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Martina Stebich:

Palynologische Untersuchungen zur Vegetationsgeschichte des Weichsel-Spätglazial und Frühholozän an jährlich geschichteten Sedimenten des Meerfelder Maares (Eifel)

[Palynological study of the vegetation history of annually bedded sediments of the Meerfeld Maar (Eifel, Germany) during the Weichsel-Glacial and the Early Holocene]

1999. 127 Seiten, 28 Abbildungen, 3 Tabellen, 14x22cm, 290 g
Language: Deutsch

(Dissertationes Botanicae, Band 320)

ISBN 978-3-443-64232-7, brosch., price: 42.00 €

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Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

In der vorliegenden Arbeit wurde eine nahezu lückenlos jährlich geschichtete Profilsequenz aus dem Meerfelder Maar vorn ausgehenden Pleniglazial bis ins Frühholozän palynologisch bearbeitet. Als zeitliches Fundament diente die durch BRAUER und ENDRES (Arbeitsgruppe NEGENDANK, GFZ-Potsdam) erstellte kalendarische Warvenchronologie. Durch die Verknüpfung von Palynologie und Warvenchronologie wurde die Berechnung des jährlichen Polleneintrages (Influx) und damit ein unmittelbarer Vergleich der Fossil- befunde mit Angaben zum rezenten Polleneintrag ermöglicht. Flankiert wurden die vegetationsgeschichtlichen Befunde durch sedimentologisch-geochemische Parameter, welche ebenfalls durch die Arbeitsgruppe NEGENDANK zur Verfügung gestellt wurden.
Einen weiteren Schwerpunkt der Arbeit bildete die Differenzierung der Birkenarten mittels Pollenanalyse. Die Messungen zeigten, daß eine metrische Analyse offenbar wenig geeignet ist, verschiedene Birkenarten zu unterscheiden. Erst pflanzliche Großreste ermöglichen im gegebenen Fall sichere Aussagen.
In den Pollenkurven des Profils MFM6 zeigt sich eine sukzessive Vegetationsabfolge, welche von kurzfristigen Klimafluktuationen mit hoher Frequenz überlagert wurde. Wegen der nach wie vor bestehenden Korrelationsprobleme weichsel-spätglazialer Folgen in Mitteleuropa wurden bei der biostratigraphischen Einordnung der örtlichen Befunde maß- geblich die Holostratotypen (Bollingso, IVERSEN 1942, 1954 sowie Glüsing, MENKE 1968) berücksichtigt. Dabei zeigte sich, daß grundsätzlich die klassische Einteilung des Spätglazial für die biostratigraphische Gliederung des Profils aus dem Meerfelder Maar herangezogen werden kann. Andererseits zeigen die vorliegenden paläobotanischen Untersuchungen mit hoher zeitlicher Auflösung ein differenzierteres Bild des vegetations- und klimageschichtlichen Geschehens im Weichsel-Spätglazial. Vielfach zeichnen sich allerdings neben scharfen Zonengrenzen auch Übergangsbereiche ab, die eine Festlegung der Grenzen erschweren.
Der Übergang vom Pleniglazial zum Spätglazial wurde im Profil MFM6 deutlich erfaßt. In den Pollenspektren des basalen Profilbereichs kommt der Charakter einer eiszeitlichen Kältesteppe zum Ausdruck.
Ein Anstieg der Kurven von Betula, Salix und Juniperus signalisiert die erste spätglaziale Klimaverbesserung. In diesem Bereich nehmen die allochthonen Komponenten ab und die absolute Pollenkonzentration zu. Nach den Jahresschichtenzählungen liegt die Grenze Pleniglazial/Spätglazial im Meerfelder Maar bei ca. 14.450 Warvenjahren B.P.
Die Befunde belegen, daß die erste Erwärmungsphase nach dem Beginn des Eiszerfalls nicht mit dem Bolling-Interstadial (erster markanter Baumbirkenanstieg) sensu IVERSEN einsetzt, sondern bereits durch das Aufkommen einer Strauchvegetation mit Mineralbodenheliophyten" gekennzeichnet ist. Damit wird in der Eifel am Beginn des Spätglazial ein Äquivalent zum Meiendorf-Intervall sensu MENKE erfaßt, welches gemäß Jahresschichtenzählungen ca. 640 Jahre umfaßte und älter als das Bolling ist. Nach den Birkenpollenmessungen sowie Großrestbefunden aus Meerfelder Maar und Hitsche dürfte sich in der Eifel jedoch bereits im Meiendorf die Baumbirke etabliert haben, während Betula nana nur gering vertreten gewesen ist.
Die Älteste Dryaszeit korrespondiert im Sinne IVERSENs mit einem ausgeprägten Nichtbaumpollenmaximum vor der bollingzeitlichen Ausbreitung der Baumbirken und dauerte ca. 140 Warvenjahre an. Demgegenüber tritt die Signatur der Älteren Dryaszeit (Dauer ca. 165 Warvenjahre) weniger prägnant hervor. Lediglich ein tendentieller Birkenrückgang und ein schwaches Nichtbaumpollenminimum können als Anzeichen einer leichten Klimaverschlechterung vor dem Allerod gedeutet werden. Der Übergang zum nachfolgenden Allerod ist in den paläobotanischen sowie lithologischen Signalen relativ unscharf ausgebildet. Als biostratigraphische Kriterien zur Festlegung der Allerod-Untergrenze dienen der deutliche Anstieg der Baumpollensumme (insbesondere durch Baumbirke und Kiefer bedingt) sowie die Abnahme der Gräser und Mineralbodenheliophyten (Artemisia, Helianthemum u.a.).
Als Indiz füir eine mit der Gerzensee-Schwankung korrelierbare, schwache Klimafluktuation innerhalb des Allerod kann eine deutliche Zunahme des Nichtbaumpollenanteils, gekoppelt mit einem Rückgang des Birkenpollens, verzeichnet werden. 200 Jahre nach dem Ausbruch des Laacher See-Vulkans, der im Meerfelder Maar mittlerweile auf 12.880 Warvenjahre B.P. datiert wurde, erfolgte aufgrund palynologischer und lithologischer Merkmale die Festlegung der Allerod-Obergrenze. Nach den Warvenschichtenzählungen beträgt die Gesamtdauer des Allerod 690 Jahre.
Die nachfolgende Jüngere Dryas setzt sich im Verlauf der Pollenkurven deutlich ab und konnte zweifelsfrei als Stadial mit Bewaldungsrückgang identifiziert werden. Die relative Dauer der Jüngeren Dryas kann mit ca. 1.090 Warvenjahren angegeben werden. Im Gegensatz zu den 440 Jahre nach Beginn der Jüngeren Dryas abrupt zunehmenden Warvendicken zeigt sich in den Pollenkurven kein korrespondierendes Signal.
Als überregional nachvollziehbares Signal für die Grenzziehung Jüngere Dryas/Präboreal dient der sprunghafte Anstieg der Birken- und Kiefernwerte sowie der Pollenkonzentration, während Juniperus rapide zurückgeht und unmittelbar die organische Warvenproduktion einsetzt. Nach den Warvenzählungen kann für den Beginn des Holozän ein Alter von 11.590 Jahren angegeben werden. Somit beträgt die Dauer des gesamten Spätglazial ca. 2860 Warvenjahre.
Ein u.a. von BEHRE und IVERSEN postulierter und heute kontrovers diskutierter präborealer Klimarückschlag (Rammelbeek-Phase) läßt sich in den Eifelmaaren anhand der Pollenbefunde nicht eindeutig belegen. Den Übergang vom Präboreal zum Boreal kennzeichnet der Beginn des Steilanstieges der Haselkurve. Eine zusammenfassende graphische Dar- stellung der örtlichen vegetationsgeschichtlichen sowie bio- und chronostratigraphischen Befunde kann Abb. 26 entnommen werden.
Die im Meerfelder Maar registrierten Signaturen der Pollenkurven korrespondieren mit vergleichbaren Befunden im nordwestmitteleuropäischen Raum. Insbesondere durch die palynologischen Ergebnisse aus dem Holzmaar (LITT et al. 1997), Usselo & DeBorchert (VAN GEEL et a1. 1989, HOEK 1997) als auch aus dem Hämelsee (MERKT & MÜLLER 1999) ist ein Anschluß der Profile über Niedersachsen nach Schleswig-Holstein gegeben und damit eine überregionale Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleistet.
Bei einem Vergleich der Signale aus dem Meerfelder Maar mit den Eiskemdaten aus Grönland (GRIP), welcher auf unabhängigen Kalenderzeitskalen beruht, zeigt sich insbesondere in Bezug auf die Grenzen und die Dauer der Jüngeren Dryas sowie der Gerzensee-Schwankung eine sehr gute zeitliche Übereinstimmung. Demgegenüber weicht nach der derzeitigen Datenlage der Beginn des Spätglazial in beiden Archiven um ca. 250 Jahre voneinander ab. Die Ursache hierfüir liegt vermutlich in der unzureichenden Zeit- kontrolle der Eiskemdaten, da im älteren Bereich den Datierungen keine wirklich zählbaren Jahresschichten, sondern sog. "ice-flow-models" zugrunde liegen.
Als entscheidender Vorteil der Jahresschichtenfolgen im kontinentalen Bereich erweisen sich im Gegensatz zu den Eiskemdaten die biostratigraphische Kontrolle sowie die saisonale Schichtung der Seesedimente, die die Aufstellung einer wirklich kalendarischen Chronolgie erlaubt.

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In this doctoral thesis, palynological studies have been carried out on a 4.48m core from Meerfelder Maar Lake (Eifel, Germany) in order to reconstruct vegetational history and climatic fluctuations documented in the lake sediments. The analyzed sequence comprises the outgoing Pleniglacial, the Weichselian Late Glacial, and the early Holocene. The chronological framework used here is the varve chronology of the Eifel Maar lakes developed by the working group of Prof. NEGENDANK (Potsdam).
New biostratigraphic and chronostratigraphic results were obtained by combining extensive varve dating with biostratigraphy. Furthermore, the combination of palynology and varve chronology has resulted in the calculation of the pollen influx in the comparison of the fossil data with recent pollen precipitation. Another topic of this study is the differentiation of Betula spp. using pollen analysis. Morphometric analysis of pollen types in the genus was, unfortunately, ineffectual with this material.
The pollen curves of the Meerfelder Maar sequence show continuous vegetation succession that is overlain by rapid climatic fluctuations. The palynological signals can be easily correlated with type sections and regions in northwestern Germany and Jutland.
The lowermost samples indicate open, tree-less vegetation with abundant grasses and sedges which is typical for a poor arctic steppe of the cryocratic stage. The transition from Weichselian Pleniglacial to Late Glacial (ca. 14,450 varve years B.P.) coincides with the first increase in Betula, Salix, Juniperus, and in absolute pollen concentration, as well as a decrease in allochthonous components.
The first stage of Late Glacial begins with an increase in shrubs, which must have occurred before the Bolling and can be correlated with the Meiendorf Interstadial of MENKE (1968). The vegetation is characterized by willow, juniper, shrub birch, and high values of herbs whereas during the upper part of the Meiendorf Interstadial tree birches (Betula pubescens) first appeared as indicated by macrofossil evidence. Based on varve analysis, this biozone lasted ca. 640 years.
The succeeding oldest Dryas biozone corresponds to a short, pronounced drop in the pollen curves of Betula, Salix, and in the absolute pollen concentration, as well as in concurrent increase in the herb values. The duration of this biozone was merely 140 varve years. The Bolling (duration ca. 135 varve years) is characterized by the first distinct Betula alba maximum. Very little evidence for the Older Dryas has been found. This biozone is indicated by a slight decrease of tree pollen values associated with an increase of the Poaceae and Artemisia curves. Based on varve analysis, the period lasted ca. 165 years.
The transition to the subsequent Allerod appears gradual in the pollen curves and in the lithological signals. At the lower limit of this biozone, Betula reaches its maximum values again whereas Pinus values increase gradually. Just before the LST (12,880 varve years B.P.), a NAP (non arboreal pollen) maximum and a Betula minimum are recorded that can be correlated with the Gerzensee oscillation. Two hundred varve years after the LST, the transition between the Allerod and the Younger Dryas can be defined palynostratigraphically and lithostratigraphically. The duration of the entire Allerod biozone is estimated at 690 varve years.
The onset of the Younger Dryas coincides with the rise of the NAP including the Poaceae, Cyperaceae, and heliophilous herbs such as Artemisia, Helianthemum, Rumex and Chenopodiaceae, as well as in changes in sedimentological features such as varve thickness. In contrast to the lithological change at 440 varve years after the onset of Younger Dryas, there is no corresponding signal in the pollen curves. The upper boundary of the Younger Dryas at about 11,590 varve years B.P. is characterized by a rise of Betula and Pinus curves whereas juniper and NAP sharply decrease. In addition to the vegetational change this boundary coincides with a clear sedimentological change-over from clastic to organic varves. Based on varve analysis, the Younger Dryas lasted 1,090 years. Consequently, the duration of the entire Late Glacial is 2,860 years.
In the pollen curves there is no clear evidence of a further climatic set back (Rammelbeek-Phase) during the Preboreal. The Preboreal/Boreal transition is well characterized by the rapid increase of the Corylus curve.
The pollen signatures of the Meerfelder Maar sequence are in good agreement with comparable results from northwestern Europe, especially from the Holzmaar (Eifel, LITT et a1. 1997), Usselo/De Borchert (HOEK 1997, VAN GEEL et a1. 1989), and the Hamelsee (MERKT & MULLER 1999). As a result, there is clear correlation of all these sequences with the type sections and type regions.
Comparison of the signals from the Meerfelder Maar with those from ice core records (GRIP) has been made on the basis of independently-produced absolute chronology. In comparison to the ice core chronology there is good correspondence between the Meerfelder Maar and GRIP time scales at least for the Younger Dryas and the Gerzensee fluctuation; Correlation of the older parts of the Late Glacial is still unclear at this time, as the beginning of the Late Glacial differs by about 250 years in these two systems. This may be due to inadequate time control and the absence of biostratigraphic markers in the ice core data.

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1. Einleitung und Problemstellung 3
2. Stand der Forschung 4
2.1. Biostratigraphische Probleme des Weichsel-Spätglazial 4
2.2. Chronostratigraphische Probleme des Weichsel-Spätglazial 8
3. Das Untersuchungsgebiet 12
3.1. Geographische Lage 12
3.2. Geologischer Rahmen 14
3.3. Klima 18
3.4. Vegetation 20
4. Die Seesedimente 22
4.1. Lithologie 22
4.2. Warvenchronologie 25
5. Material und Methodik 26
5.1. Probengewinnung 26
5.2. Laborarbeiten und Analytik 26
6. Untersuchungsergebnisse 28
6.1. Birkendifferenzierung mittels Pollenmessungen 28
6.2. Vegetationsgeschichtliche Befunde 40
7. Entwicklung der Vegetation im Spätglazial und Frühholozän im Umfeld
des Meerfelder Maares in Verbindung mit der paläoklimatischen Situation 49
7.1. Vorbemerkungen 49
7.2. Pleniglazial 53
7.3. Meiendorf 57
7.4. Älteste Dryas 61
7.5. Bolling 63
7.6. Ältere Dryas 64
7.7. Allerod 65
7.8. Jüngere Dryas 69
7.9. Präboreal und Übergang zum Boreal 71
8. Regionaler Überblick über die spätglaziale Vegetationsentwicklung im
nordwestlichen Mitteleuropa 75
8.1. Bio-, Klimato- oder Eventstratigraphie 75
8.2. Vegetationsgeschichtliche Befunde aus den Eifelmaaren 77
8.3. Belgien 79
8.4. Niederlande 82
8.5. Niedersachsen 85
8.5.1. Hämelsee 85
8.5.2. Westrhauderfehn 89
8.5.3. Wollingster See 91
8.6. Schleswig-Holstein 94
8.7. Zusammenfassende Darstellung der spätglazialen
Vegetationsentwicklung im nordwestlichen Mitteleuropa 97
9. Vergleich mit den Signalanalysen aus grönländischen Eiskernen 105
10. Zusammenfassung 108
11. Summary 112
12. Literatur 114