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# Biologie # Ökologie

Umwelt Auswirkungen des Fundão Dam Desasters

Untersuchung der Auswirkungen des Fundão-Staudammbruchs auf das Pflanzenleben und den Boden.

André Araújo da Paz, Diego Shimizu Aleixo, Astrid de Oliveira Wittmann, Florian Wittmann, Cleberson Ribeiro, Ricardo Ildefonso de Campos

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Kollaps des Kollaps des Fundão-Staudamms und seine Folgen Fundão-Staudammkatastrophe. Die Analyse der Umweltauswirkungen der
Inhaltsverzeichnis

Bergbau ist eine grosse Industrie, die Mineralien und Metalle aus dem Boden holt, kann aber auch viel Ärger für die Umwelt verursachen. Wenn eine Mine aktiv ist, verändert sie die Landschaft und hinterlässt oft bleibende Spuren im Land. Ein besonders krasses Beispiel dafür passierte 2015, als der Fundão-Damm in Brasilien brach und eine riesige Menge Abfallmaterial in die Umgebung freisetzte. Das war kein kleines Missgeschick, sondern eine richtige Umweltkatastrophe.

Der Fundão-Damm-Bruch

Im November 2015 brach der Fundão-Damm, der zur Bergbaugesellschaft Samarco gehört, in Mariana, im Bundesstaat Minas Gerais, Brasilien. Dieser Damm hielt unglaubliche 39,2 Millionen Kubikmeter Schlamm zurück, also eine Mischung aus Wasser und Abbau-Rückständen. Als der Damm brach, floss dieser Schlamm in das Doce-Flussbecken, überflutete alles, was im Weg war, und bedeckte etwa 1469 Hektar natürliche Vegetation. Stell dir eine riesige Welle aus Schlamm und Abfall vor, die durch einen Wald rollt, Bäume umknickt und Pflanzen begräbt. Nicht gerade ein Bild aus einem Naturschutz-Dokufilm, oder?

Auswirkungen auf die Pflanzenwelt

Nach der Katastrophe begannen Forscher zu untersuchen, wie dieser Schlamm die Pflanzenwelt in der Gegend beeinflusste. Die Fähigkeit der Pflanzen, sich zu erholen, hängt von ein paar Hauptfaktoren ab. Zuerst muss es einen Samenbank im Boden geben, also wie eine Vorratskammer für Samen, die nur darauf warten, zur richtigen Zeit zu wachsen. Zweitens müssen neue Samen aus anderen Orten ankommen, und schliesslich können Wiederherstellungsmassnahmen, wie das Hinzufügen neuer Samen, auch eine Rolle spielen. In den Monaten nach der Katastrophe wurden verschiedene Versuche unternommen, um das Gebiet wiederherzustellen, darunter das Pflanzen von Samen und Bäumen.

Aber nur weil es Samen im Boden gibt, heisst das nicht automatisch, dass neue Pflanzen wachsen. Die Überlebensfähigkeit von Setzlingen – also von Baby-Pflanzen – spielt auch eine Rolle. Das schlammige Chaos, das der Schlamm hinterlassen hat, hatte einen grossen Einfluss auf den Boden und veränderte dessen chemische und physikalische Eigenschaften. Zum Beispiel hat der Schlamm eine andere Zusammensetzung als der natürliche Boden in der Umgebung und enthält mehr Sand, was es für Samen schwieriger machen kann, durchzukommen und für Wurzeln, sich im Boden zu verankern.

Veränderungen der Boden-Eigenschaften

Der Schlamm veränderte den Boden auf verschiedene Arten. Er drückte den Boden zusammen, machte ihn dichter. Diese Dichte führte zu Problemen für Pflanzen, die Wurzeln schlagen wollten. Verdichteter Boden ist wie ein harter Keks; da ist es schwer, reinzukommen. Der Boden enthielt auch höhere Werte bestimmter Metalle wie Blei und Chrom, die in kleinen Mengen für Pflanzen wichtig sind, aber in höheren Konzentrationen giftig sein können. Wenn du eine Pflanze wärst, würdest du nicht in einer Situation sein wollen, in der zu viel Schwermetall in deinem Futter ist.

Das Experiment beginnt

Um herauszufinden, wie der Schlamm die Ansiedlung von Pflanzen beeinflusste, entschieden sich die Forscher zu testen, ob Pflanzen es schwerer haben würden, in den vom Schlamm betroffenen Gebieten zu wachsen im Vergleich zu unbeeinflussten Gebieten. Sie schauten sich die Bodenmerkmale an und wie sie das Pflanzenwachstum beeinflussten. Kontrollierte Wachstumsversuche wurden eingerichtet, um zu sehen, wie viele Pflanzen aus den Böden spriessten und wie gut sie wuchsen.

Studiengebiet und Forschungsmethoden

Die Forscher konzentrierten sich auf das obere Doce-Flussbecken in Brasilien, das von halb-laubabwerfenden saisonalen Wäldern geprägt ist. Die Gegend hat eine lange Geschichte menschlicher Einflüsse, hauptsächlich durch Landwirtschaft und Bergbau. Sie wählten sorgfältig drei Regionen aus, um Proben zu sammeln, wobei sie sicherstellten, sowohl vom Dammbruch betroffene Gebiete als auch nahegelegene unbeeinflusste Gebiete einzubeziehen.

Bodenproben wurden zu verschiedenen Jahreszeiten entnommen, um sich änderndes Pflanzenverhalten zu berücksichtigen. Die Forscher sammelten Boden- und Laubproben und analysierten sie dann im Labor, um verschiedene Faktoren zu messen, die das Pflanzenwachstum beeinflussten.

Experiment zur Keimung von Setzlingen

Im Labor stellten die Forscher die gesammelten Böden in Behälter und schufen die perfekten Bedingungen für das Spriessen von Setzlingen. Sie giessen den Boden jeden Tag und zählten, wie viele Pflanzen über einen Zeitraum von sechs Monaten keimten. Sie führten sorgfältige Aufzeichnungen über jede Blume, die kam, und sorgten dafür, dass sie die Arten korrekt klassifizierten.

Das Ziel war zu sehen, wie viele Setzlinge aus der Saatbank im Boden spriessen konnten, was wie ein Blick auf die verbleibenden Kekse in einem Glas nach einer Feier war.

Chemische Analyse des Bodens

Neben der Zählung der Pflanzen analysierten die Forscher auch die chemischen Eigenschaften des Bodens aus betroffenen und unbeeinflussten Gebieten. Sie stellten fest, dass der Boden aus betroffenen Gebieten im Allgemeinen eine geringere Fruchtbarkeit und weniger organische Substanz hatte. Das bedeutete, dass Pflanzen in diesen Gebieten es schwerer haben würden zu wachsen.

Die Ergebnisse zeigten, dass die betroffenen Böden niedrigere Nährstoffwerte hatten, was wie der Versuch wäre, einen Garten mit nur altem Brot zu bewirtschaften. Inzwischen hatten die unbeeinflussten Böden höhere Nährstoffwerte, was den Pflanzen viel bessere Wachstumsbedingungen bot.

Vergleich der Pflanzenanzahl und -vielfalt

Beim Vergleich der Anzahl der Pflanzen, die in betroffenen und unbeeinflussten Gebieten spriessten, entdeckten die Forscher einige interessante Informationen. Die Gesamtzahl der Individuen im Boden war in den betroffenen Gebieten viel höher, obwohl die Vielfalt der Pflanzenarten geringer war. Diese Erkenntnis zeigte, dass, obwohl viele Samen keimen konnten, die Vielfalt der unterschiedlichen Pflanzen in den vom Schlamm betroffenen Zonen nicht so gross war.

Tatsächlich wurde festgestellt, dass die Anzahl der einzigartigen Pflanzenarten in den betroffenen Gebieten 35 % niedriger war als in unbeeinflussten Zonen. Das bedeutet, dass, obwohl es viele Pflanzen gab, sie nicht so vielfältig waren wie ihre Kollegen in unbeeinflussten Gebieten, was zu einer eher „gleich-gleich“-Situation führte.

Wie sieht es mit dem Pflanzenwachstum aus?

Die Forscher wählten zwei gängige Pflanzen aus dem Experiment zur Keimung von Setzlingen aus, um sie weiter zu studieren: Ludwigia octovalvis und Marsypianthes chamaedrys. Diese Pflanzen wurden aufgrund ihrer Repräsentativität für die Gemeinschaft ausgewählt, die versuchte, sich in den betroffenen Gebieten neu zu etablieren.

Während der Wachstumsversuche wurden die Pflanzen in Böden platziert, die entweder aus betroffenen oder unbeeinflussten Gebieten stammten. Die Forscher überwachten die Höhe und den Durchmesser der Pflanzen über einen Zeitraum von 75 Tagen, um zu sehen, wie gut sie in diesen unterschiedlichen Bedingungen wachsen konnten.

Die Ergebnisse zeigten, dass Ludwigia octovalvis besser in unbeeinflussten Böden gedieh als in den betroffenen Böden, was gute Nachrichten für diese Pflanze waren. Allerdings gab es keinen signifikanten Unterschied im Wachstum von M. chamaedrys in beiden Bodentypen. Das deutete darauf hin, dass, während einige Pflanzen sich anpassen konnten, andere Schwierigkeiten hatten, sich in weniger günstigen Bedingungen zu etablieren und zu wachsen.

Die Ergebnisse: Auswirkungen auf die Wiederherstellung

Was bedeutet das alles für die Zukunft? Trotz der Herausforderungen durch die Abfallstoffe ist die schiere Anzahl der Setzlinge, die in den vom Schlamm betroffenen Böden hervorbrachten, ein positives Zeichen. Es deutet darauf hin, dass die Natur widerstandsfähig ist und einen Weg finden kann, sich zu regenerieren, selbst unter schwierigen Umständen. Aber die verringerte Vielfalt der Pflanzenarten zeigt, dass die allgemeine Gesundheit des Ökosystems möglicherweise immer noch in Gefahr ist.

Bemühungen, die Bodenqualität wiederherzustellen und die Biodiversität zu erhöhen, werden entscheidend sein. Das könnte Praktiken wie das Hinzufügen von Nährstoffen in den Boden und die Sicherstellung, dass verschiedene Pflanzenarten zusammen wachsen können, umfassen, was langfristig zu einem gesünderen Ökosystem führen kann.

Fazit: Aus einer Katastrophe lernen

Die Fundão-Damm-Katastrophe dient als wichtige Lektion dafür, wie Bergbau die Umwelt beeinflussen kann. Sie zeigt, wie wichtig es ist, die langfristigen Auswirkungen auf das Ökosystem zu verstehen und die Herausforderungen, die mit der Wiederherstellung betroffener Gebiete einhergehen. Während die Natur eine beeindruckende Fähigkeit hat, sich zu erholen, braucht sie oft ein wenig Hilfe – und manchmal eine Menge Geduld.

Wenn wir also in die Zukunft blicken, lassen Sie uns daran denken, dass selbst angesichts einer massiven Umweltkatastrophe die Hoffnung auf neues Wachstum besteht. Genau wie der Phönix aus der Asche steigt, sind Pflanzen entschlossen, durchzubrechen – vorausgesetzt, sie haben die richtigen Bedingungen, um zu gedeihen!

Originalquelle

Titel: Plant recruitment six years after the Samarcos tailings-dam disaster: Impacts on species richness and plant growth

Zusammenfassung: One of the greatest tragedies in Brazilian mining history occurred in November 2015 in Mariana, Minas Gerais state, when a dam from the mining company Samarco was breached. Millions of mine tailings from this upstream embankment were dumped over the Doce River basin, impacting an area of approximately 1469 ha of riparian vegetation. Our objective was to experimentally investigate whether plant recruitment and establishment are impaired in areas affected by tailings six years after the deposition. To achieve this goal, in 2021 we compared soil chemical properties between affected and unaffected areas, performed a soil seed bank experiment in controlled conditions, and conducted a greenhouse growth experiment using the two most abundant plant species. Affected soils presented lower fertility and organic matter content. At the same time, the mean abundance and richness of emerging plants did not differ between soils. Still, affected areas exhibited approximately 35% lower accumulated species richness (gamma diversity) than unaffected ones. The three most abundant species in both areas represented 34% of the individuals, being Marsypianthes chamaedrys (Vahl) Kuntze, Ludwigia octovalvis (Jacq.) P.H. Raven and Ageratum conyzoides L. In the growth experiment, plants growing in affected soils presented reduced height and stem diameter increment (L. octovalvis) or allocated fewer resources to root production than aerial parts (M. chamaedrys), potentially in response to soil infertility and density. Even after six years, our results showed that tailings- affected areas continue to experience negative impacts on plant recruitment, highlighting its adverse effects on ecosystem functions and services.

Autoren: André Araújo da Paz, Diego Shimizu Aleixo, Astrid de Oliveira Wittmann, Florian Wittmann, Cleberson Ribeiro, Ricardo Ildefonso de Campos

Letzte Aktualisierung: 2024-12-09 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.05.627048

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.05.627048.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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