Auswirkungen der Aufforstung auf die Eigenschaften von Technosol in rekultivierten Halden des Tiefbergbaus von Steinkohle

Warum alte Bergbauhalden noch wichtig sind

Weltweit haben Kohlebergwerke riesige Haufen aus Gestein und Boden hinterlassen, die leblos und grau erscheinen. Diese Halden sind jedoch nicht nur Narben in der Landschaft – sie bieten das Potenzial für neue Wälder, die Kohlenstoff speichern, Wasser filtern und Lebensräume für Tiere bieten können. Diese Studie aus Südpolen stellt eine praktische Frage: Welche Form der baumbasierten Renaturierung trägt am stärksten zur Wiederherstellung gesunder Böden bei, wenn man versucht, diese kargen Halden in Grünflächen zu verwandeln?

Drei Wege, einen neuen Wald zu schaffen

Die Forschenden konzentrierten sich auf eine große Halde im Oberschlesischen Kohlerevier, wo Bergbaurückstände steile, trockene, steinige Hänge mit sehr armen Böden bilden. Im Laufe der letzten Jahrzehnte haben sich verschiedene Bereiche der Halde unterschiedlich entwickelt. In einigen Abschnitten haben Pflanzen kargen Fels aus eigener Kraft besiedelt – ein Prozess, der als natürliche Sukzession auf barren Halden bezeichnet wird. Andere Bereiche wurden zunächst mit einer Schicht aufgebrachter Muttererde abgedeckt und dann sich selbst überlassen. In einem dritten Bereich wurde Muttererde aufgebracht und gezielt mit ausgewählten Baumarten bepflanzt. Durch den Vergleich dieser drei Ansätze nebeneinander konnte das Team beobachten, wie jeder einzelne die obersten Bodenschichten veränderte.

Einen genauen Blick unter die Füße werfen

Um die Bodenerholung zu messen, entnahmen die Wissenschaftler Proben aus den obersten 10 Zentimetern in 30 kleinen Parzellen, die über die Halde verteilt waren. Sie prüften, wie kompakt oder luftig der Boden war, wie viel Wasser er halten konnte und welchen Anteil an Sand, Schluff und Ton er enthielt. Außerdem analysierten sie Nährstoffe, die für das Pflanzenwachstum wichtig sind, etwa Stickstoff, Calcium, Magnesium, Kalium und Schwefel. Schließlich betrachteten sie nicht nur die Gesamtmenge an organischem Kohlenstoff im Boden, sondern auch, wie dieser Kohlenstoff gebunden ist – entweder als lockere, leicht zersetzbare Fraktionen oder in stabileren Formen, die an Mineraloberflächen haften oder in kleinen Bodenaggregaten geschützt sind.

Bodenstruktur, Wasser und Nährstoffe

Die drei Renaturierungswege ergaben deutlich unterschiedliche Böden. Wo Pflanzen karge Halde ohne aufgebrachte Muttererde besiedelten, blieb der Untergrund sandig und sauer, war aber überraschend porös, also mit viel Luftraum zwischen den Partikeln. Diese Porosität förderte den Luftaustausch im Boden, jedoch konnte das lockere Material nur wenig Wasser halten. Dort, wo Muttererde aufgebracht und Bäume aktiv gepflanzt wurden, wurde der Boden dichter, hielt aber dank feinerer Partikel und höherem organischen Anteil mehr Wasser. Diese bepflanzten Bereiche enthielten auch mehr Stickstoff, Calcium und Kalium – alles Schlüssel-Nährstoffe für gesundes Pflanzenwachstum. Dagegen wiesen die Bereiche mit natürlicher Sukzession auf der nackten Halde vermehrt Schwefel und Magnesium auf, was die Zersetzung schwefelreicher und magnesiumhaltiger Minerale in den Bergbaurückständen widerspiegelt.

Wie Kohlenstoff im wiederhergestellten Boden gespeichert wird

Kohlenstoff im Boden ist nicht einheitlich. Ein Teil liegt als lose Fragmente frischer Pflanzenreste vor, die Mikroben schnell abbauen können; andere Anteile sind in kleinen Aggregaten eingeschlossen oder an Mineraloberflächen gebunden, wo sie über viele Jahre erhalten bleiben können. In den Sukzessionsparzellen auf der nackten Halde enthielt der Boden mehr der losen, „freien“ Kohlenstofffraktion, vermutlich aus feinen Wurzeln und oberflächlichem Streu, das noch nicht vollständig zersetzt war. In den bepflanzten Muttererdeflächen fand sich mehr Kohlenstoff in besser geschützten Formen, was darauf hindeutet, dass diese Standorte begann, langlebigere Kohlenstoffspeicher auszubilden. Interessanterweise war die Gesamtkohlenstoffmenge – zusammenaddiert über alle Fraktionen – bei den drei Methoden ähnlich; unterschieden hat sich vor allem, wie sicher dieser Kohlenstoff gebunden war.

Was das für die Rekultivierung von Bergbauland bedeutet

Für Landschafts- und Flächenmanager lautet die Botschaft, dass es kein alleiniges Bestreben gibt, sondern jede Strategie klare Vor- und Nachteile hat. Die Natur die nackte Halde selbst zurückerobern zu lassen ist kostengünstiger und kann poröse Böden sowie frische organische Inputs erzeugen, aber Nährstoffe bleiben begrenzt und ein großer Teil des Kohlenstoffs liegt in einer fragilen, leicht verlierbaren Form vor. Das Aufbringen von Muttererde und das aktive Pflanzen von Bäumen erfordert mehr Geld, Arbeit und Material, baut jedoch Böden auf, die mehr Wasser halten, mehr Nährstoffe speichern und Kohlenstoff länger stabilisieren. Bereiche mit aufgebrachter Muttererde, die der natürlichen Sukzession überlassen wurden, können sich ebenfalls erheblich erholen und manchmal den bepflanzten Flächen ähneln. Die Wahl zwischen diesen Optionen hängt von lokalen Budgets, der Verfügbarkeit von Muttererde und davon ab, ob das Hauptziel ein schnelles Begrünen, langfristige Kohlenstoffspeicherung, bessere Wasserregulierung oder ein ausgewogenes Verhältnis aller drei ist.

Zitation: Pietrzykowski, M., Misebo, A.M., Woś, B. et al. Effects of afforestation on Technosol properties in reclaimed hard coal deep mining spoil heaps. Sci Rep 16, 6933 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37992-z

Schlüsselwörter: Renaturierung nach Bergbau, Aufforstung, Bodenqualität, Kohlenstoffspeicherung, Abraumhalden