P5. Razvoj poznoglacialne in holocenske vegetacije v...

P5. Razvoj poznoglacialne in holocenske vegetacije v Sloveniji in človekov vpliv na okolje

Na razvoj vegetacije ob prehodu poznega glaciala v holocen je močno vplivala klima.

Globalna klima na Zemlji je odvisna od mnogih dejavnikov, kot so na primer tektonika zemeljskih plošč, vulkanizem, spremembe v razporeditvi morja in kopnega, ...

Še zlasti pomemben eksterni faktor pa so orbitalni parametri – spremembe v geometriji Zemeljske orbite in osi, ki povzročajo spremembe v količini in distribuciji sončnega sevanja, ki doseže Zemljo.

Na razvoj vegetacije ob prehodu poznega glaciala v holocen je močno vplivala klima.

Globalna klima na Zemlji je odvisna od mnogih dejavnikov, kot so na primer tektonika zemeljskih plošč, vulkanizem, spremembe v razporeditvi morja in kopnega, ...

Še zlasti pomemben eksterni faktor pa so orbitalni parametri – spremembe v geometriji Zemeljske orbite in osi, ki povzročajo spremembe v količini in distribuciji sončnega sevanja, ki doseže Zemljo.

Na razvoj vegetacije ob prehodu poznega glaciala v holocen je močno vplivala klima.

Globalna klima na Zemlji je odvisna od mnogih dejavnikov, kot so na primer tektonika zemeljskih plošč, vulkanizem, spremembe v razporeditvi morja in kopnega, ...

Še zlasti pomemben eksterni faktor pa so orbitalni parametri – spremembe v geometriji Zemeljske orbite in osi, ki povzročajo spremembe v količini in distribuciji sončnega sevanja, ki doseže Zemljo.

Orbitalni parametri

perihelion apihelion

Ekscentričnost – spremembe zemeljske orbite - nihanje razlike med perihelionom in apihelionom, ca. 96,000 let

Nagnjenost zemeljske osi – spremembe vplivajo na razporeditev in trajanje letnih časov, spreminja se s ciklom, ki traja ca. 42,000 let

Kroženje zemeljske osi – v času ca. 21,000 let opiše krožnico. Pojav vpliva na to, v katerem položaju na orbiti se pojavi posamezen letni čas, v perihelionu so poletja (ob ustrezni nagnjenosti osi) lahko zelo vroča

Orbitalni parametri

perihelion apihelion

Ekscentričnost – spremembe zemeljske orbite - nihanje razlike med perihelionom in apihelionom, ca. 96,000 let

Nagnjenost zemeljske osi – spremembe vplivajo na razporeditev in trajanje letnih časov, spreminja se s ciklom, ki traja ca. 42,000 let

Kroženje zemeljske osi – v času ca. 21,000 let opiše krožnico. Pojav vpliva na to, v katerem položaju na orbiti se pojavi posamezen letni čas, v perihelionu so poletja (ob ustrezni nagnjenosti osi) lahko zelo vroča

Orbitalni parametri

perihelion apihelion

Ekscentričnost – spremembe zemeljske orbite - nihanje razlike med perihelionom in apihelionom, ca. 96,000 let

Nagnjenost zemeljske osi – spremembe vplivajo na razporeditev in trajanje letnih časov, spreminja se s ciklom, ki traja ca. 42,000 let

Kroženje zemeljske osi – v času ca. 21,000 let opiše krožnico. Pojav vpliva na to, v katerem položaju na orbiti se pojavi posamezen letni čas, v perihelionu so poletja (ob ustrezni nagnjenosti osi) lahko zelo vroča

Ti cikli v kroženju Zemlje (96,000, 41,000 in 21,700 let) se imenujejo ‘Milankovitchevi cikli’ in so domnevno povzročili izmenjavanje ledenih in medledenih dob na Zemlji.

Ker pa so na klimo Zemlje lahko vplivali tudi še kakšni drugi dejavniki (n.pr. vulkanizem, trki s kometi,...), ti ritmi niso čisto pravilni, vseeno pa so vidni v paleoekološkem zapisu globokomorskih vrtin in grenlandskih ledenih vrtin.

Spremembe v temperaturi vplivajo na kemično sestavo sedimenta – količino posameznih kisikovih izotopov v mikroorganizmih (16O in 18O).

Ti cikli v kroženju Zemlje (96,000, 41,000 in 21,700 let) se imenujejo ‘Milankovitchevi cikli’ in so domnevno povzročili izmenjavanje ledenih in medledenih dob na Zemlji.

Ker pa so na klimo Zemlje lahko vplivali tudi še kakšni drugi dejavniki (n.pr. vulkanizem, trki s kometi,...), ti ritmi niso čisto pravilni, vseeno pa so vidni v paleoekološkem zapisu globokomorskih vrtin in grenlandskih ledenih vrtin.

Spremembe v temperaturi vplivajo na kemično sestavo sedimenta – količino posameznih kisikovih izotopov v mikroorganizmih (16O in 18O).

Modeliranje astronomskih parametrov Zemlje Ob prehodu pleistocena v holocen je postala klima toplejša in

vlažnejša.

Čas (1000 BP)

Temperatura morja

Poletno sončno sevanje

Kopenski led

Zimsko sončno sevanje

10 000 BP

Modeliranje astronomskih parametrov Zemlje Ob prehodu pleistocena v holocen je postala klima toplejša in

vlažnejša.

Čas (1000 BP)

Temperatura morja

Poletno sončno sevanje

Kopenski led

Zimsko sončno sevanje

10 000 BP

Na začetku holocena je bila klima domnevno še vedno nekoliko bolj suha kot danes, količina sončnega sevanja je bila večja in kontrasti med poletji in zimami bolj izraziti.

Modeliranje astronomskih parametrov Zemlje Ob prehodu pleistocena v holocen je postala klima toplejša in

vlažnejša.

Čas (1000 BP)

Temperatura morja

Poletno sončno sevanje

Kopenski led

Zimsko sončno sevanje

10 000 BP

Na začetku holocena je bila klima domnevno še vedno nekoliko bolj suha kot danes, količina sončnega sevanja je bila večja in kontrasti med poletji in zimami bolj izraziti.

8000-5000 cal. BP klima domnevno nekoliko toplejša in vlažnejša od današnje. Holocenska klimatska nihanja manj izrazita kot ob prehodu pozni glacial-holocen in zato slabše raziskana.

V poznem glacialu (ca. 15000-10000 BP) je bila klima v Evropi mnogo bolj suha in hladna kot danes.

Temperatura morske gladine je bila ca. 2-4°C nižja od današnje.

Ledene gore pa so segale mnogo južneje kot danes.

Suha in hladna klima je ovirala rast dreves, prevladovala je tundra/tajga.

Vegetacija v poznem glacialu

Na pelodnih diagramih se pojavlja veliko peloda zelišč: pelin (Artemisia), metlikovke (Chenopodiaceae) in trave, od drevesnega peloda pa predvsem bor in breza.

Raziskave poznoglacialne vegetacije v Sloveniji:

M. Culiberg. 1991.Late Glacial Vegetation in Slovenia (Kasnoglacialna vegetacija v Sloveniji). Dela SAZU IV/29, Ljubljana: SAZU

Najtoplejši predeli Evrope so bili na jugu, v Italiji, Španiji in gorah Balkana. V teh tako imenovanih refugijih, kjer sta bila temperatura in količina padavin višja kot drugje, bi lahko pričakovali, da so se ohranile nekatere drevesne vrste, ki so drugje po Evropi propadle.

Podobno se tudi na poznoglacialnih pelodnih diagramih v Sloveniji pojavlja več peloda listnatih dreves (hrast, leska, lipa) kot a primer v Evropi severno od Alp.

Mlaka

Griblje

Bela krajina

‘na mahu’

Ljubljansko barje

Julijske Alpe Šijec Blejsko

jezero

Kako se je raziskava začela?

1982

(2002)

Palinološko vrtanje oktober 2002

Zahvala za podporo pri ‘terenski

akciji’: dr. Timotej Knific!

Raziskovalne metode

Maja Andrič, ZRC SAZU, Slovenia, pelod vegetacija

Brigitta Ammann, Ueli Eicher, Markus Leuenberger, University of Bern,

Švica, pelod, stabilni izotopi (δ18O, δ13C) klima

Julieta Massafero, Lab de Biodiversidad Darwin INIBIOMA/CONICET,

Argentina, insekti (Chironomids) posredno klima, globina vode,

količina kisika in gostota vodne vegetacije

Andrej Martinčič, Biotehniška fakulteta, Slovenia, mahovi

Anton Brancelj, NIB, Slovenia, vodne bolhe (Cladocera) posredno

klima, globina vode, količina kisika in gostota vodne vegetacije

Elena Marinova, Katholike Universiteit Leuven, Belgium, rastlinski

makrofosili ‘in situ’ rastline, za C14 datiranje

Raziskovalne metode

Maja Andrič, ZRC SAZU, Slovenia, pelod vegetacija

Brigitta Ammann, Ueli Eicher, Markus Leuenberger, University of Bern,

Švica, pelod, stabilni izotopi (δ18O, δ13C) klima

Julieta Massafero, Lab de Biodiversidad Darwin INIBIOMA/CONICET,

Argentina, insekti (Chironomids) posredno klima, globina vode,

količina kisika in gostota vodne vegetacije

Andrej Martinčič, Biotehniška fakulteta, Slovenia, mahovi

Anton Brancelj, NIB, Slovenia, vodne bolhe (Cladocera) posredno

klima, globina vode, količina kisika in gostota vodne vegetacije

Elena Marinova, Katholike Universiteit Leuven, Belgium, rastlinski

makrofosili ‘in situ’ rastline, za C14 datiranje

Raziskovalne metode

Maja Andrič, ZRC SAZU, Slovenia, pelod vegetacija

Brigitta Ammann, Ueli Eicher, Markus Leuenberger, University of Bern,

Švica, pelod, stabilni izotopi (δ18O, δ13C) klima

Julieta Massafero, Lab de Biodiversidad Darwin INIBIOMA/CONICET,

Argentina, insekti (Chironomids) posredno klima, globina vode,

količina kisika in gostota vodne vegetacije

Andrej Martinčič, Biotehniška fakulteta, Slovenia, mahovi

Anton Brancelj, NIB, Slovenia, vodne bolhe (Cladocera) posredno

klima, globina vode, količina kisika in gostota vodne vegetacije

Elena Marinova, Katholike Universiteit Leuven, Belgium, rastlinski

makrofosili ‘in situ’ rastline, za C14 datiranje

Raziskovalne metode

Maja Andrič, ZRC SAZU, Slovenia, pelod vegetacija

Brigitta Ammann, Ueli Eicher, Markus Leuenberger, University of Bern,

Švica, pelod, stabilni izotopi (δ18O, δ13C) klima

Julieta Massafero, Lab de Biodiversidad Darwin INIBIOMA/CONICET,

Argentina, insekti (Chironomids) posredno klima, globina vode,

količina kisika in gostota vodne vegetacije

Andrej Martinčič, Biotehniška fakulteta, Slovenia, mahovi

Anton Brancelj, NIB, Slovenia, vodne bolhe (Cladocera) posredno

klima, globina vode, količina kisika in gostota vodne vegetacije

Elena Marinova, Katholike Universiteit Leuven, Belgium, rastlinski

makrofosili ‘in situ’ rastline, za C14 datiranje

Globina Datirani material

Konvencionalni C14 datum

2 sigma kalibracija

60 cm

(Beta)

Larix 9340 40 BP 10679-10426 cal. BP

210 cm

(Beta)

Larix 11930 40 BP 13908-13699 cal. BP

40 cm

(Beta)

sediment 13860 100 BP

40 cm

(Poznan)

sediment 15430 80 BP

Radiokarbonsko datiranje, 9250 – 19950 cal. BP

?

9340±40 BP

11930±40 BP

13860±100 BP 15430±80 BP

vulkanski pepel iz Italije (Campi Flegrei)

vulkanski pepel iz Islandije (Katla)

pelod

SD

B/A

MD

H

Chironomids (dvokrilci) Analiza: J. Massafero, Diagram: M. Belak

Primerjava podatkov

?

Oldest Dryas 20 000 – 14 800 cal. BP suha in hladna klima

stepska, pretežno zeliščna vegetacija, po 16 000 cal. BP vlažnejše

Alleröd/Bölling interstadial 14 800 – 12 600 cal. BP toplejša klima

?

breza, macesen, bor, smreka

Alleröd/Bölling interstadial 14 800 – 12 600 cal. BP toplejša klima

13 800 cal. BP, otoplitev in nižja gladina jezera, hrast, lipa, brest

Younger Dryas 12 600 – 11 500 cal. BP hladno in suho

po 12 800 cal. BP upad dreves in gladine jezera, več požarov

Preboreal – po 11 500 cal. BP začetek Holocena, toplejša in vlažnejša klima, razširitev toploljubnih listavcev

Jezero bogatejše s hranilnimi snovmi in revnejše s kisikom.

Zakaj manjka holocenski sediment?

Holocenska vegetacija

Na začetku holocena je klima postala toplejša in nekoliko vlažnejša, zato so se razširili listavci: hrast, leska, brest in lipa.

Razvoj vegetacije v Evropi ni bil enoten; na jugu so se listavci razširili nekoliko prej kot pa v srednji Evropi, ki je bila med viški glacialov prekrita z ledom.

Za oris splošnega razvoja vegetacije v Sloveniji glej:

A. Šercelj. 1996. Začetki in razvoj gozdov v Sloveniji. The Origins and Development of Forests in Slovenia. Dela SAZU IV/35. Ljubljana: SAZU

Šercelj - gozdne faze jugovzhodno od Alp

Šercelj Firbas

Firbas – gozdne faze severno od Alp

Blytt-Sernanderjeva stratigrafska delitev

Blytt-Sernanderjeva stratigrafska delitev

Alleröd

Boreal

Atlantic

Sub-boreal

Sub-atlantic

BP Klima

Poslabšanje

Hladno in vlažno

Toplo in suho

Klimatski optimum

Toplo in vlažno

Toplo in suho

Hitro izboljšanje klime

subarktično

Hladno

Hladno

Šotišča

Slabo humificirana sfagnumska šota

Debla bora v humificirani šoti

Slabo humificirana sfagnumska šota

Debla bora v humificirani šoti

Subarktične rastline v šoti

Pelodne zone

Blytt-Sernander

Razvoj holocenske vegetacije v Sloveniji

Qu

erc

etu

m m

ixtu

m

Fa

gu

s (

bu

ke

v)

Ab

ies (

jelk

a)

Ca

rpin

us (

ga

be

r)

14C

BP

6960 90

4020 80

3600 80

2220 70

951 80

Takšen je bil v grobem splošen razvoj vegetacije v Sloveniji.

Ampak, ali je bil razvoj vegetacije v vseh fitogeografskih regijah Slovenije enak?

Ali je ob neolitskem prehodu na kmetovanje prišlo do večje spremembe pokrajine in vegetacije?

Tema naslednjega predavanja: • Pelodna analiza manjših močvirij v bližini arheoloških najdišč. • Visoka resolucija vzorčenja.

V zgodnjem holocenu večjih razlik med fitogeografskimi regijami Slovenije ni, prevladuje mešan hrastov gozd (hrast, lipa, brest, leska, jesen).

Večja sprememba v sestavi gozda se pojavi okrog 6800-6900 cal. BC, ko se (zaradi povečanja količine padavin?) razširijo ‘sencovzdržne’ drevesne vrste in razlike med vegetacijo v posameznih regijah povečajo.

V zgodnjem holocenu večjih razlik med fitogeografskimi regijami Slovenije ni, prevladuje mešan hrastov gozd (hrast, lipa, brest, leska, jesen).

Večja sprememba v sestavi gozda se pojavi okrog 6800-6900 cal. BC, ko se (zaradi povečanja količine padavin?) razširijo ‘sencovzdržne’ drevesne vrste in razlike med vegetacijo v posameznih regijah povečajo.

V dinarski fitogeografski regiji (Cerkniško jezero) se razširita jelka in bukev, v preddinarski (Bela krajina) pa predvsem bukev.

Razvoj vegetacije v submediteranski in subpanonski regiji je slabše znan, pomemben taxon je bila domnevno lipa.

Zadnja večja sprememba vegetacije in pokrajine je povezana z intenzivnim izsekavanjem gozda in nastankom današnji podobne pokrajine.

Ta pojav v vseh delih Slovenije ni datiran v isto časovno obdobje. Zakaj? Različna intenzivnost človekovega vpliva? Različna vegetacija, klima, geološka podlaga?

Pojav današnji podobne pokrajine:

Prapoče (pozna bronasta doba c. 1000-1200 BC)

Gorenje jezero (rimsko obdobje c. 200 AD)

Mlaka (srednji vek c. 1000 AD)

Prapoče – PCA analiza, proučevanje trendov razvoja vegetacije.

Gorenje jezero – PCA analiza, proučevanje trendov razvoja vegetacije.

Mlaka – PCA analiza, proučevanje trendov razvoja vegetacije.

Norička graba – PCA analiza, proučevanje trendov razvoja vegetacije.

Rezultati statistične analize podatkov kažejo, da je bil razvoj vegetacije dinamičen, in da je bila ‘neolitska’ pokrajina precej drugačna od današnje (ni sodobnih analogij).

Nastanek današnji podobne pokrajine je bil nenaden, ireverzibilen dogodek (takšna pokrajina v preteklosti ni obstajala).

Rezultati raziskave so potrdili, da je domnevno šibek neolitski vpliv na okolje (izsekavanje manjših površin gozda) možno zaznati na manjših paleoekoloških najdiščih v bližini arheoloških najdišč.

Človekov vpliv na okolje je (poleg klimatskih nihanj in lokalnih razmer) verjetno prispeval k povečevanju biodiverzitete in razlik med posameznimi regijami.

Dosedanje palinološke raziskave v Sloveniji in drugje v Evropi so pokazale, da ob prehodu na kmetovanje ni prišlo do večjega izsekavanja gozda, ampak je izsekavanje potekalo le v manjšem obsegu, kar je povzročilo spremembo v sestavi gozda, povečanje biodiverizitete in nastanek mozaične pokrajine z različno vegetacijo na posameznih površinah tega ‘mozaika’.

Ampak, kako raznolika je bila ta mozaična pokrajina?

Je bila vegetacija okrog posameznih arheoloških najdišč, ki so bila locirana le nekaj metrov/kilometrov narazen, zelo podobna ali popolnoma drugačna?

Mlaka

Griblje

Bela krajina

‘na mahu’

Ljubljansko barje

Julijske Alpe Šijec

Blejsko jezero

Holocenski pelodni zapis dveh majhnih

močvirij: Mlaka in Griblje.

Mlaka Griblje

Bela krajina

Slovenia

Austria

Italy Croatia

Mlaka, majhno (~ 30 m) močvirje

Holocenski pelodni zapis → razvoj lokalne vegetacije

Človekov vpliv na okolje Bele krajine vsaj v zadnjih 6000 letih:

-sekanje in požiganje gozda > sprememba v sestavi gozda (upad bukve)

-pojav rastlinskih vrst, značilnih za travnike, polja in pašnike

-povečanje biodiverzitete in nastanek mozaične pokrajine z znatnimi razlikami med posameznimi najdišči

-kako vemo, kaj je potencialna naravna vegetacija?

Človekov vpliv na okolje Bele krajine vsaj v zadnjih 6000 letih:

-sekanje in požiganje gozda > sprememba v sestavi gozda (upad bukve)

-pojav rastlinskih vrst, značilnih za travnike, polja in pašnike

-povečanje biodiverzitete in nastanek mozaične pokrajine z znatnimi razlikami med posameznimi najdišči

-kako vemo, kaj je potencialna naravna vegetacija?

Mlaka

Griblje

Bela krajina

‘na mahu’

Ljubljansko barje

Julijske Alpe Šijec

Blejsko jezero

‘na mahu’

Ljubljana

‘Na mahu’ 2003

ca. 12 000 – 2500 cal. BC

• pelod

• diatomeje

• stabilni izotopi

• geokemizem

‘na mahu’

Andrič et al. 2008, PPP

‘na mahu’

Andrič et al. 2008, PPP

4750 (6750)

4000

(6000) drier climate? shallower? human impact?

‘na mahu’

Andrič et al. 2008, PPP

4750

4000

- 3200 BC

B. Kroflič N. Ogrinc

• succession?

• climate?

• human impact? 1 Haas et al., 1998

2 Magny 2004

1 2

Čufa

r et

al., in

pre

ss

N3

N4

Ljubljansko barje

Dinamične spremembe okolja, kjer je potekalo več procesov hkrati.

Osnovni proces je bilo zasipavanje bazena, ampak ne preprosta, enakomerna hidrološka sukcesija jezera. Pomembni sta bili tudi vloga človeka in pa še zlasti klime.

Ljubljansko barje

Dinamične spremembe okolja, kjer je potekalo več procesov hkrati.

Osnovni proces je bilo zasipavanje bazena, ampak ne preprosta, enakomerna hidrološka sukcesija jezera. Pomembni sta bili tudi vloga človeka in pa še zlasti klime.

Spremembe sovpadajo s klimatskimi nihanji, kar je za tak hidrološko kompleksen bazen kot je Ljubljansko barje, presenetljivo.

Potrebujemo:

- podobne raziskave tudi v drugih delih Ljubljanskega barja,

- neodvisne paleoklimatološke študije za Slovenijo,

- nadaljevanje arheoloških raziskav.

Mlaka

Griblje

Bela krajina

‘na mahu’

Ljubljansko barje

Julijske Alpe Šijec Blejsko

jezero

EU Projekt PINE

Predicting Impacts on Natural Ecotones

1970

1980

1990

2000

1960

1950

1900

1810 1460

F. Petek

B. Štular

Šijec

Kako napisati poročilo, članek, diplomsko

nalogo, doktorsko disertacijo, knjigo, predlog

raziskovalnega projekta...?

W. C. Booth, G. G. Colomb, J. M. Williams. 1995. The Craft of Research. Chicago: University of Chicago Press

Pri diskusijski skupini bomo zato razpravljali o nekaterih konkretnih multidisciplinarnih raziskavah. Še prej pa se bomo pogovorili o tem, kako rezultate raziskave spraviti na papir. Tema naslednjega predavanja: