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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-25174
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2517/


Lechner, Andreas

Paläoökologische Beiträge zur Rekonstruktion der holozänen Vegetations-, Moor- und Flussauenentwicklung im Oberrheintiefland

Paleoecological contributions to the reconstruction of holocene development of vegetation, fens and floodplains in the Upper Rhine valley

Dokument1.pdf (50.237 KB) (Textband) (md5sum: 80197b1a3f7f69ef212f816ac76f7b9b)
Dokument2.pdf (788 KB) (Beilagen I und II) (md5sum: ee2812e32017c44afb8a3cd3d31f0bd2)

Kurzfassung in Deutsch

Im nördlichen und südlichen Oberrheintiefland wurden paläoökologische Untersuchungen in zwei Teilgebieten durchgeführt. Untersuchungsobjekte waren vermoorte Paläomäander nordwestlich von Karlsruhe und das Wasenweiler Ried zwischen Kaiserstuhl und Tuniberg. Ziele der Arbeit waren jeweils eine Rekonstruktion der nacheiszeitlichen Moorgenese unter besonderer Berücksichtigung der Entwicklung der lokalen Vegetation sowie die Rekonstruktion der Vegetationsentwicklung auf den mineralischen Standorten außerhalb der Moore. Aus diesen beiden Schwerpunkten ließen sich wiederum neue Erkenntnisse zur Fluss- und Auenentwicklung bzw. zur holozänen Landschaftsgenese im Untersuchungsraum ableiten.
Untersuchungsmethode war vor allem die 14C-gestützte Pollenanalyse, die insbesondere durch litho- und moorstratigraphische sowie ergänzende makrorestanalytische Untersuchungen flankiert wurde.
In der nördlichen Oberrheinniederung wurden Bohrkerne aus drei vermoorten Mäandern gewonnen. Pollenanalysen wurden in den Profilen "Unterm Schnabel" und "Bruchstücke" durchgeführt.
Die zeitliche Entwicklung der drei Mäanderbögen ist eine andere, als bisher angenommen. Während der älteste Mäander bereits im Jüngeren Atlantikum verlandete und eine Vermoorung zu Beginn des sich anschließenden Subboreals einsetzte, verlandeten und vermoorten die beiden anderen Flussschlingen im Verlauf des Älteren Subatlantikums. Die Verlandungsbedingungen differierten zwischen den Flussschlingen zum Teil beträchtlich. In den Rheinmäandern "Unterm Schnabel" und "Bruchstücke" sedimentierten unter fluvial-limnischen Bedingungen vorwiegend mineralische Mudden. Diese Mäander wurden zumindest während der ersten Verlandungsphasen zeitweilig noch durchströmt. Dagegen wurden im Mäander "Schnabelbruch" unter limnischen Verhältnissen molluskenreiche Kalkmudden abgelagert. Das Artenspektrum der Mollusken weist auf ein stehendes, allenfalls langsam durchströmtes Gewässer hin. Nach Abschluss der Verlandung begann in allen drei Mäandern die telmatische Phase mit der Torfbildung. Es entwickelten sich Verlandungsmoore. Im ältesten Mäander "Unterm Schnabel" setzt die Torfakkumulation im späten Subboreal aus. Mit der Verbesserung der hydrologischen Situation beginnt im älteren Subatlantikum eine erneute Vermoorung.
Während der Vermoorungen der Altmäander kam es wiederholt zu Einträgen von Auensedimenten durch Hochwässer, was Wechsellagerungen von Torf und mineralischen Schichten zeigen. Insbesondere ab dem Hoch- bzw. Spätmittelalter lassen massive Sedimenteinträge auf eine enorm gesteigerte Hochwasserdynamik, die weite Bereiche der Talaue erfasste schließen. Eine zeitweilige Reaktivierung einiger Altmäander ist dabei denkbar.
Im "Wasenweiler Ried" wurden in verschiedenen Moorbereichen mehrere Bohrkerne gewonnen, von denen drei lithostratigraphisch und zwei pollenanalytisch ausgewertet und radiokarbondatiert wurden.
Die Genese des "Wasenweiler Rieds" erfolgte im Abflussbereich des spätglazialen Ostrheins zeitlich und räumlich diskontinuierlich. Zum Teil entwickelte es sich aus verlandenden Rinnen. Während der Verlandung wurden unter fluvial-limnischen Bedingungen verschiedene Mudden abgelagert. Nach Abschluss der Verlandung entwickelte sich hier zunächst ein Verlandungsmoor. Infolge des im Frühholozäns ansteigenden Grundwasserspiegels kam es in der Depression zwischen Kaiserstuhl und Tuniberg jedoch zu einer weiträumigen Versumpfung, die durch die Stauwirkung des Schwemmfächerkegels der Dreisam verstärkt wurde und zur Torfbildung unmittelbar auf den Ostrheinkiesen führte. In weiten Teilen entwickelte sich so ein Versumpfungsmoor. Im Bereich von tieferen Rinnen zeigt das Ried eine Abfolge beider Moortypen. Eine solche Genese zeigt das Profil "Murr"während sich im Bereich "Schachen" ein Versumpfungsmoor unmittelbar auf dem Kies entwickelte.
Sedimentlagen in den untersten Torfschichten belegen, dass eine zeitweilige Aktivierung der alten Ostrheinrinnen allenfalls bis in das Frühholozän stattgefunden haben kann. Im "Wasenweiler Ried" sind zwei Hauptvermoorungsphasen ausgebildet. Die erste beginnt im Spätglazial und findet bis in das Präboreal bzw. Boreal statt. Die zweite Hauptvermoorung setzt erst im älteren Subatlantikum ein. Die in zahlreichen Quellen belegten mittelalter- bis neuzeitlichen Überflutungen zwischen Kaiserstuhl und Tuniberg sind nicht, wie bisher angenommen, auf (Re-) Aktivierungen alter Ostrheinrinnen durch Rheinhochwässer, sondern auf einen starken Grundwasserspiegelanstieg zurückzuführen. Im mittleren Holozän fand zwar ebenfalls eine Torfakkumulation statt, in beiden untersuchten Bereichen des Rieds jedoch zu unterschiedlichen Zeiten. Dagegen setzte im frühen Atlantikum und frühen Subatlantikum in weiten Bereichen die Vermoorung aus.
Die moorübergreifenden Schichtlücken stellen eine auffällige Gemeinsamkeit zwischen den untersuchten Mooren bzw. zwischen verschiedenen Moorbereichen dar. Weiterhin ist allen Mooren die jüngste subatlantische Vermoorungsphase gemeinsam. Aufgrund der Überregionalität der Schichtlücken bzw. der Hauptvermoorungsphasen, ist nicht von lokalen, sondern vielmehr von überregional wirksamen Ursachen auszugehen. Hierfür kommen nur klimatische Änderungen bzw. massive anthropogene Eingriffe in den Wasserhaushalt in Frage.
Die Torfakkumulationsraten während der Wachstumsphasen differieren in den einzelnen Mooren teilweise beträchtlich. Hiervon hängt entsprechend die chronologische Auflösung und damit eine genaue Zuordnung vegetationsgeschichtlicher Entwicklungen zum Beispiel zu archäologischen Kulturepochen ab.
Die Rekonstruktion der Vegetationsentwicklung aus den pollenanalytischen Befunden lieferte ebenfalls neue Erkenntnisse.
Im Untersuchungsraum am nördlichen Oberrhein fehlen bis in das zeitlich noch erfasste mittlere/ späte Subboreal Zeiger einer anthropogenen Beeinflussung der Vegetation in der Rheinaue noch weitestgehend. Die Standortsverhältnisse in der Aue des mittleren Holozäns sind mit den heutigen Bedingungen kaum vergleichbar. Die Flussaue wurde nur selten überflutet, war eher durch sandige und terrestrische Verhältnisse geprägt. Akkumulationen von Auenlehmen/-tonen setzten erst am Übergang vom Atlantikum zum Subboreal ein, massive Sedimenteinträge durch starke Hochwässer sogar erst zum Ende des Subboreals. Die heutige Vorstellung einer natürlichen Auwaldgliederung in eine deutliche Weichholzaue aus Weiden und Pappeln und eine Hartholzaue aus Eichen, Ulmen und Eschen findet in der letztmalig weitgehend natürlichen Aue des mittleren Holozäns kaum eine Entsprechung. So fehlen nach den pollenanalytischen Befunden die Nachweise von Pappeln und Weiden fast völlig. Die Auenwälder des späten Atlantikums bzw. Subboreals werden vor allem durch Eichen-Ulmenwälder mit einer relativ geringen Beteiligung von Esche und Ahorn gebildet. Wahrscheinlich hat auch die Rotbuche nach ihrer Einwanderung zumindest höher gelegene Standorte innerhalb der damaligen Aue wenigstens bis zu den Hochwasseraktivitätsphasen besiedelt. Selbst Kiefernvorkommen sind in der damaligen Aue nicht gänzlich auszuschließen.
Erst durch die Hochwässer und Auensedimenteinträge seit der späten Bronzezeit hat sich ein Standortmosaik herausgebildet, das eine Differenzierung in die heute angenommene natürliche Auwaldgliederung ermöglichte. Ab der Eisenzeit herrschen nach den pollenanalytischen Befunden Stieleichen-Ulmen-Auenwälder und Weiden-Pappel-Auenwälder in der Rheinniederung vor. Gleichzeitig ist erstmalig ein direkter anthropogener Einfluss auf die Auenwälder und die Vegetation der angrenzenden Niederterrasse nachweisbar. Eine intensive landwirtschaftliche Nutzung findet während dieser Epoche auch in der Aue selbst statt.
Die bis in das Mittelalter relativ geringen Pollennachweise der Hainbuche, was sich in beiden Untersuchungsgebieten zeigte, lassen auf eine deutlich geringere natürliche Beteiligung am Aufbau der Wälder sowohl in der Talaue als auch auf den an-grenzenden Terrassen, als bisher angenommen, schließen. Die gegenwärtig hohen Hainbuchenanteile in den Wäldern im Oberrheintal sind wohl auf vor allem auf direkte oder indirekte anthropogen Förderung zurückzuführen. Ähnliches gilt für die Esche.
Am südlichen Oberrhein ist nach den Pollenanalysen zumindest im Untersuchungsraum letztmalig zum Ende des Atlantikums von einer weitgehenden Naturlandschaft auszugehen. Ab dem Beginn des Subboreals, also seit dem Endneolithikum, sind in der Umgebung des Wasenweiler Rieds bereits erste Rodungen und eine landwirtschaftliche Nutzung nachgewiesen.
Beide Pollenprofile aus dem Wasenweiler Ried sind seit dem mittleren Holozän durch enorm hohe Tannen- Pollenwerte gekennzeichnet. Die Tanne war regional natürlich verbreitet. Hierfür kommt die submontane Stufe des Kaiserstuhls in Frage. Die höheren Lagen dieses Mittelgebirges wurden demnach seit dem jüngeren Atlantikum wahrscheinlich von Buchen-Tannenwäldern dominiert.
In beiden Untersuchungsgebieten ist während fast sämtlicher erfasster Zeiträume die Waldkiefer durch hohe Pollenanteile belegt. Die Kiefer besitzt hier auf einigen Standorten natürliche Vorkommen. Im nördlichen Oberrheintiefland kommen vor allem die ausgedehnten Sanddünenzüge auf den Schwemmfächern in Frage. Am südlichen Oberrhein sind die grundwasserfernen, stark sandig-kiesigen Bereiche der Niederterrasse westlich und südwestlich des Rieds als natürliche Kiefernstandorte denkbar.


Kurzfassung in Englisch

The following work presents a palaeoecological analysis of two areas in the Upper Rhine river basin. In the northern part of the research area the work concentrates on palaeomeanders under the village of Jockgrim, north-west of Karlsruhe. In the southern part the "Wasenweiler Ried" between Kaiserstuhl and Tuniberg served as a reference. The aim of the research was to reconstruct the development of the two mires in the holocene, taking into account, on the one hand the development of local mire- and aquatic vegetation, on the other hand the reconstruction of the vegetation at the mineral locations around the mire. In addition to these two main emphasises the research also provides new findings about the development of the Rhine River, the vegetation of the floodplain and the holocene genesis of the landscape.
Pollen analysis served as main method based on radiocarbon dating, assisted by litho- and stratigraphical methods as well as the analysis of vegetative plant macrofossils.
In the northern part of the Upper Rhine River three profiles could be identified. These were analysed stratigraphically and with radiocarbon dating. Pollen analysis was done in two of them, namely "Unterm Schnabel" and "Bruchstücke". The analysis of the three palaeomeanders shows that their development over time varies more than one has been expecting. Firstly, initiation of deposit conditions varies considerably. Secondly, exposure to flooding after the beginning of peat accumulation showed significant differences between the three samples.
In the southern part of the research area "Wasenweiler Ried" several peat profiles could be found, out of which three were analysed lithostratigraphically, two with pollen analysis and radio carbon dating methods.
The results show that the development of the mire "Wasenweiler Ried" is discontinuous in time and space. Though it is possible to distinguish two main periods of peat deposition for the mire: the first starts in the spaetglazial and lasts till the praeboreal/ boreal. The second begins in the older subatlanticum. There are also peat deposits during the midst of holocene in both areas of the mire, but not simultaneously in both parts. In the early atlanticum and early subatlanticum the peat deposition stopped in wide parts of the area.
One of the most interesting similarities between the two analysed mires is the commen hiatus. Additional we can find a common phase of peat deposit in the youngest subatlanticum. Due to the fact that the hiatus and the main phases of peat deposit occure in both mires, one needs to act on the assumption of supra-regional causes. Therefore the discussion takes climate and other reasons into account to explain the regional phenomenon.
The reconstruction of the vegetation development delivers new and sometimes even surprising results. In the northern part of the Upper Rhine there are no indications for an anthropogen impact on the vegetation till the late subboreal. Therefore one can conclude that vegetation and landscapes were not influenced by human beings till the late subboreal. The conditions in these days are hardly comparable to what can be found today. The flood plain was seldom awashed and more affected by its sandy and terrestrical sediments. The accumulation of alluvial clay did not happen before the transition from atlanticum to subboreal. The present perception about the classification of flood plains in softwood lumber out of willow and poplar trees and hardwood lumber consisting of oak, elm and ash trees has hardly anything in common with the last time of a natural flood plain without human impact. The pollen diagramm shows hardly any willow or poplar trees, in contrast the forest of the flood plain mainly consists of hazel-rich oak and elm trees with a small percentage of maple and ash trees. Probably the upper parts of the flood plain were also populated by oak trees after their re-immigration, at least till the more active flooding periode started.
Primarely due to the flooding and deposit of alluvial sediments during the late Bronze Age the differenciation of sites took place, which influenced the current classification of alluvial forest. The dominance of common oak-elm-trees and willow-poplar-trees in the alluvial forest is due to the edaphic conditions and the altitude of individual levels in the flood plain. The relatively small number of pollen of hornbeam leads to the assumption that these trees did not participate in the composition of the forest till the middle age. The high number of hornbeam trees today is due to direct or indirect anthropogenic influence. Exactely the same can be said about the high number of ash trees. The anthropogenic influence on alluvial forest is visible in the pollen diagramm for the first time during the Iron Time. The alluvial plain itself was used intensive as farmland.
Both pollen diagrams of the "Wasenweiler Ried" are characterized by extremly high values of fir trees since the middle holocene. Several indiziens were taken into account to show that fir trees belong to the potential natural vegetation of the region. Therefore the higher parts of the Kaiserstuhl were probably dominated by oak-fir forest since the younger atlanticum.
In both research areas there is evidence of the continuous appearance of pine trees. Despite the general thought, pine trees seemed to occur naturally at the Upper Rhine River on several places. In the northern part of the research area the alluvial fans are one probable location. In the southern part only the sandy-gritty parts of the low terrasse in the west and south-west of the mire are relevant for pines.


SWD-Schlagwörter: Holozän , Vegetationsentwicklung , Paläomäander , Aue , Schichtlücke , Landschaftsentwicklung , Umweltveränderung , Klimaänderung , Pollenanalyse
Freie Schlagwörter (deutsch): Verlandungsmoor , Versumpfungsmoor , Wasenweiler Ried , Ostrhein , Paläohydrologie
Freie Schlagwörter (englisch): pollen analysis , moores , development of vegetation , holocene , floodplain
Institut: Institut für Physische Geographie
Fakultät: Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften, Geologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Müller, Heidulf (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 09.02.2006
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 12.07.2006
Bemerkung: Dokument 1 = Textband der Dissertation // Dokument 2 = Beilagen 1 und 2: Pollen- und Sporendiagramme Jockgrim/Nördliche Oberrheinniederung und Wasenweiler Ried/Südliches Oberrheintiefland. - Es wird empfohlen, den Anhang parallel zum Hauptteil zu öffnen, da die Diagramme eine wesentliche Diskussionsgrundlage der Arbeit darstellen. Buchtitel: Lechner, A. (2008): Paläoökologische Beiträge zur Rekonstruktion der holozänen Vegetations-, Moor- und Flussauenentwicklung im Oberrheintiefland. - Göttingen: Sierke-Verlag, 1. Auflage, 288 S.
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