Environmental change and anthropogenic impact on lake sediments during the Holocene in the Finnish - Karelian inland area

This thesis discusses the prehistoric human disturbance during the Holocene by means of case studies using detailed high-resolution pollen analysis from lake sediment. The four lakes studied are situated between 61o 40' and 61o 50' latitudes in the Finnish Karelian inland area and vary between 2.4 and 28.8 ha in size. The existence of Early Metal Age population was one important question. Another study question concerned the development of grazing, and the relationship between slash-and-burn cultivation and permanent field cultivation. The results were presented as pollen percentages and pollen concentrations (grains cm 3). Accumulation values (grains cm 2 yr 1) were calculated for Lake Nautajärvi and Lake Orijärvi sediment, where the sediment accumulation rate was precisely determined. Sediment properties were determined using loss-on-ignition (LOI) and magnetic susceptibility (k). Dating methods used include both conventional and AMS 14C determinations, paleomagnetic dating and varve choronology. The isolation of Lake Kirjavalampi on the northern shore of Lake Ladoga took place ca. 1460 1300 BC. The long sediment cores from Finland, Lake Kirkkolampi and Lake Orijärvi in southeastern Finland and Lake Nautajärvi in south central Finland all extended back to the Early Holocene and were isolated from the Baltic basin ca. 9600 BC, 8600 BC and 7675 BC, respectively. In the long sediment cores, the expansion of Alnus was visible between 7200 - 6840 BC. The spread of Tilia was dated in Lake Kirkkolampi to 6600 BC, in Lake Orijärvi to 5000 BC and at Lake Nautajärvi to 4600 BC. Picea is present locally in Lake Kirkkolampi from 4340 BC, in Lake Orijärvi from 6520 BC and in Lake Nautajärvi from 3500 BC onwards. The first modifications in the pollen data, apparently connected to anthropogenic impacts, were dated to the beginning of the Early Metal Period, 1880 1600 BC. Anthropogenic activity became clear in all the study sites by the end of the Early Metal Period, between 500 BC AD 300. According to Secale pollen, slash-and-burn cultivation was practised around the eastern study lakes from AD 300 600 onwards, and at the study site in central Finland from AD 880 onwards. The overall human impact, however, remained low in the studied sites until the Late Iron Age. Increasing human activity, including an increase in fire frequency was detected from AD 800 900 onwards in the study sites in eastern Finland. In Lake Kirkkolampi, this included cultivation on permanent fields, but in Lake Orijärvi, permanent field cultivation became visible as late as AD 1220, even when the macrofossil data demonstrated the onset of cultivation on permanent fields as early as the 7th century AD. On the northern shore of Lake Ladoga, local activity became visible from ca. AD 1260 onwards and at Lake Nautajärvi, sediment the local occupation was traceable from 1420 AD onwards. The highest values of Secale pollen were recorded both in Lake Orijärvi and Lake Kirjavalampi between ca. AD 1700 1900, and could be associated with the most intensive period of slash-and-burn from AD 1750 to 1850 in eastern Finland.

Tutkimuksessa selvitettiin asutus- ja viljelyhistorian varhaisimpia vaiheita ja seurattiin niiden kehittymistä kohti nykyaikaa jääkauden jälkeisellä holoseeniajalla. Erityisenä mielenkiinnon kohteena oli ihmistoiminnan selvittäminen sisämaan huonosti tunnetulla ajanjaksolla nk. varhaismetallikaudella, joka vastaa rannikon pronssikautta, mutta ajoitetaan kuitenkin pitemmälle ajanjaksolle noin 1800 eKr. 300 jKr. Keskeisenä tutkimusmenetelmänä oli järven pohjasedimentistä tehtävä siitepölyanalyysi. Tutkimusaineisto koostui neljästä, pikkujärven pohjasedimentistä kairatusta pitkästä sedimenttisarjasta. Tutkitut järvet sijaitsevat sisämaassa 61o 40' sekä 61o 50' leveyspiirin välissä Keski- ja Itä-Suomessa sekä Laatokan pohjoisrannalla. Siitepölyanalyysissä havaittujen tapahtumien ajoituksiin käytettiin radiohiiliajoitusta, paleomagneettista ajoitusta sekä vuosilustokronologiaa. Keski- ja Itä-Suomessa sijaitsevat järvet ovat kuroutuneet Itämerestä 9600 7600 eKr., ja niiden pitkät sedimenttisarjat mahdollistavat kasvillisuudenkehityksen tarkastelun varhaiselta holoseenikaudelta lähtien. Laatokan pohjoispuolella sijaitseva lampi on kuroutunut Laatokasta itsenäiseksi pikkujärvekseen noin 1300 eKr. Ensimmäiset, todennäköisesti ihmisen aikaansaamat muutokset on nähtävissä varhaismetallikauden alusta 1880 1600 eKr., ja selkeytyvät varhaismetallikauden loppuun mennessä. Kaskiviljelyn alku ajoittui rukiin siitepölyjen esiintymisen perusteella 300 - 880 jKr. Yleispiirteissään ihmisen vaikutus säilyy vähäisenä myöhäisrautakauden alkuun noin 800 jKr. saakka, jonka jälkeen ihmistoiminta voimistuu, asutus kiinteytyy ja merkkejä peltoviljelystä ilmaantuu. Itäisissä tutkimuskohteissa tulen käyttö lisääntyy 800 900 jKr., voimaperäisin kaskiviljelykausi ajoittuu aikavälille 1700-1900 jKr.