Dissertation (Metadaten)
Titel (original):Reconstruction of fire and forest history on several investigation sites in Germany, based on long and short-term investigations - Multiproxy approaches contributing to naturalness assessment on a local scale
(übersetzt):Rekonstruktion der holozänen Feuer- und Waldgeschichte ausgewählter Untersuchungsflächen in Norddeutschland entlang verschiedener Zeitskalen – Multiproxy-Ansätze zur Ermittlung der Natürlichkeit von Waldbeständen
 
Autor:Vincent Robin
 
URN:NBN:urn:nbn:de:gbv:8-diss-74556
 
Fakultät:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC Sachgebiet:500 Naturwissenschaften
 
Datum der mdl. Prüfung:04.11.2011
 
Referent(in):Dr. Oliver Nelle
Korreferent(en) Korreferentin:Dr. Jean-Louis Edouard
 
Beschreibung (original):Considering two global observations in Central Europe of, firstly, the need for, and development of, sustainable and biological conservation practices for forest and/or woodland areas and, secondly, the lack of long-term fire history, an attempt has been made to reconstruct the fire and the forest history at several investigation sites in Germany. The overall data set gathered and analyzed has been used for on-site naturalness assessment. This latter notion is crucial for forest system conservation/restoration planning, considering the past human impact on forest dynamics. Also, in view of this past human impact on forest systems, which is well documented for Central Europe, as occurring on a multi-millennium scale, an historical perspective perceptive that combined a long and short temporal scale of investigation was used. Nine investigation sites were selected, in order to include various and representative types of Central European forest. Therefore, the investigation sites were located in two main investigation areas. One is in Northern Germany (Schleswig-Holstein) and includes four investigation sites. The other is in Central Germany (Harz Mountains) and includes five investigation sites. Four main approaches were used. To assess the current state of the investigated site, forest stand characterization was undertaken (i.e. based on various forest attributes that concern stand structure and composition). Tree ring series were analyzed to provide insights about short-term forest tree population dynamics. Then, charcoal records from soil (combined with soil analysis) and peat sequences were qualitatively and quantitatively analyzed. These last two approaches also provide information about the past fire history. Forest current and short-term dynamics illustrated various levels of stand complexity, often corresponding to various levels of human impact that had been postulated. Eight mean site tree-ring chronologies, standardized in high and mid-frequency signal, spanning at a maximum of up to AD 1744 and at a minimum of up to AD 1923, were obtained. The insight, about the identification of events of growing changes and the correlated temporal and, if possible, spatial patterns, was discussed. Charcoal analysis provided a long term insight about fire history. Based on 71 charcoal radiocarbon dates, it was shown on a macro-scale that there were two phases that had a greater frequency of fire - one during the transition from the late Pleistocene to the early Holocene, and one during the mid- and late Holocene. A strong human control during the most recent fire phase has been postulated. This is supported by on-site soil and peat charcoal record analysis, allowing one to point out the event of environmental changes (disturbances), at local scales. In the end, the on-site data from the various indicators were combined to assess the fire and forest history and the naturalness level of the investigated sites, based on past insights, thereby contributing to a better understanding of the present and helping to anticipate the future.
 
(übersetzt):In Mitteleuropa besteht einerseits ein Bedarf an Entwicklung und Etablierung von Naturschutzmaßnahmen für Wälder, zum anderen herrscht ein Mangel an der Untersuchung von holozänen Bränden in Wäldern. Daher wurde im vorliegenden Projekt der Versuch unternommen, in ausgewählten Untersuchungsgebieten in Norddeutschland die Feuer- und Waldgeschichte zu rekonstruieren. Die aufgenommenen und analysierten Daten sind die Grundlage für die Bemessung der Ursprünglichkeit des jeweiligen untersuchten Waldes und geben Information über das Auftreten von Feuern als Störungsereignisse in Wäldern. Die Berücksichtigung des historischen menschlichen Einflusses auf die Waldökosysteme, der in Mitteleuropa über Jahrtausende nachweisbar ist, hat eine hohe Bedeutung für die Planung von Wald-, Naturschutz und Renaturierung. Dafür wurde ein Ansatz gewählt, der eine historisch langfristige (Jahrtausende) wie kurzfristige (100 – 200 Jahre) Analyse des menschlichen Einflusses auf Wälder insbesondere unter der Berücksichtigung von Brandereignissen zum Inhalt hat. Es wurden vier Untersuchungsgebiete in Schleswig-Holstein und fünf im Harz, als nördlichstem Mittelgebirge in Zentraleuropa, ausgewählt. Dies gewährleistet das Einbeziehen verschiedener und für Mitteleuropa typischer Wälder für einen überregionalen Vergleich. Es wurden vier Ansätze angewendet: 1. Aktuelle Bestandesanalyse: Zur Analyse der aktuellen Situation wurden die Waldbestände hinsichtlich Struktur und Zusammensetzung erfasst; 2. Dendroökologie: Zur Erfassung der kurzfristigen Baumentwicklung und Bestandesdynamiken wurden Baumjahresringserien analysiert; 3. Pedoanthrakologie: Holzkohlen wurden aus Proben von Bodenprofilen gesiebt bzw. geschlämmt, quantifiziert und taxonomisch bestimmt; 4. Holzkohlen > 200 µm wurden aus Moorbohrkernfolgen quantifiziert. Die beiden letztgenannten Methoden lieferten Informationen über vergangene Feuerereignisse. Derzeitige Walddynamiken, sowie die in jüngster Vergangenheit, zeigen verschiedene Niveaus der Bestandeskomplexität, die auf verschiedene menschliche Eingriffe zurückgeführt werden können. Acht gemittelte Bestandesjahrringchronologien reichen maximal bis in das Jahr 1744 und minimal bis in 1923 zurück. Mit ihrer Hilfe lassen sich Veränderungen in der Bestandesdynamik zeitlich und räumlich fassen. Die Holzkohle-Analyse lieferte Informationen von Feuerereignissen über einen Zeitraum von bis zu 12 000 Jahren. Anhand von 71 Radiokohlenstoffdatierungen zeigte sich, dass es zwei Perioden mit häufigen Feuerereignissen gab. Eine Phase lag im Übergang vom späten Pleistozän zum frühen Holozän, die Andere befand sich zwischen dem mittleren und dem späten Holozän. Die jüngere Feuerphase konnte auf Grundlage von Holzkohleproben aus Böden und Mooren auf anthropogene Einflüsse zurückgeführt werden. Abschließend wurden die von den verschiedenen Indikatoren gewonnenen Daten zusammengeführt, um zum einen die Wald- und Feuergeschichte zu rekonstruieren und zum anderen die Natürlichkeit der untersuchten Bestände zu evaluieren. Mit der Untersuchung des Vergangenen trägt die Studie dazu bei, die Gegenwart besser zu verstehen und zukünftige Entwicklungen der Wälder besser einschätzen zu können.
 
Schlagworte:Forest naturalness, multiproxy, temporal and spatial scales, environmental changes, human impact, tree ring analysis, forest characterization, soil charcoal analysis, peat macro-charcoal analysis
Natürlichkeit, Multiproxy, zeitliche und räumliche Skalen, Umweltveränderungen, menschlicher Einfluss, Baumring-Analyse, Waldcharakterisierung, Boden-Holzkohle-Analyse, Torf-Holzkohle-Analyse
 
Dokumente: