Quarry-Environment 1/2002Bundesverband der Gipsindustrie e.V.
Gypsum habitats and biodiversityLebensraum Gips und Biologische Vielfalt
Gypsum extraction and nature conservation are compatibleGipsabbau und Naturschutz kein Widerspruch

Schmeisky H. / Tränkle U. / Reimann M.

Without the influence of human activity, Central Europe would almost exclusively be covered by forests. This woodland would not be very abundant in species, because many herbaceous plants could not exist under the leafy canopy of the trees due to a lack of light.

In Mitteleuropa hätten wir ohne Einwirkung des Menschen einen nahezu geschlossenen Waldbestand. Dieser wäre nicht besonders artenreich, weil viele krautige Pflanzen unter dem Blätterdach der Bäume aus Lichtmangel kein Auskommen hätten.

These conditions would also prevail at gypsum locations with relatively shallow soils, and in fact they can still be encountered in various places. However, as small-scale farming structures with the cultivation of crops and pasture farming emerged, numerous plant species were able to immigrate into these open habitats from almost all directions and different climatic zones.

Dieser Zustand wäre auch auf Gipsstandorten mit relativ flachgründigen Böden anzutreffen bzw. es gibt ihn in verschiedenen Orten auch heute. Mit dem Entstehen kleinbäuerlicher Strukturen und dem Anbau von Nutzpflanzen sowie der Weidewirtschaft konnten zahlreiche Pflanzenarten in die offenen Lebensräume aus nahezu allen Himmelsrichtungen und aus verschiedenen Klimazonen einwandern.

Fig. 1: Large variety of biotops and plant communities in a gypsum quarry in Tuscany 10 years after closing down operations.
Abb. 1: Biotopvielfalt und Pflanzengesellschaften in einem Gipssteinbruch in der Toskana 10 Jahre nach Beendigung der Abbauaktivitäten.
Further figures of the Tuscany gypsum quarry
Weitere Ansichten des Gipssteinbruches in der Toskana
Fig. 1a / Abb. 1a
Fig. 1b / Abb. 1b Serapis lingua

The number of species steadily increased. In this context, we have to keep in mind that initially no mineral fertilizers and agrochemicals, such as pesticides, were available. It was not until the development of these products, together with the advancing mechanization of agriculture and the expansion of farm sizes, which is still in progress, that a partially dramatic decrease in species numbers was to be observed. Almost 30 % of our plant species (and, of course, animal species as well) are "endangered", "highly endangered" or already "extinct". The Red Data Books, which record this development, are becoming more and more extensive.

Die Zahl der Arten stieg zunehmend an. Dabei muss man sich vergegenwärtigen, dass zunächst keine mineralischen Düngemittel und Agrochemikalien, wie z. B. Pflanzenschutzmittel, zur Verfügung standen. Erst mit der Entwicklung dieser Mittel, verbunden mit einer ständigen Mechanisierung in der Landwirtschaft und einer bis heute andauernden Vergrößerung der Betriebe geht eine Abnahme der Arten einher, die teilweise dramatisch ist. Fast 30 % unserer Pflanzenarten (und natürlich auch Tierarten) sind in ihrem Bestand gefährdet, stark gefährdet oder bereits ausgestorben. Die "Roten Listen", die diese Entwicklung dokumentieren, werden immer umfangreicher.

This negative development is aggravated by large-scale eutrophication from the air (for example in the form of nitrogen immissions from industry, private heatings and traffic). As a result of the large supply of nutrients, tall-growing species displace low-growing plants, and omnipresent species, also known as ubiquists, displace rare plants.

Die negative Entwicklung wird durch die flächenhafte Eutrophierung aus der Luft versträkt (z. B. Stickstoffeinträge aus Industrie, Hausbrand und Verkehr). Durch das große Nährstoffangebot verdrängen höherwüchsige Arten kleinwüchsige und sogenannte "Allerweltsarten" (Ubiquisten) verdrängen seltene Pflanzen.

In view of these general development tendencies, it is easier to explain why gypsum extraction and nature conservation are not incompatible.

Diese allgemeinen Entwicklungstendenzen vorausgeschickt, kann leichter erklärt werden, warum Gipsabbau und Naturschutz kein Widerspruch sind.

At numerous gypsum locations, forests had to give way to human activities. Since the soils were mostly shallow, they were not suitable for plant production and thus became pasture areas. These pastures were usually not very thrifty, because there was, on the one hand, a deficiency of nutrients and, on the other hand, at least in certain seasons, a shortage of water. In conjunction with different exposures in a hilly landscape, various habitats formed, providing favorable conditions especially for low-growing, photophilic and thermophilic (light and heat-demanding) species. Many of these species with a low competitive capacity, such as orchids, gentians and carnations, are rare and protected.

Auf vielen Gipsstandorten musste der Wald vor dem wirtschaftenden Menschen weichen. Weil der Boden meist flachgründig war, konnte kein Ackerbau betrieben werden und es entstanden Weideflächen. Diese waren größtenteils nicht sehr wüchsig, weil einerseits Nährstoffe fehlten und andererseits, zumindest in bestimmten Jahreszeiten, Wassermangel herrschte. In Verbindung mit verschiedenen Expositionen in einer Hügellandschaft konnten unterschiedliche Lebensräume entstehen, die insbesondere kleinwüchsigen, licht- und wärmeliebenden Arten einen Lebensraum boten. Viele dieser konkurrenzschwachen Arten, wie z. B. Orchideen, Enziane und Nelken, sind selten und geschützt.

These species-rich oligotrophic grasslands are coveted objects of nature conservation. However, it has to be said that they were created by the influence of man and economically useful animals. Since the grazing of sheep and goats is not very common any longer in Central Europe, the former pastures are quickly covered with shrubs and finally become forests again.

Diese artenreichen Magerrasen sind begehrte Objekte des Naturschutzes. Tatsächlich muss aber festgestellt werden, dass diese erst durch Mensch und Tier geprägt wurden. Da eine Beweidung mit Schafen und Ziegen bei uns kaum noch stattfindet, verbuschen diese ehemaligen Huteflächen schnell und verwandeln sich letztendlich wieder in einen Wald.

Even though a forest does not grow at once, an accumulation of nutrients takes place, which already leads to changes in the affected biocenoses.

Auch wenn es nicht gleich zu einer Waldentwicklung kommt, findet eine Nährstoffanreicherung statt, die auch jetzt schon zu einer Veränderung der Biozönosen führt.

The development of a gypsum quarry creates a number of conditions that provide habitats for the rare plant and animal species already mentioned:

  • light-exposed areas thanks to the removal of a tall-growing vegetation cover,
  • oligotrophic soil conditions due to the removal of the eutrophicated topsoil,
  • a wide variety of habitats as a result of the different shapes of quarries.

Mit dem Aufschluss eines Gipssteinbruches werden viele Bedingungen geschaffen, die den bereits erwähnten seltenen Pflanzen- und Tierarten Lebensraum schaffen:

  • Belichtete Flächen durch Entfernung einer hochwüchsigen Vegetationsdecke,
  • oligotrophe Bodenverhältnisse durch Abräumen des eutrophierten Oberbodens,
  • vielfältige Lebensräume durch unterschiedliche Gestaltung des Steinbruches.

Not only in the quarry itself, but also in its immediate surroundings, habitats can be created before the beginning of the exploitation shown in various impact studies since the 1970´s.

Nicht nur im Steinbruch selbst, sondern auch in der unmittelbaren Umgebung könnten Lebensräume geschaffen werden, die dem Abbau vorangehen, wie dies in mehreren Umweltverträglichkeitsuntersuchungen seit 1970 belegt wurde.

The question as to what the geomorphology will look like at the end of the extraction process depends on the deposit and the planning. There are many and various shaping possibilities, for example with rock walls, rock heads, weathering cones, quarry floors, outside and inside dumps etc. Almost all transitions from extremely dry to wet or temporarily wet habitats are imaginable.

Es ist eine Frage der Lagerstätte und der Planung, wie die Geomorphologie am Ende des Abbaus aussehen soll. Die Gestaltungsmöglichkeiten, z.B. mit Felswänden, Felsköpfen, Verwitterungskegeln, Steinbruchsohlen, Außen- und Innenkippen usw. sind vielfältig. Von extrem trockenen bis zu nassen oder wechselfeuchten Standorten sind fast alle Übergänge möglich.

A special type of restoration has to take place in the mediterranean region. Problems due to protection against erosion are essential, where missing soil and the hot climate cause a slow growth of vegetation (see fig. 2).

Eine besondere Art der Rekultivierung ist in der mediterranen Region erforderlich. Dort steht der Erosionsschutz im Vordergrund, da fehlender Boden und hohe Temperaturen ein nur langsames Pflanzenwachstum bedingen (siehe Abb. 2).

Fig. 2: Overburden dump outside extraction area of a gypsum quarry in Catalunia, special completion for protection against erosion.
Abb. 2: Aufhaldung von Oberboden außerhalb der Abbaufläche eines Gipssteinbruches in Katalonien, besondere Abschlussmaßnahme zum Erosionsschutz.

If a new forest is the primary objective of revegetation after the extraction of gypsum, it will form on its own within a relatively long period of time. To shorten this period, however, a species-rich stand of wood can successfully be planted. As the example of gypsum quarries near Stadtoldendorf (Central Germany) shows, the trees grow well, and many other species have also found their habitats.

Sollte nach dem Abbau als Ziel einer Wiederbegrünung der Wald im Vordergrund stehen, wird sich dieser über einen längeren Zeitraum von selbst einstellen. Um den Zeitraum zu verkürzen, kann aber auch ein artenreicher Gehölzbestand erfolgreich angepflanzt werden. Ein Beispiel aus Gipssteinbrüchen bei Stadtoldendorf (Deutschland, Niedersachsen) zeigt, dass nicht nur die Bäume gut gedeihen, sondern viele andere Arten einen Lebensraum gefunden haben.

However, the objective of nature conservation is usually not a forest but the protection of habitats that are as open as possible and permit an undisturbed natural development. This will only be achieved if refilling with materials of foreign origin near to the surface is avoided and exclusively gypsum-containing initial materials are used for shaping or remain on the spot.

Meist ist jedoch nicht der Wald Ziel des Naturschutzes, sondern der Erhalt möglichst offener Lebensräume mit einer ungestörten natürlichen Entwicklung. Dies setzt voraus, dass eine Verfüllung an der Oberfläche mit ortsfremdem Material unterbleibt und nur gipshaltiges Ausgangsmaterial für die Gestaltung eingesetzt wird oder an Ort und Stelle verbleibt.

Fig. 3: Protected types of habitats in gypsum quarry area in Hesse which ceased perations in the mid-1970s (Schmeisky, Stein, Hofmann & Reimann 2002).
Abb. 3: Geschützte Biotope in einem seit 25 Jahren aufgelassenen Gipssteinbruch in Hessen (Schmeisky, Stein, Hofmann & Reimann 2002).

Extensive research carried out in gypsum quarries in the last few years has proved that numerous habitat types, many of which are endangered, can be encountered in such places.

Umfangreiche Untersuchungen in den letzten Jahren in Gipssteinbrüchen haben den Beweis erbracht, dass zahlreiche Biotopstypen, von denen viele wiederum gefährdet sind, dort anzutreffen sind.

In the gypsum quarries of the Fulda Valley (Central Germany), for example, large shrub formations of xerothermic (dry and warm) habitats, which are classified as endangered in our region, can be found. According to various state laws, there are particularly protected types of habitats, such as open boulder fields and taluses, rock vegetation, oligotrophic grasslands, ravine forests, wetlands, silting zones and many more (see fig. 3).

So finden sich z. B. in den Gipssteinbrüchen im Fuldatal (Deutschland, Hessen) umfangreiche Gebüschformationen trocken - warmer Standorte, die in unserer Landschaft als gefährdet eingestuft werden. Nach verschiedenen Landesgesetzen gibt es besonders geschützte Biotoptypen, wie z. B. offene Block- und Geröllhalden, Felsvegetation, Magerrasen, Schluchtwälder, Feucht- und Verlandungsbereiche (siehe Abb. 3).

As described for France in the "Good environmental practice guide" there are lots of examples all over Europe for instance in Spain or Italy too: A 10 years closed down gypsum quarry in Tuscany shows a large variability of biotops and plant communities after mining (see fig. 1).

Wie bereits für Frankreich im Leitfaden "Gute Umweltschutzpraxis" beschrieben gibt es viele weitere Beispiele, verteilt über Gipsvorkommen in Europa, z.B. in Spanien oder Italien: Ein seit 10 Jahren eingestellter Gipssteinbruch in der Toscana zeigt heute, nach dem Abbau, eine Bandbreite von Lebensräumen und Pflanzengesellschaften (siehe Abb. 1).

It is therefore indisputable that abandoned quarries fulfill an important function with regard to the protection of habitats.

Es ist deshalb unstrittig, dass aufgelassene Steinbrüche eine wichtige Funktion hinsichtlich des Biotopschutzes besitzen.

This assessment also applies to plant species. About 950 out of more than 3,300 plant species occurring in Germany are listed in the Red Data Book.

Diese Einschätzung gilt auch für die Pflanzenarten. Von den über 3.300 in Deutschland vorkommenden Pflanzen stehen ca. 950 auf der Roten Liste.

However, endangered or protected species, some of which are even threatened with extinction, are to be found in almost every gypsum quarry.

Es gibt so gut wie keinen Gipssteinbruch, in dem nicht gefährdete oder geschützte, z. T. sogar vom Aussterben bedrohte Arten, vorkommen.

Over 20 of these species can easily exist in one quarry. Frequently, a mass occurrence is to be observed, for example in the case of several orchids.

Schnell können über 20 verschiedene dieser Arten in einem Steinbruch auftreten. Dann ist oft ein Massenaufkommen, z. B. einiger Orchideen, zu beobachten.

But it has to be taken into account that these phenomena are certain successional stages prevailing over periods of varying length. If these stages are to be preserved, appropriate measures will have to be taken (such as mowing, shrub removal or soil damaging). Otherwise these habitats cannot be prevented from developing into forests.

Dabei muss berücksichtigt werden, dass es sich bei derartigen Erscheinungen um bestimmte Sukzessionsstadien handelt, die einen mehr oder minder langen Zeitraum in Anspruch nehmen. Sollen diese Stadien erhalten werden, müssen Maßnahmen (wie z. B. Mahd, Entbuschung, Bodenverletzungen) zu deren Erhalt ergriffen werden. Ansonsten ist eine Entwicklung zum Wald nicht aufzuhalten.

Fig. 4: Relation of plant species between abandoned (left), active (right) limestone quarries and their surrounding areas up to 50 times larger (= 100 %) in Baden-Württemberg (Tränkle & Beisswenger 1999).
Abb. 4: Verhältnis der Anzahl der Pflanzenarten zwischen aufgelassenen (links), aktiven (rechts) Kalksteinbrüchen und deren um den Faktor 50 größeren Umgebung ( = 100%) in Baden-Württemberg (Tränkle & Beißwenger 1999).

These succession processes virtually require repeated extraction activities, so that habitats of different ages, ranging from the vegetation-free initial stage (which is highly important for various animal species) to new forests, can exist next to each other.

Diese Sukzessionsvorgänge bedingen geradezu immer wieder neue Abbaumaßnahmen, damit verschiedene alte Flächen vom vegetationslosen Anfangsstadium (das für verschiedene Tierarten von außerordentlicher Bedeutung ist) bis zum Wald nebeneinander existieren.

Even in small quarries, the presence of about 230 plant species was proved. In a gypsum quarry at the edge of the Harz Mountains (Central Germany), 52 woody plant species are to be found. These figures alone do not signify very much. Considering the size of the quarry, however, the number of species is enormous. Besides, if the surroundings are dominated by agriculture, perhaps even by arable land, such a quarry will constitute a multiform habitat in a monotonous agricultural landscape.

Selbst in kleineren Steinbrüchen konnten ca. 230 Pflanzenarten nachgewiesen werden. In einem Gipssteinbruch am Harzrand (Deutschland) wuchsen 52 verschiedene Gehölzarten. Diese Zahlen alleine sagen nicht viel aus. Betrachtet man jedoch die Größe des Steinbruchs, ist die Artenzahl enorm groß. Ist die Umgebung außerdem landwirtschaftlich, womöglich ackerbaulich geprägt, stellt ein derartiger Steinbruch einen vielfältigen Lebensraum in einer monotonen Agrarlandschaft dar.

Tränkle & Beisswenger (1999) established during examinations in limestone quarries that 72 % of all plant species and 123 % of the endangered plant species of the surroundings occurred in a quarry area that was 10 to 50 times smaller (see fig. 4). Current investigations in gypsum quarry environments anticipate similar results.

Tränkle und Beißwenger (1999) haben bei Untersuchungen in Kalksteinbrüchen festgestellt, dass bei einer 10 50fach kleineren Fläche 72 % der Pflanzenartenzahlen und 123 % der gefährdeten Pflanzenarten des Umfeldes vorkommen (siehe Abb. 4). Zur Zeit laufende Untersuchungen im Umfeld der Gipssteinbrüche lassen ähnliche Ergebnisse erwarten.

To document the importance of excavation areas and quarries for nature conservation, the "Bayerischer Industrieverband Steine und Erden" (Association of the Bavarian Nonmetallic Minerals Industry), for example, has initiated a large-scale project in which 50 abandoned quarries are examined. Besides, extensive studies (e.g. Schulmeister, 1998) were also conducted on behalf of the "Bundesverband der Gips- und Gipsbauplatten-industrie e.V." (Federal Association of the Gypsum and Gypsum Building Board Industry).

Um die Bedeutung von Abgrabungsflächen und Steinbrüchen für den Naturschutz zu dokumentieren, hat z. B. der Bayerische Industrieverband Steine und Erden ein Großprojekt, in dem 50 aufgelassene Steinbrüche untersucht werden, initiiert. Auch der Bundesverband der Gips- und Gipsbauplattenindustrie e. V. hat umfangreiche Untersuchungen durchführen lassen (Schulmeister).

The results from various quarries that have been available up to now agree in their conclusions and prove that these quarries are developing into multiform and species-rich habitats, in which a particular abundance of the priority species listed in the Habitat Directive can be observed.

Die bisher vorliegenden Ergebnisse aus verschiedenen Steinbrüchen decken sich in ihren Aussagen und beinhalten, dass sich diese zu vielgestaltigen und artenreichen Lebensräumen entwickeln.

Consistently closed down gypsum quarries are proposed areas for the Natura 2000 network today (see fig. 5).

Folgerichtig sind einige der aufgelassenen Gipssteinbrüche für das Natura 2000 Netzwerk vorgeschlagen worden (siehe Abb. 5).

As the development of a quarry is preceded by well-founded planning and a polymorphous landscape is formed after exploitation process, quarries ought to be operated in Natura 2000 areas. Far from subsequently deteriorating they would, on the very contrary, even enrich Natura 2000 areas by propagating endangered and protected species.

Da die Entwicklung eines Steinbruches von gut abgesicherten Planungsunterlagen ausgeht und ein reich strukturiertes Landschaftsbild nach dem Abbau verbleibt, sollte ein Abbau in den Natura 2000 Gebieten möglich sein. Nicht die grundlegende Zerstörung, sondern im Gegenteil die Verbesserung des Erhaltungszustandes der Natura 2000 Gebiete durch Lebensräume für gefährdete und geschützte Arten wird erwartet.

Brodkom (2000): Good environmental practice in the European extractive industry: A reference guide. - Centre Terre & Pierre; Tournai.
Internet: www.eurogypsum.org

Gilcher & Bruns (1999): Renaturierung von Abbaustellen. - Ulmer; Stuttgart.

Raab, Reimann, Lütkehaus & Hotzy (2002): Gipsabbau und Biologische Vielfalt. - Schriftenreihe ISTE Baden-Württ. 4; Ostfildern.

Schmeisky, Stein, Hofmann & Reimann (2002): Lebensraum Gips. - Bundesverband der Gips- u. Gipsbauplattenindustrie; Darmstadt.

Schulmeister (1998): Sukzession in Gipssteinbrüchen. - Ökologie u. Umweltsicherung 14; Witzenhausen (GH Kassel).

Tränkle & Beisswenger (1999): Naturschutz in Steinbrüchen. - Schriftenreihe ISTE Baden-Württ. 1; Ostfildern.

Fig. 5: Different biotops in a gypsum quarry in Bavaria 3 years after closing down - admitted to Natura 2000 areas.

Abb. 5: Unterschiedliche Biotope in einem bayerischen Gipssteinbruch 3 Jahre nach Auflassung einbezogen in ein Natura 2000 Gebiet.

 
Herausgeber:

Bundesverband der Gips- und
Gipsbauplattenindustrie e.V.
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Mitglied von:

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