Naturschutzgebiet Hemmschuh

Der 846 Meter hohe Hemmschuh besteht überwiegend aus Phyllit - demselben lockeren, weichen Gestein, das die Wilde Weißeritz im angrenzenden Rehefelder Talkessel so gründlich ausgeräumt hat. Nordöstlich hat sich also die Weißeritz ihren Weg gesucht, südwestlich der Grenz- und der Holperbach, nordwestlich das Tannenflüsschen - und der Hemmschuh blieb gleichsam als Insel zurück. Dazu beigetragen hat möglicherweise auch der hier eingelagerte zwar kleine, aber feste Kern aus Quarzporphyr. Von Interesse sind außerdem zwei kleine Kalklinsen am Südosthang nahe des Kreuzweges.

ehemaliger Kalksteinbruch Rehefeld

Buchenbestände nehmen den größten Teil des 247 Hektar umfassenden Naturschutzgebietes ein, stellenweise mit Fichten und Bergahorn, seltener mit Eschen gemischt. Im 16. Jahrhundert ist über den Wald vermerkt: "mit Buchen und Tannen gut bestockt, viel Kohl- und Floßholz wurde für die Altenberger und Freiberger Bergwerke ... geschlagen". 1870 wurde der Rehefelder Forst Hofjagdrevier (1869 Bau des Jagdschlosses Rehefeld, ein Weihnachtsgeschenk der Kronprinzessin an ihren Gemahlen, den späteren König Albert von Sachsen), woraufhin die Wildbestände stark zunahmen. Deren Verbiss dezimierte bereits damals die Verjüngung der Weißtannen, die von Natur aus in diesen "Hercynischen Bergmischwald" mit hinein gehörten. Die Schwefeldioxid-Waldschäden töteten hundert Jahre später die Alttannen und zu einem großen Teil auch die Fichten. Die Rotbuchen indes überlebten die 70er bis 90er Jahre des 20. Jahrhunderts in leidlich gutem Zustand. Die Zeiten der schlimmsten Begasungen lagen im Winter (Heizperiode, Inversionswetterlagen), wenn die Laubbäume "Winterschlaf" hielten. Dennoch: das Naturschutzgebiet trug schwerste Schäden davon.

Eigentlich sollte die geologische Vielfalt von ganz sauer (Porphyr) bis basisch (Kalk) ein buntes Vegetationsmosaik an Bodenpflanzen entstehen lassen. Doch obwohl der Hemmschuh weitgehend von der Umwandlung zu standortsfremden Fichtenforsten verschont geblieben ist, dominiert über weite Strecken dichter Filz von Wolligem Reitgras. Natürliche Wollreitgras-Fichten-Buchenwälder sind auch von Natur aus nichts Ungewöhnliches in dieser Höhenlage auf armem Grundgestein, in einem solchen Umfang allerdings kann es sich nur um das Ergebnis mehrerer Jahrzehnte sauren Regens sowie des Verbisses durch überhöhte Wildbestände handeln. Selbst im unmittelbaren Umfeld der Kalklinsen kam es zu einem deutlichen Verlust an Artenvielfalt. Heute findet man hier reichlich Fuchs-Kreuzkraut und Buchenverjüngung vor, außerdem Bingelkraut, Echtes Springkraut, Wald-Flattergras, Waldmeister, Hain-Gilbweiderich und Lungenkraut, in geringem Umfang auch Einbeere und Zwiebel-Zahnwurz. Eine kleine Bodengrube wenige Meter östlich der größten Halde (unterhalb des Weges) gibt Einblick in einen typischen Braunerdeboden.

Anstelle der abgestorbenen Fichten wurden anfangs selbst hier im Naturschutzgebiet fremdländische Baumarten (Blau-Fichten, Murray-Kiefern, Japanische und Hybrid-Lärchen, Rumelische Kiefern) gepflanzt. Heute soll der Wald über natürliche Pionierbaumarten verjüngt werden. Doch dies stößt auf erhebliche Schwierigkeiten, da inzwischen auch Birken und Ebereschen von den sogenannten "Neuartigen Waldschäden" ergriffen werden. Diese neuen, auf recht komplizierte und komplexe Ursachen zurückzuführenden Waldschäden betreffen in erster Linie die Buchen. Die natürliche Hauptbaumart, die die Schwefeldioxid-Katastrophenjahre halbwegs gut verkraftet zu haben schien, bietet heute das Bild eines schwer erkrankten Patienten. Selbst für Laien sind die schütteren Kronen und die Spießastigkeit der Bäume kaum zu übersehen. Hauptverantwortlich für die "Neuartigen Waldschäden" sind Stickoxide, die vor allem aus Kraftfahrzeugmotoren entweichen. Unter der intensiven Sonneneinstrahlung des Gebirges bildet sich aus den Stickoxiden Ozon - ein sehr reaktionsfreudiges Oxidationsmittel und damit ein höchst aggressives Zellgift.

Ungeachtet all dessen handelt es sich beim Hemmschuh um ein sehr bedeutendes Naturschutzgebiet. Die gesamte Palette typischer buchenaltholzbewohnender Vögel - vor allem Schwarzspecht, Raufußkauz, Hohltaube - ist hier zu Hause. Um die natürliche Entwicklung eines solchen Bestandes auch unter Immissionsbedingungen zu erforschen und zu dokumentieren, hat der Staatsforst hier eine 40 Hektar große Naturwaldzelle ausgewiesen, die künftig von Holznutzungen verschont bleiben soll. Es gibt im Ost-Erzgebirge (und in Sachsen) nicht viele naturnahe Buchenbestände von dieser Ausdehnung, und schon gar nicht in der hochmontanen Stufe.

Einen schweren Eingriff bedeutete Anfang der 1990er Jahre die Errichtung einer überdimensionierten Skiliftanlage, der nicht nur etliche alte Bäume weichen mussten, deren Betrieb seither auch das Budget der Stadt Altenberg belastet. Als Ausweg aus dem finanziellen Dilemma werden immer wieder Pläne diskutiert, den Wintersport am Hemmschuh noch weiter auszubauen und die Anlagen zu erweitern.

Probleme mit Ozon

Ein reichliches Fünftel der Luft besteht aus Sauerstoff, jeweils zwei Atome mit der Abkürzung O ("Oxygenium") miteinander verschmolzen. Eine recht stabile Partnerschaft. Gesellt sich ein drittes O-Atom hinzu, entsteht Ozon. Damit dies geschehen kann, bedarf es zusätzlicher Energie, zum Beispiel harter Ultraviolett("UV")-Strahlung. Dennoch hält es das dritte O bei seinen beiden Kollegen meist nicht lange aus und bemüht sich, einen neuen Partner zu finden - ihn zu oxidieren.

Eine wichtige Rolle spielt das Ozon in höheren Atmosphärenschichten (oberhalb 15 km), wo es den größten Teil der lebenszerstörenden UV-Sonnenstrahlung von der Erde fernhält. Meist ungestört von irgendwelchen Fremdstoffen, von gelegentlichen Supervulkanausbrüchen einmal abgesehen, hat der dreiatomige Sauerstoff dort seit vielen Jahrmillionen zuverlässig seinen Dienst getan. Der Mensch allerdings mit seiner Industriegesellschaft pumpt beständig kaum erforschte Substanzen in die Atmosphäre, unter denen das Ozon auch geeignete Reaktionspartner findet. Zum Beispiel Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW), aber nicht nur diese. Aller harter UV-Strahlung zum Trotz verabschiedet sich dann ein O-Atom nach dem anderen aus den Dreierbindungen. Die "Ozonschicht" der Erdatmosphäre wird dünner, es bilden sich "Ozonlöcher" über den Polen. Und immer mehr UV-Strahlung gelangt bis zur Erdoberfläche.

Jedoch: während "oben" - wo eigentlich über 90 % des Ozons sein sollten - sich heutzutage Mangel an diesem Stoff breitgemacht hat, produzieren wir in der uns umgebenden, bodennahen Atmosphäre immer mehr davon. Freilich nicht absichtlich und nicht direkt, aber mit großem Schaden für Natur und Gesundheit. Ursache sind wiederum vor allem Industrie und Verkehr, doch die Details der Ozon-Entstehung stellen sich recht kompliziert dar. Paradoxerweise treten die höchsten Belastungen nicht dort auf, wo es die meiste Industrie und den meisten Verkehr gibt, sondern in den vermeintlichen Reinluftgebieten im Gebirge.

Bei Verbrennungsprozessen mit hohen Temperaturen, wie sie etwa in Fahrzeugmotoren, in Kraftwerken, aber auch in Öl- und Gasheizungen geschehen, entstehen Stickoxide (NO_x - Stickstoffmonoxid NO und Stickstoffdioxid NO₂). Ungefähr 60 % steuert der Verkehr bei, insbesondere große Lkw ohne Katalysatoren, aber auch die Vielzahl kleinerer Verbrennungsmotoren, die durch Stadt und Land brausen. Hinzu kommen noch die sogenannten "flüchtigen Kohlenwasserstoffe" (VOC - "volatile organic compounds"), ebenfalls vor allem Segnungen des Autoverkehrs.

Beides - NO_x und VOC - zusammen lässt Ozon entstehen. Doch handelt es sich in der dicken Großstadtluft um ein permanentes Aufbauen (tagsüber) und Abbauen (nachts) dieses dreiatomigen Sauerstoffes:

NO₂ + O₂ <-> NO + O₃ (sehr vereinfacht).

Stickstoffdioxid wird jedoch auch über weite Strecken transportiert, ebenso die leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel vom Elbtal ins Erzgebirge. Hier gibt es dann nicht so viel Stickstoffmonoxid und sonstige Schadstoffe, die dem Ozon in der Nacht wieder sein drittes Atom entreißen könnten. Stattdessen scheint hier oben im Gebirge die Sonne erheblich kräftiger als durch die städtische Dunstglocke. Der hohe UV-Anteil des sommerlichen Sonnenlichts lässt nicht nur Menschenhaut rot werden, sondern forciert auch die Ozonentstehung. Vor allem bei langen Schönwetterperioden kann sich die Ozonkonzentration im Gebirge zu beträchtlichen Werten aufschaukeln.

Als pflanzenschädlicher Schwellenwert gilt üblicherweise eine Ozonkonzentration von 65 µg/m³ (Mikrogramm pro Kubikmeter Luft), ein Wert, der unter anderem bei Begasungsversuchen des Instituts für Pflanzenchemie in Tharandt seine Berechtigung gezeigt hat und der bis vor einigen Jahren auch in den staatlichen Luftreinhaltevorschriften stand. Heute müssen die Behörden laut 33. Bundesimmissionsschutzverordnung mit weit komplizierteren Formeln rechnen, die Normalbürger nicht mehr durchschauen. Vielleicht soll das ja so sein.

Denn die Ozonbelastung steigt und steigt. An den Messstationen Zinnwald-Georgenfeld und Schwartenberg liegt die Konzentration mittlerweile fast während des gesamten Sommerhalbjahres über den genannten 65 µg/m3. Tagesmittelwerte darunter sind eher die Ausnahme, Überschreitungen um das Doppelte nicht selten.

Vielen Baumarten bereitet dies existenzielle Probleme. Gemeinsam mit den ebenfalls zunehmend aus den Stickoxiden resultierenden sauren Niederschlägen (NO2 + H2O à H2NO3 = salpetrige Säure) und anderen Faktoren gehört Ozon zu den wesentlichen Ursachen der sogenannten "Neuartigen Waldschäden". Besonders betroffen erscheint die Buche, aber auch Ebereschen und selbst Birken kränkeln und werden anfällig für Schädlinge.

Am schlimmsten sind ganz offensichtlich die kombinierten Auswirkungen von starker UV-Dosis und hohen Ozonkonzentrationen, wenn das Frühjahr zeitig, heiß und trocken beginnt. Dann treffen die harten Strahlen und das aggressive Oxidationsmittel auf die noch zarten, sich gerade entfaltenden Blättchen, die noch keine schützende Oberschicht (Kutikula) ausbilden konnten und rasch verwelken. In einem solchen Jahr bilden sich dann auch keine Seitenzweige, und übrig bleibt eine "spießastige" Krone - so wie sich heutzutage fast alle Buchen im Ost-Erzgebirge präsentieren.

Der Klimawandel lässt trocken-heiße, strahlungsreiche Zeiten immer öfter, immer zeitiger und immer heftiger über Mitteleuropa entstehen. Dagegen kann man nur mittelfristig und global etwas tun. Aber ohne die zusätzlichen Ozon-Belastungen würde die Natur bedeutend besser damit klarkommen können. Und gegen die Vorläufersubstanzen der neuartigen Waldschäden - die Stickoxide und die leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffe - könnte auch rasch und regional gehandelt werden.