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Forschungsprojekt: Ökologische Entwicklung des ehemaligen Gipsbruchs Ammerbuch/Breitenholz

Systematische Bestandsaufnahme im Hinblick auf Landnutzung, Biodiversität und Naturraumpotentiale auf dem Gelände des ehemaliges Gipsbruches am Schönbuchwesthang zwischen Entringen und Breitenholz. Dies beinhalt eine umfassende ökologische Aufnahme der verschiedenen Flächen (Biotoptypen/Landschaftselemente), Studien zu Vielfalt und Funktion von Faunen- und Florenbestand, Bestimmung von Bodeneigenschaften und Bodenaktivität, Wasserrückhaltung im Untergrund sowie weiterer geoökologischer Faktoren. Auf Basis einer ersten Bestandaufnahme sind weitere Forschungsarbeiten unter Einbeziehung von Partnerinstituten geplant. Dauerbeobachtungen sollen eine Rekonstruktion der Ökosystemdynamik ermöglichen. Neue Methoden und Lehrformate können am Standort getestet werden. 

Das Vorhaben wird gefördert durch die Gips-Schüle Stiftung, Stuttgart: Laufzeit ist - bei positiver jährlicher Evaluierung: 2025-2027. Projektleitungen: Nils Anthes, Alexander Beer, Martin Ebner, Rebecca Hahn, Carsten Leven, Mirco Rohman, Hermann Rügner.

Laufende Arbeiten

Gipsbruchgebiet als Modellstandort für geomorphologische Prozesse in löslichen Gesteinsformationen in Baden-Württemberg

Studienarbeiten zur Fragestellung, wie schnell der anstehende Gispkeuper an der Oberfläche verwittert, auslaugt bzw. erodiert wird. Auf Basis von lokalen Wetterdaten, Eluatproben, berechneten Stofffrachten in Gewässern, Oberflächenvermessungen zum Wasseraustritt (ULF-Befliegungen) und konzeptionellen Stoffaustragsbetrachtungen sollen entsprechende Abschätzungen für den Steinbruchbereich selbst und im Vergleich auch für benachbarte, weniger gestörte Hänge durchgeführt werden. Diese Daten fließen in die Parametrisierung von Landschaftsentwicklungsmodellen ein, die wiederum die lithologische Abfolge in Baden-Württemberg berücksichtigen. Damit soll geklärt werden, welche möglicherweise entscheidene Rolle die lösungsfähigen Gesteine bei der Oberflächendynamik des Südwestdeutschen Schichstufenlandes spielen. Gegenwärtig Bachelorarbeit David Graf zu Abflussmessungen und Stofffrachten; siehe auch Vorarbeiten Wasserchemie 2025 (Betreuung: A. Beer, C. Leven, H. Rügner).

Vergleichende Analyse von Tagfaltergemeinschaften in ehemaligen Gips- und Muschelkalksteinbrüchen und angrenzenden Gebieten

Vergleichende Analyse der Tagfaltergemeinschaften in drei ehemligen Gipssteinbrüchen, zwei Muschelkalksteinbrüchen, sowie zwei weiteren Standorten im Gebiet zwischen Herrenberg und Tübingen. An den Standorten erfolgt eine Aufnahme auf je drei verschiedenen, vorab festgelegten Habitattypen (Vorauswahl auf Basis einer ersten Begehung). Im Fokus stehen i) Gebiete mit geringer Vegetation und offenen Steinflächen, (ii) Wiesen, und iii) Gebiete mit dichterer Vergatation wie Büsche, Baumbestand. (Masterarbeit Katja Weinheimer, Beginn April 2026; Betreuung: Nils Anthes) 

Vergleichende Habitatnutzung der Blauflügeligen Ödlandschrecke in einem aufgelassene Gipsbruch und einem Kalkmagerrasen-Habitat

Die Habitatqualität für die Blauflügeligen Ödlandschrecke (Oedipoda caerulescens) soll in zwei strukturell unterschiedlichen Teilflächen in beiden Untersuchungsgebieten untersucht werden. Ziel ist es, Zusammenhänge zwischen kleinräumigen Habitateigenschaften und der Habitatnutzung der jeweiligen Populationen festzustellen. Daraus sollen konkrete Hinweise für ein angepasstes Habitatmanagement zum Schutz von Oedipoda caerulescens und der entsprechenden Habitate abgeleitet und die Bedeutung der Art als Struktur- und Sukzessionsindikator diskutiert werden. (Masterarbeit T. Czekay, Beginn Juni 2026; Betreuung: Nils Anthes) 

Rekonstruktion der Ökosystemgeschichte des Gipsbruchgebietes am Schönbuch Westhang über Pollenanalysen

Die Ökosystemgeschichte des erweiterten Gipsbruchgebietes am Schönbuch Westhang soll über Pollenanalysen rekonstruiert werden. Fragestellung sind hierbei u.a., wie sich die Vegetationsdecke am Schönbuch-Westhang im Holozän durch Klimaveränderungen und Landnutzung verändert hat und ob sich ein Einfluss einer früheren Besiedlungsgeschichte im Neolithikum zeigt (in < 1 km Entfernung befindet sich die archäologische Fundstelle „Tiefer Weg“ aus dem Neolithikum). Die im nahen Sumpfgebiet (Hungerbrunnen) vorkommenden > 1 m mächtige Weichsedimente haben sich in Vorarbeiten als geeignet für eine entsprechende Pollenanalyse erwiesen. Mittels Rammkernsondierungen sollen  Bohrkerne entnommen werden. Zur ökologischen Einordnung der Pollengesellschaften soll eine Transferfunktion zwischen aktuellen Vegetationstypen und Pollenspektren an der Bodenoberfläche erstellt werden. Die Auswahl der Standorte für die Erstellung der Transferfunktion soll sich an der Masterarbeit von Josia Reinhold orientieren (siehe oben). Zusätzlich werden Pollenregen und Luftpartikeldeposition in verschiedenen Habitattypen des Gipsbruches im Jahresverlauf gemessen.  --> Masterarbeit Herbst 2026.

Aufbau und Test einer Funk-basierten Datenfernübertragung für verteilte Messstationen (Meteo, Wasser, Boden)

Aufbau einer Funk-basierten Datenauslesung im Gipsbruchgebiet. Dazu wird ein eigenständiges, mobilfunkunabhängiges Funknetz via LoRa Geräten aufgebaut und das System an das gegenwärtig ebenfalls im Aufbau befindliche flächendeckende Netz im Wirkungsbereich des Tübinger Geo- und Umweltforschungszentrums (GUZ) eingebunden. Aufgezeichnet werden sollen: „Wetter“ (Lufttemperatur, Luftfeuchte, Strahlung, Bodentemperatur, Bodenfeuchte), aber auch Wasserstände und weitere On-line Parameter aus Grund- und Oberflächengewässern. Die Abbildung zeigt die gegenwärtige Funkabdeckung im Gipsbruchgebiet inklusive der zugehörigen Repeater-Station. Zur Einbindung des Gebiets in das überregionale Funknetz ist die Installation einer weiteren Repeater-Station auf dem Schönbuchspitz erforderlich (noch nicht dargestellt), da der Schönbuchtrauf die direkte Funkverbindung ans GUZ verhindert. Die Datenfernübertragung erlaubt eine kontinuierliche Erfassung von Messdaten bei gleichzeitiger Verringerung der „Messwertauslesefahrten“ durch Studierende und Forschende. Die Kopplung der Sensoren/Stationen an das Netz sowie die Installation von Sendern und Empfängern/Repeatern erfolgt im Rahmen von Studienarbeiten in 2026 und 2027 (Betreuung: Mirco Romahn). 

 

Integration des Vorhabens in die Akademische Lehre

05. Juni 2025: Studium Generale on Tour (N. Andries, Hochschule Esslingen): Geoökologie und Geologie Gipsbruchgebiet, Akustisches Vogelmonitoring (J. Reinhold, H. Rügner; N. Hinze, Universität Tübingen); Historie Gipsabbau (S. Hofmann, Gips-Schüle Stiftung Stuttgart); Natura 2000 & Flora-Fauna-Habitat (R. Wegerer, LRA Tübingen); Naturschutzmaßnahmen (P. Lemke, Landschaftsschutz Altingen). 

Fahrradexkursion am 24. Okt. 2025: Geologie (Aufschlüsse), Klima (Wetterstationen), Ökologie (Aufnahme einer Transferfunktion Vegetation & Blattstreu) und Entnahme eines Bohrkernes zur pollenanalytischen Untersuchung im Rahmen der Geländeübung Msc Kurs „Conservation Paleaoecology“. 

Abgeschlossene Arbeiten

Bestandsaufnahme Vegetation, Boden und Bodenwasserchemie in den Biotoptypen des Gipsbruchgebiets

Masterarbeit Josia Reinhold: Characterisation of a former gypsum quarry on the edge of the Schönbuch Nature Conservation Area - a basis for multifunctional landscape management: Kartierung von Biotoptypen (Vegetation) auf repräsentativen Flächen (Landschaftselemente) nach dem Braun-Blanquet System; Bestimmung systemrelevanter Bodenparameter und Bodenwasserchemie; Erstellung von Diversitätsindices als Maß für die Pflanzenvielfalt. Ausweisung von Dauerbeobachtungsflächen für wiederkehrende Messungen. --> abgeschlossen August 2025 (Betreuung M. Ebner, C. Leven, H. Rügner).

Kurzzusammenfassung siehe --> Poster

Erfassung Dynamik Vogelbestand (Biodiversitäts-Monitoring) mittels „Acoustic Monitoring“ im Gipsbruchgebiet

Masterarbeit Nils Hinze: "Entwicklung einer Methode zur Erfassung der Vogelrevierdichte und -verteilung auf Basis eines „Passive-Acoustic-Monitoring-Ansatzes“: Durchführung von Tonaufnahmen mittels autonomer Aufnahmegeräte an 28 repräsentativen Stellen im Projektgebiet; Auswertung der Tonaufnahmen und Bestimmung der Vogelarten mittels KI-gestützer Software. Anschließende Ermittlung der Revierdichte mithilfe bioakustischer Indizes. Eine Verifizierung erfolgt über parallel durchgeführte klassische ornithologische Erfassungen. (Abgeschlossen März 2026; Betreuung Nils Anthes). --> siehe Kurzbericht!

Zusammensetzung von Tagfaltergemeinschaften (Biodiversitäts-Monitoring) im Gipsbruchgebiet

Studienarbeit Inka Hahn, Paulo von der Wense Goncalves, Nils Hinze: Zusammensetzung von Tagfaltergemeinschaften in den verschiedenen Biotopen im Gipsbruchgebiet: Ermittlung von Artenzahlen und Abundanzen adulter Tagfalter, Charakterisierung von Artgemeinschaften und Vergleich der Vielfalt und Artzusammensetzung mit angrenzenden Gebieten. Sichtbeobachtungen adulter Falter entlang von Transsekten in verschiedenen Biotoptypen (Streuobstwiese, offene Gipsflächen und Grünlandflächen) im Zeitraum April-September 2025 - angelehnt an das Tagfalter-Monitoring Deutschland. (Abgeschlossen Oktober 2025; Betreuung: Martin Ebner)

Kurzzusammenfassung siehe --> Poster

Bestimmung der Wasserchemie des Käsbachs und des zuströmenden Grundwassers bei unterschiedlichen Abflussverhältnissen

Studienarbeiten Kassandra Gamm, Lennart Nebel, Sebastian Winterhalder (2025/2026); Um die Wasserbeschaffenheit des Oberen Käsbachs, seiner Zuflüsse sowie dem zuströmenden Grundwasser zu bestimmen wurden in 2025 und 2026 eine Vielzahl von Begehungen (Erfassung von Fließgewässern, Grundwasserzutritten, Feuchtgebieten, etc.) sowie Vorort-Messungen (Temperatur, Leitfähigkeit) und Probenahmen (Oberflächengewässer, Grundwasser) mit Analytik auf die Wasserinhaltsstoffe (An- und Kationen, gelöster organischer Kohlenstoff) unternommen. Parallel wurden hoch aufgelöste laterale Leitfähigkeitsprofile erstellt. 

Die Ergebnisse zeigen dass sich chemische Signatur des Käsbachs auf der Höhe des Gipsbruches abrupt ändert. Dies geht v.a. zurück auf das Wasser des „Hungerbrunnens“. Während oberhalb des Hungerbrunnens (KB6) noch Mg, Ca und HCO3 vorherrschen, wird die Wasserchemie im Bereich des Hungerbrunnens durch (Gips) CaSO4 dominiert. Da die gemessenen Ca- und Sulfat-Konzentrationen insgesamt > 2 g/L ausmachen, ist bei den vorwiegend vorherrschenden Abflussverhältnissen von einer annähernden Gips-Sättigung des Wassers auszugehen. Da die Abflussmenge im Käsbach gleichermaßen zunimmt (exakte Abflussmessungen sind in Vorbereitung) – ohne dass in selbem Maße oberflächliche Zuflüsse erkennbar sind – ist die abrupte Änderung der Wasserchemie mutmaßlich vor allem durch den Zutritt von stark Gips-haltigem (CaSO4) Grundwasser verursacht. Gegebenenfalls geht der starke Wasserzutritt auf eine tektonische Störung zurück. Die Nitratwerte erhöhen sich entlang der Strecke ebenfalls, was die Folge landwirtschaftlicher Einträge sein dürfte. Betreuung: C. Leven, A. Beer, H. Rügner, M. Ebner. --> siehe Kurzbericht

Einrichtung von Dauerbeobachtungsstationen für Klima und Boden

Die klimatischen Verhältnisse sind sowohl für die Zusammensetzung der Vegetation als auch für Abflussbildungsprozesse (Grundwasser, Oberflächengewässer) maßgeblich und werden umgekehrt wesentlich von den Eigenheiten der Vegetationsdecke bestimmt. Es bestehen enge Beziehungen zwischen klimatischen Bedingungen und Substrateigenschaften. Das für Mitteleuropa typische gemäßigt-humide Allgemeinklima erfährt im Bereich des Schönbuchrandes und insbesondere in den verschiedenen Habitaten der Gipsbrüche erhebliche Abwandlungen. Hierzu wurden Wetterstationen auf dem Gelände installiert. Mittels Sonden und Datenloggern werden Niederschlag, der Tagesgang der Temperatur und Luftfeuchte, und Strahlung an den Messstationen auf den verschiedenen Landschaftselementen im Gebiet gemessen. Parallel wird auf Daten der benachbarten Wetterstation (Herrenberg) zugegriffen. Mittels digitaler Bodensonden werden Temperatur und Wassergehalt im Boden gemessen. Die Erfassung der Klimadaten ist Voraussetzung für Folgeprojekte. Unterschiede im Mikroklima bspw. zwischen verschiedenen Landschaftselemente (Offenland, Wald, verbuschtes Gebiet, Gipsflächen) bilden eine wichtige Randbedingung für Fauna, Flora und Mikroorganismen, die in den jeweiligen Habitaten eine ökologische Nische einnehmen. Die Temperatur und Feuchte der Luft sind außerdem wichtig für den Gebietswasserhaushalt, da sie die die Rückverdunstung bestimmen. Betreuung: T. Miranda, M. Ebner. --> siehe Kurzbericht

Info & Details zu den verschiedenen Vorhaben über: Dr. Hermann Rügner (h.ruegner@uni-tuebingen.de).