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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-33789
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/3378/


Müller, Anuschka

Jahrringanalytische Untersuchungen zum Informationsgehalt von Holzkohle-Rückständen der historischen Meilerköhlerei

Tree ring analytical investigations of charcoal remnants from historic kiln sites

Dokument1.pdf (9.854 KB) (md5sum: fbaa78c56ba7e1392c24ee15b145255e)

Kurzfassung in Deutsch

In dieser Arbeit wurden historische 2949 Holzkohleproben der Baumarten Buche (Fagus sylvatica), Tanne (Abies alba) und Fichte (Picea abies) jahrringanalytisch untersucht. Die analysierten Holzkohlestücke stammen von Meilerplätzen der historischen Holzkohle-Herstellung im Südschwarzwald und in den Südvogesen.
Ziel der Arbeit war es, die bisherigen anthrakologischen Untersuchungen an Meilerplätzen, die sich auf die Bestimmung der genutzten Baumarten konzentrierten, auf weitere holzanatomische Merkmale auszuweiten. Dabei standen Fragen nach der Nutzungszeit der Meilerplätze, nach den verwendeten Holzteilen eines Baumes (Ast- oder Stammholz) und nach der Struktur der genutzten Bestände im Vordergrund. Zusätzlich wurden Fichten-Holzkohlestücke im Hinblick auf das Vorkommen einer natürlichen Fichten-Stufe in den höchsten Lagen des Süd-Schwarzwaldes untersucht.
Die Auswertung erfolgte einzelstückweise. Von jedem Holzkohlestück wurden die folgenden Parameter aufgenommen: Anzahl der Jahrringe, Jahrringbreite jedes Jahrringes, Radius, Gewicht, Vorhandensein von Mark und/oder Rinde. Zusätzlich wurde die Holzstärke (Durchmesserklasse) eines jeden Stückes anhand seiner Jahrringkrümmung bestimmt.
Die Nutzungszeit der Meilerplätze wurde mit zwei Ansätzen untersucht, (1) anhand der dendrochronologischen Einordnung von Jahrringserien der Holzkohlestücke in Referenzchronologien und (2) mit der Methode des Wiggle Matching, die die Radiokarbondatierungen von mehreren Proben eines Holzkohlestückes verwendet. Die Datierungen der Meilerplätze mit Wiggle Matching ergaben einen um 13 bis 90 % engeren Zeitraum als ohne einen derartigen Abgleich. Einige Meilerplätze konnten mit dieser Methode auf 25 bis 55 Jahre genau auf den Anfang des 18. Jahrhunderts datiert werden. Darüber hinaus konnten Holzkohlestücke eines Vogesen-Kohlplatzes dendrochronologisch in die zweite Hälfte des 18. Jahrhunderts datiert werden.
Für die Zuordnung der Holzkohlestücke zu Ast- oder Stammholz wurde ein Modell (Jahrringmuster-Modell) auf der Basis von Astholz-Merkmalen entwickelt. Danach weisen die Buchen-Kollektive die höchsten Astholz-Anteile mit bis zu 74 % auf, die Tannen-Kollektive die niedrigsten (Minimum 17 %); im Fichten-Kollektiv wurde Ast- und Stammholz im Verhältnis von etwa 1:1 gefunden. Mit einer Diskriminanzanalyse ließen sich die mit dem Jahrringmuster-Modell ermittelten Ast- und Stammholz-Anteile in den einzelnen Kohlplatz-Kollektiven mit einer Wahrscheinlichkeit von durchschnittlich 90 % wiederholen.
Die Anzahl der Jahrringe pro Stück erwies sich als nützlicher Parameter für die Berechnung des Mindestalters der genutzten Waldbestände. Die mittlere Jahrringbreite kann als gutes Merkmal zur Unterscheidung von Ast- und Stammholz-Stücken verwendet werden. Außerdem konnte sie als Kriterium für eine ehemalige reguläre Niederwaldnutzung von Buchen-Beständen herangezogen werden. Ein signifikant negativer Zusammenhang zwischen der mittleren Jahrringbreite und der Höhenlage (Meereshöhe) der Fundplätze konnte für Buche und Tanne aufgezeigt werden.
Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Kronenmorphologie von Buche, Tanne und Fichte, der Techniken und Vorgehensweise beim Meilerbau sowie der verschiedenen standörtlichen Gegebenheiten wurden anhand der holzanatomischen Analysen Rückschlüsse auf den Aufbau und die Struktur der genutzten historischen Waldbestände gezogen: Für die Teilgebiete Vogesen, Schluchsee-Ost und Bisten wird von einer Kohlholz-Nutzung natürlicher, wenig vom Menschen beeinflußter Bestände ausgegangen, während für die Teilgebiete Hundsrücken, Sulzburg und Ehrenstetter Grund eine vorherige, teilweise intensive Weide-/Bauholz-/Brennholz-Nutzung angenommen wird. Der genutzte Fichtenbestand des Kollektivs Feldberg wird als natürlich interpretiert, jedoch kann eine anthropogene Förderung nicht ausgeschlossen werden.
Die vorgelegten Ergebnisse zeigen wichtige weitergehende Auswertungs- und Aussagemöglichkeiten der anthrakologischen Methodik auf.


Kurzfassung in Englisch

In this study the tree ring analytical investigations of 2,949 historic charcoal samples of beech (Fagus sylvatica), fir (Abies alba) and spruce (Picea abies) are presented. The analysed charcoal samples are remnants of the historic charcoal production in kiln sites in the southern Black Forest and in the southern Vosges Mountains.
The aim of the study was to widen the existing anthracological results which had been mainly focused on the tree species composition. With the analysis of additional wood anatomical features it should be possible to answer the following questions: When did the charcoal burners burn the wood? What kind of wood (branch or stem) did they use? How did the forest stand look before its use? In addition, spruce samples were investigated to see whether spruce occured naturally at the highest elevation of the southern Black Forest.
The following parameter were analysed in every single piece of charcoal: number of tree rings, width of every tree ring, radius, weight, absence of pith and/or bark. In addition, the wood diameter (wood diameter class) was determined using the tree ring curvature.
The time period of use of the kiln sites was determined in two approaches, (1) cross-dating the tree-ring series of charcoal samples with an existing reference chronology, and (2) using the wiggle matching method – calibrating the radiocarbon dates of several samples of a piece of charcoal. By using wiggle matching, the dating of the kiln sites was about 13 to 90 % more precise than without using this method. Therefore several kiln sites could be dated to the beginning of the 18th century with an uncertainty of 25 to 55 years. One kiln site in the Vosges Mountains was dated dendrochronologically into the second half of the 18th century.
Using the wood anatomical characteristics of branches, a decision tree model was developed to distinguish between branch and stem material (tree ring pattern model). The results of the model show that the beech collective shows the highest percentage of branch material (up to 74 %), whereas the fir collective contains the lowest percentage (minimum 17 %). The spruce collective shows a branch/stem ratio of nearly 1:1. A discriminant analysis reproduced on average 90 % of the results of this model.
The tree ring number per charcoal sample is a useful parameter to determine the minimum age of the forest stands used. The mean tree ring width is important to distinguish between branch and stem material. In addition, the mean tree ring width was used as a criterion to find out whether a beech stand was formerly used as a coppice stand. The correlation between the mean tree ring width and the altitude of the investigation sites is significantly negative.
The structure of the used forest stands was reconstructed using the different crown characteristics of beech, fir and spruce and taking into account the diverse building techniques of a kiln and the different site conditions. In the study areas Vogesen, Schluchsee-Ost and Bisten one possible interpretation is that the charcoal burners had used mainly unmanaged and naturally grown forests. In contrast, in the study areas Hundsrücken, Sulzburg and Ehrenstetter Grund more or less devastated forest stands due to former pasture, fire wood or construction timber utilization were used.
The study underlines the importance of anthracological methods by showing various possibilities for analysis and interpretation.


SWD-Schlagwörter: Holzkohle , Anthrakologie , Schwarzwald <Süd> , Vogesen , Dendrochronologie , Radiokarbonmethode , Meiler , Diskriminanzanalyse , Jahresring
Freie Schlagwörter (deutsch): Dendroökologie, Wiggle Matching, Astholz, Stammholz, Jahrringmuster-Modell
Freie Schlagwörter (englisch): anthracology, charcoal burning, forest history, tree-ring pattern model, dendroecology
Institut: Institut für Biologie 2
Fakultät: Fakultät für Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Deil, Ulrich (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.10.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 06.11.2007
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