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Ökosysteme sind von den physikalischen Störungen des Bergbaus sowie von den chemischen Veränderungen in Boden und Wasser betroffen. Die Bergbauaktivitäten variieren, können jedoch die Bodenverdichtung und umgekehrt die Entfernung des Oberbodens umfassen. Diese Veränderungen stören die Nährstoffdynamik, indem sie die Verfügbarkeit von Stickstoff und Phosphor minimieren, den pH-Wert durch die Versauerung des Bodens senken und giftige Metalle und Säuren einbringen können. Je nach Umfang und Art des Abbaus können diese Auswirkungen am Standort des Abbaus lokalisiert werden oder sich über die lokale Hydrologie auf nahe gelegene aquatische Systeme wie Bäche, Feuchtgebiete und Seen erstrecken.
Physikalische Effekte
••• SergeyZavalnyuk / iStock / Getty ImagesDie Bodenverdichtung ist eine der schwerwiegendsten Auswirkungen des Bergbaus auf die Ökosysteme. Die Verdichtung ist oft das Ergebnis von Bulldozern und anderen großen Maschinen, die sich oft über viele Jahre hinweg durch die Landschaft bewegen, während der Bergbau noch in Betrieb ist. Durch die Verdichtung des Bodens können sich weniger Porenräume für Sauerstoff und Wasser durch das Bodenprofil bewegen, wodurch die Gefahr einer Pflanzenansiedlung minimiert wird. Da Wasser nicht durch den Boden sickern kann, bewegt es sich zwangsläufig über die Oberfläche der Landschaft und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass in der Nähe befindliche aquatische Systeme wie Feuchtgebiete, Bäche und Seen kontaminiert werden. Umgekehrt kann der Mutterboden, bei dem es sich in der Regel um die obersten 30 cm des Bodens handelt, abgebaut werden. Dies verringert die Gesamtfruchtbarkeit des Bodens und erhöht die Wasserbewegung durch den Boden und die Landschaft
Chemische Effekte
Bergbauarbeiten verseuchen den Boden häufig mit giftigen Schwermetallen und Säuren. Säuren können den pH-Wert des Bodens senken und verhindern, dass Pflanzen und Bodenmikroorganismen gedeihen. Sie können auch mit verschiedenen Mineralien im Boden reagieren, die von Pflanzen benötigt werden, z. B. Calcium und Magnesium. Die Wasserstoffionen aus der Säure absorbieren die Bodenpartikel und verhindern, dass andere Nährstoffe, die von Pflanzen benötigt werden, im Boden verbleiben. Diese chemischen Veränderungen können mit der Bodenverdichtung zusammenwirken.Da sich das Wasser nicht durch das Bodenprofil bewegt, können einige der Metalle und Säuren vom Wasser weggetragen werden, wodurch sich die Mineneffekte auf größere Teile der Landschaft auswirken. Elkins, Parker, Aldon und Whitford berichten in ihrem Artikel "Antworten von Soil Biota auf organische Veränderungen in Stripmine Spoils im Nordwesten von New Mexico" im "Journal of Environmental Quality", 1984, dass der Zusatz von organischer Substanz zu abgebauten Flächen zunehmen kann Wassereinlagerungen im Boden sowie der mikrobielle Prozess der Anreicherung und Verarbeitung von Nährstoffen können die Auswirkungen des Bergbaus auf das Ökosystem ausgleichen und minimieren.
Pflanzenwelt
Ökosysteme funktionieren aufgrund der ständigen Wechselwirkung zwischen biotischen (lebenden) und abiotischen (nicht lebenden) Bestandteilen. Da jede Komponente die Funktion aller anderen Komponenten beeinflusst, können die Erschöpfung der Bodennährstoffe und die Versauerung und Verdichtung des Bodenprofils die Menge an Pflanzen, die einen Standort besiedeln können, begrenzen. Bei reduzierter pflanzlicher Biomasse wird weniger Kohlenstoff durch Photosynthese verarbeitet, was zu weniger Sauerstoffproduktion, weniger stehender Biomasse und einer verringerten Übertragung und einem verringerten Nährstoffkreislauf führt. Pflanzen sind auch wichtige Regulatoren im Wasserkreislauf eines Ökosystems, da sie Feuchtigkeit bei der Photosynthese nutzen und Wasserdampf zurück in die Atmosphäre transportieren. Daher kann das Fehlen von Pflanzen in einem Ökosystem die vielfältigen Funktionen und Dienstleistungen beeinträchtigen, die üblicherweise bereitgestellt werden.