Géomorphologie : relief, processus, environnement, 2010, n° 4, p. 359-370 Biological topsoil crusts at early successional stages on Quaternary substrates dumped by mining in Brandenburg, NE Germany Croûtes cryptogamiques et stades végétatifs pionniers sur des terrains quaternaires remaniés par des activités minières, Brandebourg, Allemagne du Nord-Est Roland Spröte*, Thomas Fischer**, Maik Veste*,***, Thomas Raab*, Wolfgang Wiehe**, Philipp Lange***, Oliver Bens****, Reinhard F. Hüttl*,**** * Brandenburg University of Technology - Chair of Soil Protection and Recultivation - Konad-Wachsmann-Allee 6 - 03046 Cottbus - Germany. E-mail: roland.sproete@tu-cottbus.de, raab@tu-cottbus.de) ** Brandenburg University of Technology - Central Analytical Laboratory - Konrad-Wachsmann-Allee 6 - 03046 Cottbus - Germany. E-mail: thomas.fischer@tu-cottbus.de, wiehe@tu-cottbus.de) *** Brandenburg University of Technology - Research Centre Landscape Development and Mining Landscapes - Konrad-Wachsmann-Allee 6 - 03046 Cottbus - Germany. E-mail : maik.veste@tu-cottbus.de, langep@tu-cottbus.de **** German Research Centre for Geosciences GFZ - Telegrafenberg - 14473 Potsdam - Germany. E-mail: bens@gfz-potsdam.de, huettl@gfz-pots- dam.de Abstract The influence of biological soil crusts in natural ecosystems on structures and processes is well investigated. However, in South-Bran- denburg (Germany), it is possible to study the development of biological soil crusts during initial ecosystem genesis on two artificial water catchments with well-known ages and under differing starting conditions. The two experimental sites are located in the reculti- vation area of the lignite open-cast mining district of southern Brandenburg with a distance of approximately 1 km between them. Two different topographies were constructed at the experimental sites: the experimental plot at the catchment Neuer Lugteich was shaped like a dune, whereas the artificial water catchment Hühnerwasser was modelled as an inclined slope. The catchment Neuer Lugteich is four years older than Hühnerwasser. The original substrate at Neuer Lugteich is more sandy and carbonate-free compared to the origi- nal substrate dumped at Hühnerwasser. At both sites geomorphological differentiation and crust development were compared and the importance of substrate-dependent water availability and crust type clarified. Once settled, the crusts influenced the water regime of the soils by delaying infiltration through enhanced water repellency, and by limiting water infiltration. Chlorophyll analysis revealed that all crusts were at early stages of development. At Neuer Lugteich, the establishment of the biological soil crusts was closely associat- ed with the vegetation succession, whereas no clear succession of the crusts could be observed at Hühnerwasser. The mosaic-like pattern of the biological soils crusts is associated with the distribution of fine-grained material here. Key words: biological soil crusts, initial ecosystem development, sand dune, water infiltration, surface runoff, hydraulic conductivity. Résumé L’influence des croûtes cryptogamiques sur les structures et les processus des écosystèmes naturels est bien caractérisée. Cependant, dans le sud du Brandebourg (Allemagne), il a été possible d’étudier le développement de ces croûtes cryptogamiques dès la genèse de nouveaux écosystèmes sur des bassins-versants artificialisés d’âge connu et dans des conditions initiales différenciées. Les deux sites expérimentaux sont situés dans une zone de remise en culture de mines à ciel ouvert dans le sud du Brandebourg et sont distants d’en- viron 1 km l’un de l’autre. Deux types de topographies ont été créés sur ces sites expérimentaux : la station de Neuer Lugteich a été façonnée à la manière d’une dune, tandis que l’impluvium artificialisé de Hühnerwasser possède un profil de plan incliné. Le site de Neuer Lugteich a quatre ans de plus que celui de Hühnerwasser. Le matériau originel de Neuer Lugteich est plus sableux et décarbo- naté que celui de Hühnerwasser. Pour les deux sites, les différences géomorphologiques et de développement des croûtes cryptoga- miques ont été comparées et le rapport entre la disponibilité hydrique des substrats et le type de croûte éclairci. Après leur installa- tion, les croûtes influencent le régime hydrique des sols en retardant l’infiltration en raison d’une plus forte hydrophobie, et en limi- tant l’infiltration totale. L’analyse des teneurs en chlorophylle révèle que toutes les croûtes sont à des stades initiaux de développe-