Das Erzgebirge ist Teilstruktur der Fichtelgebirgs-Erzgebirgischen Antiklinalzone. Es besteht aus einem Gneiskern und einer Schieferhülle, wobei der Gneiskern flächenmäßig den größten Anteil des Erzgebirgskristallins bildet. Die Vorstellungen über den geologischen Aufbau des Erzgebirges haben sich in den letzten 10 Jahren drastisch gewandelt. Moderne PT-Untersuchungen der Gneise und Glimmerschiefer lieferten Beweise einer unterschiedlichen metamorphen Überprägung verschiedener lithologischer Einheiten des Erzgebirges und belegen dessen Deckenbau. Unterschiedliche Altersvorstellungen wurden durch neuere Datierungen erzeugt, da viele Datierungssysteme eine (oft unvollständige) Umstellung durch die metamorphe Überprägung erfuhren. Ziel dieser Arbeit war eine umfassende Charakterisierung der Gneise, die neue Erkenntnisse zu deren Genese und eine gesicherte Altersstellung der Gneise liefert. Die durchgeführten Untersuchungen erlauben die Unterscheidung von drei genetischen Gruppen der Erzgebirgsgneise (Untere "Freiberger" Graugneise, Obere Graugneise, Rotgneise), die unterschiedlichen Altersetappen zugeordnet werden können. Die Unteren Graugneise und die Rotgneise stellen Orthogneise dar ("Meta-Granitoide"), die Oberen Graugneise - Paragneise ("Meta-Grauwacken"). Desweiteren sind sogenannte Mischgneise im Erzgebirge weit verbreitet, die wahrscheinlich aus meta- bis diatektischen Migmatiten hervorgegangen sind. Anhand der Altersdatierungen der Erzgebirgsgneise konnten drei Etappen magmatischer Aktivität belegt werden (ca. 575 Ma, 540-530 Ma, 500-470 Ma), die sehr gut mit magmatischen Zeitmarken anderer saxothuringischer Einheiten (Lausitz, Elbe-Zone, Schwarzburger Sattel) korrelieren. Ein Vergleich der neoproterozoisch-frühpaläozoischen Entwicklung der saxothuringischen Einheiten mit anderen Segmenten des Böhmischen Massivs und des cadomischen Orogengürtels zeigt z.T. auffallende Ähnlichkeiten (insbesondere mit dem Mancellian Terrane des Armorikanischen Massivs) aber auch signifikante Unterschiede auf, die in der Arbeit diskutiert werden.

Die Hochmoore des Erzgebirges sind auf Grund ihrer jahrhunderte langen Nutzung und der ökosystemaren Wandelprozesse der vergangenen 10 - 15 Jahre unterschiedlich stark degradiert. Gleichzeitig sind sie durch den Austrag vergleichsweise hoher Austräge von DOC (Dissoloved Organic Carbon) gekennzeichnet. Um den Zusammenhang zwischen dem Zustand der Hochmoore, als Ergebnis in erster Linie der unterschiedlich nutzungsbedingten Degradation und den Stoffausträgen speziell den DOC-Austrägen zu erfassen, wurden mittels landschaftsökologischer Methoden Hochmoortestflächen verschiedener Zustände vergleichend untersucht. Die Ergebnisse lieferten erste Hinweise, dass in Flächen mit natürlicher Regeneration oder anthropogener Wiedervernässung vergleichsweise hohe DOC-Konzentrationen und – Austräge zu beobachten waren. Demgegenüber standen stärker degradierte Flächen mit zum Teil aktueller forstlicher Nutzung (geräumte Entwässerungsgräben), die durch geringere DOC-Konzentrationen und – Austräge charakterisiert waren. Da die gefundenen Zusammenhänge nicht endgültig belegt werden konnten, besteht insbesondere Forschungsbedarf hinsichtlich landschaftshaushaltlicher Untersuchungen unterschiedlich degradierter Hochmoore im Erzgebirge. / Natural peat bogs are known as a sinks especially for carbon because of theire special matter and water balance. The use of peat bogs requiers their drainage, but consequently the peat will decompose unreversible and peatlands turn to a source esspecially for carbon. The peat bogs in the “Erzgebirge Mountains” were used over several centuries. Thats why the peatlands existing nowadays have different states dependent on the duratian of their use. Beside the use peatlands were mostly negativly effected by processes of ecological change in the “Erzgebirge Maountains” in the last 10 to 15 years. As one result of ecological change the increased output of DOC (Dissolved Organic Carbon) into surface waters can be seen. The main source for DOC are peatlands. By the way it seems to exist a connection between the output of DOC and other dissolved substances and the state of the peatlands especially of their ditches. To research this hypothesis four test areas of different state were chosen. Their state and the output of DOC and other dissolved substances were investigated with methods from landscape ecology from 2001-2003. It was the first time, that peatlands in the “Erzgebirge Mountains” were investigated in such a way. The badest state had the test area where the ditches were cleaned in 2000/ 2001 (“Weiße Mulde”, Western “Erzgebirge Mountains”). This test area showed the lowest but constant DOC-concentrations and DOC-output during the investigation period. The test areas “Carlsfeld” and “Löffelsbach” (Western “Erzgebirge Mountains”) had the best state. The state of “Carlsfeld” is related to the narueal closed ditches, which cause the processes of self regeneration. Due to such processes the DOCconcentrations were distinctly higher but very variable in dependence on weather and runoff. The same was supposed to DOC-output. The same valuation got the test area “Löffelsbach”, because of rewetting by technical closed ditches in 2001. During the investigation period the highest DOC-concentrations of all test areas were measured there. Similar to “Carlsfeld” DOC-concentrations and –output were highly variable in dependence on weather and runoff. The state of the test area “Salzflüßchen” (Eastern “Erzgebirge Mountains”) is also related to processes of self regeneration but was valuated bader than “Carlsfeld”, because the effect of former drainage was stronger in this area. In 2005 the rewetting of the test area is planed by “Naturpark Erzgebirge/ Vogtland”. In the consequence the DOC-concentrations and –output will increase similar to “Löffelsbach”. The results of the investigations indicate that a connection exists between state of peatlands and output of dissolved substances esspecially DOC. The results are supported by national and international literature. It will be clear, that more research is necessary especially on the field of comparative investigations of peatlands with different states in the “Erzgebirge Mountains”.

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Zur Untersuchung des Einflusses der Bodenschutzkalkung gegen die flächendeckende Bodenversauerung im sächsischen Mittelgebirge wurde die Regenwurmfauna an acht Punkten der Bodenzustanderhebung (BZE-Punkte) im Erzgebirge und im Vogtland erfasst. Die Untersuchungspunkte sind durch Fichtenforste auf vier verschiedenen Lokalbodenformen charakterisiert, jeweils nicht gekalkt und gekalkt. Die verwendeten chemischen Daten stammen aus der Bodenzustandserhebung. Die Erfassung der Lumbriciden erfolgte mittels Elektroaustreibung und anschließender Handauslese, die Tiere wurden lebend und mit Darminhalt gewogen. Daraus wurden die Populationsparameter Individuendichte und Biomasse pro Quadratmeter ermittelt und mit dem U-Test nach Wilcoxon, Mann und Whitney auf signifikante Unterschiede geprüft. Bei Betrachtung der Daten der BZE fallen auf den gekalkten Flächen im Vergleich zu den nicht gekalkten Flächen der angehobene pH-Wert, die gesteigerte effektive Austauschkapazität (AKe) und die erhöhte Basensättigung (BS) im organischen Auflagehorizont sowohl in der Streu und in der fermentierten organischen Auflage (L + Of) als auch in der humifizierten organischen Auflage (Oh) auf. [...] Das C/N-Verhältnis weist in keinem der Horizonte einen offensichtlichen Zusammenhang zur Kalkung auf. Auf den gekalkten Flächen wurde sowohl eine höhere Individuendichte als auch eine höhere Biomasse der Lumbriciden festgestellt. Die Unterschiede sind zu verschiedenen Niveaus signifikant. Zwischen den Populationparametern und pH-Wert, AKe und Basensättigung besteht kein linearer Zusammenhang, bei erhöhten Werten dieser Bodenchemie-Komponenten wurden jedoch höhere Individuendichten und Biomassen festgestellt. Zum C/N-Verhältnis konnte keine Beziehung festgestellt werden. Auf den gekalkten Flächen wurden auch mehr Arten als auf den nicht gekalkten gezählt. [...] Es ist zu überlegen, inwieweit sich (Wieder-)Ansiedelungsmaßnahmen entsprechender Arten durchführen ließen.:1 Einleitung und Zielstellung ...........................................................................6 2 Grundlagen und Methodik ...........................................................................9 2.1 Naturraum ................................................................................................9 2.2 Regenwurmbiologie ................................................................................13 2.3 Methodik .................................................................................................18 2.4 Statistik ...................................................................................................21 3 Ergebnisse .................................................................................................23 3.1 Chemische Daten der Bodenzustandserhebung ....................................23 3.2 Individuendichte und Biomasse ..............................................................28 3.3 Zusammenhänge zur Bodenchemie .......................................................32 3.4 Artenfunde .............................................................................................42 4 Diskussion ..................................................................................................43 4.1 Kritik an der Methodik und der statistischen Auswertung .......................43 4.2 Ergebnisbewertung ................................................................................45 5 Zusammenfassung und Fazit ......................................................................49 6 Abstract .......................................................................................................51 7 Literaturverzeichnis .....................................................................................52 Anhang ...........................................................................................................62 / Since the end of the last century, liming is a common melioration measure in German forest and wood management against the acidity of soils, especially in the uplands like the Ore Mountains (Erzgebirge) in Saxony. To record changes in ecosystems, there are different monitoring programms, for example the 'Bodenzustandserhebung (BZE)'. But also a biological component for detecting effects of liming on flora and fauna is needed. Earthworms are a very important group of the soil fauna. Therefore, this study was aimed at this family to track their reaction to liming in spruce forests in the Saxon Ore Mountains. The expectation of a positive reaction could be significantly approved on the basis of four paired habitats, each couple with a not limed and a limed counter-part. Four species of earthworms were recorded. Three of them are epigeic forms, one is an endogeic type. Important factors for their abundance and biomass are pH, exchange capacity of cations and saturation of bases. A linear correlation was not detected. In this study, the ratio of carbon and nitrogen in soils showed a link neither to lime nor to earthworms abundance or biomass. As a result, liming is a reasonable measure to reactivate the biological components in acid affected soils, but it is also needed to cultivate a more various forest ecosystem.:1 Einleitung und Zielstellung ...........................................................................6 2 Grundlagen und Methodik ...........................................................................9 2.1 Naturraum ................................................................................................9 2.2 Regenwurmbiologie ................................................................................13 2.3 Methodik .................................................................................................18 2.4 Statistik ...................................................................................................21 3 Ergebnisse .................................................................................................23 3.1 Chemische Daten der Bodenzustandserhebung ....................................23 3.2 Individuendichte und Biomasse ..............................................................28 3.3 Zusammenhänge zur Bodenchemie .......................................................32 3.4 Artenfunde .............................................................................................42 4 Diskussion ..................................................................................................43 4.1 Kritik an der Methodik und der statistischen Auswertung .......................43 4.2 Ergebnisbewertung ................................................................................45 5 Zusammenfassung und Fazit ......................................................................49 6 Abstract .......................................................................................................51 7 Literaturverzeichnis .....................................................................................52 Anhang ...........................................................................................................62

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Im Freistaat Sachsen ist der Umbau der Nadelbaum-Reinbestände in Mischbestände standortsgerechter Baumarten ein wichtiges forstpolitisches Ziel. Um dieses Zieles zu erreichen, werden in den sächsichen Berglagen seit mehr als 25 Jahren Rot-Buchen (Fagus sylvatica L), Weiß-Tannen (Abies alba Mill), Berg-Ahorn (Acer pseudoplatanus L.) sowie weitere Laub- und Nadelbaumarten künstlich eingebracht. Mit 18 Versuchsanlagen begleitet das Kompetenzzentrum für Wald und Forstwirtschaft im Staatsbetrieb Sachsenforst den Voranbau der genannten drei Baumarten in Fichtenaltbeständen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die vorliegenden 137 Aufnahmen von Ober- und Unterstand von 576 Parzellen ertragskundlich ausgewertet und verschiedene Modelle zur Abbildung des Höhenwachstums, der Wuchsleistungen und des Schlankheitsgrades an die Daten angepasst. Bisher bildet nur ein Teil der einzelbaumbasierten Wachstumssimulatoren die Entwicklung von Voranbauten ab. Die sächsische Variante BWINPro-S enthält hierfür ausschließlich ein Modell für das Wachstum von Rot-Buchen unter Fichtenschirm welches bisher nicht evaluiert wurde. Zur Evaluation dieses Unterstandsmodells wurden parzellenübergreifend Verteilungsfunktionen angepasst und deren Lagemaße als quasireale Bäume genutzt. Für den Einzelbaum wurden entsprechend den in der DESER-Norm (Johann, 1993) beschriebenen Methoden Beziehungen von Durchmesser-Höhe-Alter hergeleitet und miteinander verglichen. Im Fokus stand dabei ihre Anwendung im UST, wo die Verjüngungs- und Schirmdichte die Baumallometrie beeinflussen. Neben den ertragskundlich gebräuchlichen Methoden DHA-2 und DHA-3 wurden hier gemischte nichtlineare Modelle als Variante DHA-4 angepasst. Die versuchsübergreifende Anpassung der gemischten nichtlinearen Modelle vereint die mit dem Parameterausgleichs von DHA-3 erreichten plausiblen Kurvenscharen mit der Anpassungsgüte von DHA-2. Für seltene Baumarten, die bei den anderen Ansätzen oftmals der Hauptbaumart zugeordnet werden, sind die Vorteile am deutlichsten. Zudem sind nur mit DHA-4 zuverlässige Schätzungen bei fehlenden Höhenmessungen möglich. Die gemischten linearen Modelle zur Schätzung des Schlankheitsgrades sind eine weitere Möglichkeit zur Ergänzung fehlender Baumhöhen im UST. Die doppelte logarithmische Transformation der Daten gibt die nichtlinearen Beziehungen nur unzureichend wieder, sodass sich im Vergleich zur nichtlinearen BHK unter Berücksichtigung zufälliger Effekte keine Vorteile ergeben. Die Modelle zur Schätzung der H:D-Relation zeigen, genauso wie das DHA-4 Modell, den Einfluss von Dichtstand und Überschirmung auf morphologische Anpassungen im UST. Die gute Anpassung des HDR-Modells wird deutlich, wenn ausschließlich die festen Effekte betrachtet werden. Dann lassen sich über H:D-Relation genauere Höhen schätzen, als mit der BHK im DHA-4 Ansatz. Allerdings erreichen die HDR-Modelle auf der Ebene einzelner Bäume auch unter Berücksichtigung räumlicher Varianzkoeffizienten nicht die für Inferenzstatistiken notwendige Unabhängigkeit. Die fehlende räumliche Unabhängigkeit ist bei der Parametrisierung von Einzelbaummodellen kein Einzelfall und stellt den wesentlichen Kritikpunkt bei der Evaluation des Höhenzuwachsmodells der Buche unter Fichte von BWINPro-S dar. Auf der Ebene von Baumkollektiven konnten plausible standortsensitive Modelle für Wuchsleistungen und das Höhenwachstum angepasst werden. Der auf Alter von maximal 26 Jahren stringierte Datensatz stellt dabei eine erhebliche Einschränkung dar. Gute Schätzung der Oberhöhen (H300) der Voranbauten wurden mit der logistischen Funktion des R-Packetes nlme und der Funktion von Gompertz (1825) erreicht. Allerdings sind Extrapolationen der weiteren Entwicklung nicht möglich, bzw. auf wenige Jahre begrenzt. Die Funktion nach Schumacher (1939) passt sich zwar weniger gut an die frühen Höhenmessungen an, ermöglicht jedoch deutlich längere und plausible Abschätzungen des weiteren Höhenwachstums. In der Zusammenschau der verschiedenen Modellansätze wird der Vorteil gemischter Modelle an verschiedenen Stellen (DHA, Höhenwachstum BWINPro-S) ersichtlich. Mit Blick auf die bei allen Baumarten festgestellten morphologischen Anpassungen an die Überschirmung spielen bei der Betrachtung einzelner Dimensionen des Wachstums – BHD oder Höhe – die Dynamik der Baumallometrie eine nicht unerhebliche Rolle. Gerade im Zuge der Nachlichtungen des OST oder dem Übergang vom UST zum OST, den die vorwüchsigen Bäume in den nächsten Jahren vollziehen, ändert sich die Allokationen von Stoffwechselprodukten, was zu veränderten Durchmesser- und Höhenzuwachsraten führt. In den Höhenwachstumsmodellen führen wenige klimatische und edaphische Faktoren zur Differenzierung der Wachstumsverläufe. Der Einfluss der Schirmdichten liegt in der gleichen Größenordnung wie die Streuung von pH-Wert, die Kalkungsintensität oder das C:N-Verhältnis. Der Einfluss der Höhenlage, bzw. der mit ihr gekoppelten klimatischen Parameter wie Jahresmitteltemperatur, Ariditätsindex, Sonnenscheindauer und klimatische Wasserbilanz, ist der Haupteffekt für das Höhenwachstum. Kalkungen und die klimatischen Änderungen üben einen merklichen Einfluss auf Leistungsfähigkeit der Bestände, die Konkurrenzverhältnisse der Baumarten und damit auch das ökosystemare Gefüge aus. Entsprechend dem Höhenwachstumsmodell profitiert die Rot-Buche gegenüber dem Berg-Ahorn und der Weiß-Tanne von dichteren Schirmen und wärmeren klimatischen Bedingungen. Mit Blick auf die positiven Wirkungen der Überschirmung auf die Qualität sind längere und dichtere Schirmhaltungen als waldbauliche Zielstellung obligat. Mit ihrem vergleichbar hohem Schattenerträgnis vermag die Weiß-Tanne auch unter dichtem Schirm zu überdauern. Allerdings wird damit die Möglichkeit eines raschen Jugendwachstums nicht genutzt und das Risiko von Anpassungsproblemen der Schattnadeln an plötzliche Freiflächenbedingungen steigt an. Aus diesem Grund werden für einzelne Verjüngungselemente lichtere Schirme und kürzere Überschirmungszeiträume empfohlen. Der Berg-Ahorn sollte vorzugsweise auf kleineren Lücken angebaut werden. Hier vermag er in wenigen Jahrzehnten die aus der Vorratsabsenkung resultierende Zuwachsreduktion auszugleichen. Für die statische Stabilität kritische H:D-Relationen werden damit genauso vermieden, wie die durch unterschiedliche Mykorrhizatypen und die daraus folgenden Stoffumsätze im Oberboden resultierende zwischenartliche Konkurrenz. Insgesamt stellte sich die Bodenbearbeitung bei der Begründung der Voranbauten als vorteilhaft heraus. Rot-Buche, Berg-Ahorn und Weiß-Tanne erwiesen sich auf einer großen standörtlichen Breite in den sächsichen Berglagen als anbauwürdig. Die ebenfalls vorangebaute Gemeine Esche (Fraxinus exelsior L.), Douglasie (Pseudotsuga menziesii Franco) und Berg-Ulme (Ulmus glabra Huds.) leiden dagegen unter phytopathologischen Problemen und wurden bei der Modellanpassung nicht berücksichtigt. Für die periodischen Wuchsleistungen ist der Vorrat des Fichtenaltbestandes – stellvertretend für die vorhandene Biomasse – die entscheidende Einflussgröße. Er modifiziert die verjüngungsökologischen Bedingungen, wobei trotz morphologischer Anpassungen der Bäume im UST die Konkurrenz gegenüber der Faszilitation überwiegt. So werden auf Bestandeslücken, die in den Versuchen zwischen 0,02 und 0,5 ha groß waren, die größten Baumhöhen des Voranbaus erreicht.:1 Einleitung 2 Material und Methoden 3 Charakteristik der Zwischenergebnisse und Prädiktoren 4 Ergebnisse 5 Diskussion 6 Schlussfolgerungen und Handlungsempfehlungen 7 Zusammenfassung 8 Summary 9 Abbildungsverzeichnis 10 Tabellenverzeichnis 11 Literaturverzeichnis

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