis , das hier die bei weitem höchsten Deckungswerte erreicht.

3.4 Ergebnis der Analyse des Teildatensatzes Vegetation auf Halden

Vom Rest der Aufnahmen abgetrennt ist Aufnahmegruppe 1 (von der Gelben Resede dominierter Steilhang). Die zweite Hauptgruppe bilden die Aufnahmegruppe 2 (vom Kupfer-Leimkraut dominierte Steilhänge), die Gruppe 3 (Kratzbeeren Gestrüpp am Haldenfuß) und die Gruppe 4 (Gebüschsaum am Haldenfuß). Aufnahmegruppe 5 (vom Rot-Schwingel dominierte Schwermetallrasen auf Haldenkuppen) ist deutlich von den restlichen Gruppen abgetrennt. Die letzte Hauptgruppe besteht aus den Aufnahmegruppen 6 und 7 (Schwermetallrasen).

Kupferschieferhalden gelten in der Fachliteratur (Ernst 1965, 1966 und 1974) als von Pflegemaßnahmen unbeeinflußte, natürlicherweise gehölzfreie Standorte. Neuere Untersuchungen, in denen Gebüschbestände am Fuß von Kupferschieferhalden und auf den Halden selbst beschrieben werden (Hentschel 1977, S. 166, Janowitz 1996 bzw. Spangenberg 1994 sowie Schmutzler 1994), stellen diese Hypothese in Frage.

Die Plazierung der Aufnahmeflächen als Transekte war gut geeignet, um eine Vegetationszonierung von den Haldenfüßen (typischerweise mit nitrophilem Gebüschsaum oder Kratzbeeren-Gestrüpp) über die Steilhänge (mit artenarmen Pionierstadien) zu den Kuppen (mit Schwermetallrasen) aufzuzeigen. Die Gebüsche an den Haldenfüßen selbst wurden nicht untersucht, da es sich dabei um keine Extremstandorte mehr handelt.

Am Übergang zu dem die Halden vielfach umgebenden Ring aus Obstbäumen finden sich Bestände, die sich ökologisch durch ihre Lage im Schatten der Gehölze und eine dickere Feinerde- und Humusauflage über den Kupferschieferplatten auszeichnen. Die Verfasserin benennt derartige Bestände rein formal aufgrund ihrer Lage vor einem Gehölzbestand als Gebüschsäume. Zudem finden sich in den Aufnahmen mit Schöllkraut (Chelidonium majus) und Knoblauchsrauke (Alliaria petiolata) typische Arten nitrophiler Säume.

Die Schwermetallrasen können dem Armerietum halleri zugerechnet werden. Im Untersuchungsgebiet kommen weder Hallers Grasnelke (Armeria halleri) noch das Kupferblümchen (Minuartia verna) vor. Von den Charakterarten der Schwermetallrasen ist also nur das Kupfer-Leimkraut (Silene vulgaris subsp. humilis) vertreten. Die Zugehörigkeit der vorliegenden Vegetationsaufnahmen zur Klasse Violetea calaminariae steht aufgrund des Vorhandenseins des Kupfer-Leimkrauts außer Frage. Die Einordnung in den Verband Armerion halleri erfolgte aus arealkundlichen Erwägungen. Somit sind die Schwermetallrasen des Untersuchungsgebiets als an Kennarten verarmtes Armerietum halleri anzusehen.

Schubert (1953, S. 53ff) stellte eine Vegetationszonierung auf Halden fest und unterschied innerhalb des Schwermetallrasens Armerietum halleri verschiedene Sukzessionsstadien. Aufnahmen der vorliegenden Untersuchung konnten mit Einschränkungen den von Schubert beschriebenen Stadien Silene -Stadium, Armeria -Stadium und Festuca -Stadium zugeordnet werden. Vergleichbare Bestände wiesen Schmutzler (1995) und Spangenberg (1994) bzw. Janowitz (1996) nach.

Von der Gelben Resede (Reseda lutea) dominierter Steilhang (Aufnahmegruppe 1)

Der 5 bis 35° geneigte Steilhang einer untersuchten Halde war von einem Bestand der Gelben Resede (Reseda lutea) bewachsen. Die Schieferplatten neigen dazu, hangabwärts zu gleiten. In acht der zehn Aufnahmen kommt die Gelbe Resede als einzige Art vor . Sie gilt als Rohbodenpionier mit bis zu 80 cm langer Wurzel (Oberdorfer 1990, S. 477).

Vom Kupfer-Leimkraut ( Silene vulgaris subsp. humilis) dominierte Steilhänge (Aufnahmegruppe 2)

Die Aufnahmen von verschiedenen Haldensteilhängen mit 10° bis 35° Neigung sind artenarm und zeichnen sich durch Dominanz des Kupfer-Leimkraut (Silene vulgaris subsp. humilis) aus. Die Färber-Hundskamille (Anthemis tinctoria) kommt in der Mehrzahl der Flächen vor und hat hier die vergleichsweise höchsten Deckungswerte. Schubert (1952, S. 77f) beschreibt ein Silene Stadium des Armerietum halleri an Steilhängen. In seinen Aufnahmen ist allerdings das Kupfer-Leimkraut (Silene vulgaris subsp. humilis) die einzige höhere Pflanze.

Kratzbeeren-Gestrüpp (Rubus caesius) an Haldenfüßen (Aufnahmegruppe 3)

In diesen Aufnahmen von Haldenfüßen erreicht die Kratzbeere ( Rubus caesius ) hohe Deckungswerte. Die Flächen sind als kniehohes Kratzbeeren-Gestrüpp anzusprechen. Brandes (1983, S. 72) beschreibt eine diesen Beständen vergleichbare Rubus caesius Schleiergesellschaft auf dem Schotter alter Bahngleise.

Nährstoffreicher Gebüschsaum (Aufnahmegruppe 4)

Diese Aufnahmen stammen vom Gebüschsaum einer Halde. Sie sind stark beschattet und es hat sich oberhalb der Schiefer bereits eine Schicht aus Humus angesammelt. Von den für Schwermetallrasen typischen Arten sind Wiesen-Sauer-Ampfer (Rumex acetosa) und Kupfer-Leimkraut (Silene vulgaris subsp. humilis) dominierend. Als weitere Art aus der Artgruppe 7 kommt noch Färber-Hundskamille (Anthemis tinctoria) vor.

Auffallend ist, daß Rot-Schwingel (Festuca rubra agg .) nicht vertreten ist. Dafür haben Wiesen-Sauer-Ampfer (Rumex acetosa) und Zypressen-Wolfsmilch (Euphorbia cyparissias) ihren Schwerpunkt in dieser Gruppe und erreichen teilweise hohe Deckungswerte. An die Stelle des Rot-Schwingels (Festuca rubra agg.) tritt das Schmalblättrige Rispengras (Poa angustifolia) , das in den restlichen Halden Aufnahmen nicht zu finden ist. Weitere Arten, die in allen anderen Flächen nicht vorkommen, sind typisch für Säume wie Schöllkraut (Chelidonium majus) und Stinkender Storchschnabel (Geranium robertianum) .

Vom Rot-Schwingel ( Festuca rubra agg .) dominierte Schwermetallrasen auf Haldenkuppen (Aufnahmegruppe 5)

Der Rot-Schwingel (Festuca rubra agg .) hat in dieser Aufnahmegruppe im Vergleich zu den anderen Gruppen die höchsten Deckungswerte. Die Rundblättrige Glockenblume (Campanula rotundifolia) ist ebenfalls charakteristisch für diese Gruppe. Sie kommt in allen Flächen vor und erreicht in fünf von ihnen hohe Deckungswerte. Auch das Kupfer-Leimkraut (Silene vulgaris subsp. humilis) ist in der Mehrzahl der Aufnahmen eine dominierende Art.

Die Bestände sind mit dem Festuca Stadium bei Schubert (1953, S. 57) vergleichbar, das an im Vergleich zum Armeria -Stadium feinerdereicheren und damit feuchteren Standorten vorkommen soll. Allerdings ist in dessen Aufnahmen Schaf-Schwingel (Festuca ovina) - und nicht Rot-Schwingel (Festuca rubra agg.) wie im vorliegenden Datensatz - die dominierende Art.

Ökologisch zeichnen sich die Aufnahmen durch ihre Lage auf den mehr oder weniger ebenen Haldenkuppen der Halden aus. Dort ist der Untergrund nicht mehr in Bewegung und es hat sich eine Feinerdeauflage auf den Schieferplatten gebildet.

Schwermetallrasen an Haldenoberhängen (Aufnahmegruppe 6)

Die Flächen der Aufnahmegruppe sind durch die drei dominierenden Arten Kupfer-Leimkraut (Silene vulgaris subsp. humilis) , Rot-Schwingel (Festuca rubra agg .) und Arznei-Thymian (Thymus pulegioides) gekennzeichnet.

Mit geringen Deckungswerten treten Färber-Hundskamille (Anthemis tinctoria) , Gelbe Resede (Reseda lutea) , Wiesen-Sauer-Ampfer (Rumex acetosa) und Racomitrium canescens hinzu. Die Bestände sind vergleichsweise artenarm und stammen aus dem Oberhang der Halden am Übergang zur Haldenkuppe.

Schwermetallrasen mit Schuttpionieren und Magerrasenarten (Aufnahmegruppe 7)

Diese Aufnahmen stammen von einer Halde, die von Arten besiedelt ist, die in den restlichen Halden-Aufnahmen so gut wie nicht vorkommen. Dazu gehören Arten der Schutt- und Felsfluren wie Mausöhrchen (Hieracium pilosella) , Cirriphyllum tenuinerve , Tortula ruralis subsp. ruralis und Homalothecium lutescens , aber auch Arten der Magerrasen wie Schaf-Schwingel (Festuca ovina agg .) , Spitz-Wegerich (Plantago lanceolata) , Gemeiner Hornklee (Lotus corniculatus) und Karthäuser-Nelke (Dianthus carthusianorum) . An haldentypischen Arten kommen Kupfer-Leimkraut (Silene vulgaris subsp. humilis) , Arznei-Thymian (Thymus pulegioides) , Färber-Hundskamille (Anthemis tinctoria) , Rot-Schwingel (Festuca rubra agg.) und Wiesen-Sauer-Ampfer (Rumex acetosa) vor, von denen aber nur Arznei-Thymian und Rot-Schwingel hohe Deckungswerte erreichen.

Die Aufnahmegruppen 5 bis 7 entsprechen weitgehend dem Armeria Stadium des Armerietum halleri bei Schubert (1952, S. 104ff), das er als Optimal Stadium des Schwermetallrasens beschreibt.

Vegetationseinheiten der Gefäßpflanzen

Klasse: Violetea calaminariae Tx. in Lohm. et al. 62

Ordnung: Violetalia calaminariae Br.-Bl. et Tx. 43

Verband: Armerion halleri Ernst 65

Ass.: Armerietum halleri Libb. 30

Klasse: Sedo-Scleranthetea Br.-Bl. 55 em. Th. Müller 61

Ordnung: Sedo-Scleranthetalia Br.-Bl. 55

Verband: Alysso alyssoidis-Sedion albi Oberd. u. Th. Müller 61

Ass.: Cerastietum pumili Oberd. et Th. Müller in Th. Müller 61

Ass.: Alysso alyssoidis-Sedetum albi Oberd. et Th. Müller in Th. Müller 61

Klasse: Festuco-Brometea Br.-Bl. et Tx. 43

Ordnung: Brometalia erecti Br.-Bl. 36

Verband: Mesobromion erecti (Br.-Bl. et Moor 38) Knapp 42 ex Oberd. (50) 57

Ass.: Gentiano-Koelerietum Knapp 42 ex Bornk. 60

Vegetationseinheiten der Moose

Klasse: Grimmietea anodontis Had. et Vondr. in Jez. et Vondr. 62
(Synonym: Schistidietea apocarpi Jez. et Vondr. 62)

Ordnung: Grimmietalia anodontis Šm. 47
(Synonym: Schistidietalia apocarpi Jez. et Vondr. 62)

Verband: Grimmion tergestinae Šm. 47
(Synonym: Schistidion apocarpi Jez. et Vondr. 62)

Ass. Orthotricho anomali-Grimmietum pulvinatae Stod. 37
(Synonym: Tortuletum muralis Waldheim 44)

Klasse: Ctenidietea mollusci v. Hübschm. ex Grgic 80

Ordnung: Ctenidietalia mollusci Had. et Šm. in Kl. et Had. 44

Verband: Abietinellion Giac. ex Neum. 71

Ass. Abietinelletum abietinae Stod. 37

(Synonym: Rhytidio Entodontetum orthocarpi v. Hübschm. 67)
 

4 Schutzwürdigkeit und Gefährdung der Magerrasen

Magerrasen sind als landschaftstypische Bestandteile des Südharzer Zechsteingürtels sowie als Zeugnisse einer historischen Landnutzung schützenswert. Nach Aufgabe der traditionellen Nutzung, der Beweidung und/oder Mahd, gehen Magerrasen über Verbuschungsstadien wieder in Wald über. Um die floristische Struktur der untersuchten Magerrasen zu erhalten, müssen diese wieder regelmäßig beweidet oder gemäht werden, wobei das Mähgut abtransportiert werden muß.

Kupferschieferhalden gelten in der Fachliteratur (Ernst 1965, 1966 und 1974) als von Pflegemaßnahmen unbeeinflußte, natürlicherweise gehölzfreie Standorte. Für die Schwermetallrasen wird daher keine Bedrohung durch Verbuschung angenommen. Diese Einschätzung muß nach neueren Untersuchungen (Hentschel 1977, S. 166, Janowitz 1996 bzw. Spangenberg 1994, Schmutzler 1995) und aufgrund von Ergebnissen der vorliegenden Arbeit in Frage gestellt werden. Es wird gefordert, auf ausgewählten Halden durch das Entfernen von Gehölzen den Bestand von Schwermetallrasen zu sichern. Die restlichen Halden, auf denen keine Eingriffe erfolgen, werden sich zu Feldgehölzen entwickeln. Da die Haldenvegetation durch Rinderhufe geschädigt wird, sollten Halden nicht in Weideflächen einbezogen werden.

Bei den artenreichen Schuttfluren auf Kalksteinhaufen und anstehendem Kalkfels handelt es sich um Pionierstandorte. Sie könnten nur durch gezielte Störungen wie beispielsweise Umlagern von Steinhaufen und Freilegen von Felsflächen erhalten werden. Lange Zeit ungestörte Steinhaufen werden von einer dichten Fazies aus Glatthafer (Arrhenatherum elatius) überwuchert.
 

Literaturverzeichnis

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