Methan in Feuchtgebieten - Emissionen in der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

Methan ist ein bedeutendes Treibhausgas, seine Wirkung pro Molekül ist bis zu 26 Mal stärker als diejenige von Kohlendioxid. Methan wird in der Atmosphäre allerdings auch bedeutend schneller umgewandelt und eliminiert als Kohlendioxid. Veränderungen in der natürlichen Methanproduktion als Folge von Klimaveränderungen können daher den Treibhauseffekt verstärken oder abschwächen, je nachdem ob Methanemissionen durch ein wärmeres Klima erhöht oder reduziert werden.

Paleoglaciations in Anatolia: A Schematic Review and First Results

Anatolia is situated in the Eastern Mediterranean region between 36 – 42N and 26 – 45E. The geological records of paleoglaciations in the high terrains of Anatolia are key archives to quantify paleoclimate change in the Eastern Mediterranean area. The climate of the Eastern Mediterranean region is influenced by three main atmospheric systems: the main middle to high latitude westerlies, the mid-latitude subtropical high-pressure systems, and the monsoon climate. Glacial geological studies in Turkey have started in the late 19th century. Glacial deposits are found mainly in the eastern, northeastern and southern part of the Anatolian Peninsula. Anatolia is the fundamental element to understand the interactions between paleoenvironment, climatic variations, and development of the human societies. As the Taurus and Black Sea Mountains are sensitively situated for the paleoclimatic reconstructions, a chronostratigraphic framework on the paleoglaciation should be elaborated. The timing of the Last Glacial Maximum (LGM) in Anatolia is still unknown. Our first results from Kavron Valley (Kaçkar Mountains, NE Turkey) are encouraging for the reconstruction of paleoglaciations in Turkey and related paleoclimatological interpretations although it is presently difficult to pinpoint the classical Last Glacial Maximum – Younger Dryas – Little Ice Age moraine sequences in the field.

Erhaltung der Umwelt

Die Volksinitiative „Grüne Wirtschaft“ der Grünen Partei Schweiz kam erfolgreich zustande. – Nach unbenutztem Verstreichen der Referendumsfrist zur Revision des CO2-Gesetzes zog das überparteiliche Initiativ-Komitee sein Volksanliegen „für ein gesundes Klima“ zugunsten des in Kraft tretenden Gegenvorschlags zurück. – Zum Erreichen des im Kyoto-Protokoll vorgeschriebenen CO2-Reduktionsziels unterzeichnete der Bundesrat ein Zusatzabkommen mit der Stiftung Klimarappen. – Die im Vorjahr beschlossene Revision des Gewässerschutzgesetzes sowie die entsprechende Verordnung waren ausschlaggebend für die Einreichung zahlreicher Standesinitiativen. – Aufgrund einer Motion wird die Ausgabe von Wegwerf-Plastiksäcken an Ladentheken zukünftig verboten. – Das Parlament beschloss die Ratifikation der Europäischen Landschaftskonvention.

«Menschen grasten nun mit dem Vieh». Die letzte grosse Hungerkrise der Schweiz 1816/17. Mit einer theoretischen und methodischen Einführung in die historische Hungerforschung

Grosse Vulkanausbrüche können das Klima stark beeinflussen. Eine der mächtigsten Eruptionen der letzten 20 000 Jahre, der Ausbruch des Tambora in Indonesien im April 1815, verursachte in Mittel- und Westeuropa ein «Jahr ohne Sommer». Dieses schloss an die Napoleonischen Kriege (1792–1815) an, welche die Vorräte der Bevölkerung in weiten Teilen Europas erschöpft hatten. Anhaltende Nässe und Kälte im Jahre 1816 zogen Ernteausfälle, Teuerung, Armut, Krankheit und Tod nach sich. Die Schweiz litt besonders stark unter der letzten grossen Subsistenzkrise des Westens. Die Studie untersucht die Geschichte des Hungers zu Beginn des 19. Jahrhunderts aus einer interdisziplinären Perspektive. Das von Daniel Krämer entwickelte Modell zu den konzeptionellen Strukturen des Hungers erlaubt eine Raum und Zeit übergreifende Untersuchung der langfristigen Ursachen, der kurzfristigen Auslöser, der unmittelbaren Auswirkungen und der angewandten Adaptionsstrategien auf unterschiedlichen gesellschaftlichen Ebenen. Das Problem der Messbarkeit des Hungers wird mit verschiedenen Ansätzen untersucht. Neben klassischen Indikatoren aus der Preis- und Bevölkerungsgeschichte werden Daten zur steigenden Kleinkriminalität im Alltag und zur Entwicklung der mittleren Körperhöhe als Merkmal für den biologischen Lebensstandard beigezogen. Schliesslich machen eigens erstellte Mangelernährungskarten für die Jahre 1817 und 1818 erstmals die erheblichen Unterschiede der sozio-ökonomischen Verletzlichkeit auf Bezirksebene in der ganzen Schweiz sichtbar. Die Eidgenossenschaft eignet sich durch ihre feine territoriale Kammerung und die Vielfalt der Verwaltungstraditionen hervorragend für eine Studie mit Modellcharakter in der historischen Hungerforschung.

Umwelt und Nutzungsgeschichte im Spiegel der Paläoökologie

Seit Jahrtausenden veränderten Menschen ihre Umwelt, direkt, etwa durch landwirtschaftliche Tätigkeiten, oder indirekt, durch Veränderungen der atmosphärischen Zusammensetzung und der biogeochemischen Zyklen. Der andauernde menschliche Einfluss führte in vielen Landökosystemen zur Entwicklung komplexer Verbindungen zwischen Mensch und Natur. Um die Rolle des Menschen und des Klimas auf Landökosysteme zu verstehen und zu entwirren, sind paläoökologische Untersuchungen an Seesedimenten und Mooren eine vielversprechende Methode. Sie setzen aber zeitlich und taxonomisch hochaufgelöste Multiproxy-Studien (z.B. Pollen-, Sporen-, Kieselalgen-, Zuckmücken- und Holzkohleanalysen) an geschichteten Sedimenten voraus. Die Zeit von der Spätantike bis ins Mittelalter ist besonders geeignet, um die Wechselwirkungen Mensch-Klima-Umwelt zu untersuchen. Einerseits wurde die Umwelt bereits zuvor durch viele tausend Jahre menschliche Landnutzung verändert, andererseits zeichnen sich lokal bis regional deutliche Landschaftsveränderungen ab: Nach einem starken Einbruch der landwirtschaftlichen Tätigkeit in den Wirren der Völkerwanderungszeit, in der die damaligen politischen und wirtschaftlichen Systeme in West-, Mittel- und Südeuropa kollabierten, erholte sich die Landnutzung im aufblühenden Frankenreich der Merowinger und noch deutlicher der Karolinger. Im 12./13. Jh. kam es zu einer Phase intensiver Städtegründungen (Kap. 4.2). Für diese Zeit stehen auch dendroklimatische Rekonstruktionen zur Verfügung, welche Niederschlag und Temperatur entkoppeln können (Büntgen et al. 2011). Am Beispiel von paläoökologischen Resultaten (Pollen, Sporen, Holzkohle) aus dem Lauerzersee diskutieren wir die Umweltveränderungen vom 5. bis ins 14. Jh. exemplarisch. Es ist zurzeit die beste vorhandene Sequenz aus dem Schweizer Mittelland und für diese Region repräsentativ.

Endlose Kälte. Witterungsverlauf und Getreidepreise in den Burgundischen Niederlanden im 15. Jahrhundert

Menschliche Gesellschaften sind in hohem Mass dem Klima und dem Witterungsverlauf ausgesetzt. Dies gilt insbesondere für die vorindustrielle Zeit. Im vorliegenden Band stellt die Autorin eine umfangreiche und detaillierte Klima­rekonstruktion für den Raum der Burgundischen Niederlande im 15. Jahrhundert vor. Diese umfasst einerseits detaillierte Beschreibungen aus zeitgenössischen Quellen und andererseits Temperatur- sowie Niederschlagsindices in saisonaler Auflösung. Die Klimarekonstruktion dient als Unter­suchungsgrundlage für die Frage nach dem Einfluss des Witterungsver­laufes auf die Wirtschaft in den Burgundischen Niederlanden. Getreidepreise stellen im Spätmittelalter den zuverlässigsten Konjunkturbarometer dar und sind dar­über hinaus in grosser Zahl überliefert. Getreide – ein unverzichtbares Grundnahrungsmittel und wichtiges Massenhandelsgut – ist einen Grossteil des Jahres auf den Äckern direkt der Witterung ausgesetzt. Eine statistische Auswertung von Preisreihen verschiedener Getreidearten und den saisonalen Indices zeigt den teilweise sehr engen Zusammenhang beider Grössen auf. Allerdings stellt der Witterungsverlauf nur einen von vielen Faktoren dar, die Einfluss auf die ­Getreidepreiskonjunktur nehmen. Diese anderen Faktoren werden detailliert vorgestellt und diskutiert. Drei Phasen mit sehr hohen Getreidepreisen – die Hungerkrisen der zweiten Hälfte der 1430er, zu Beginn der 1480er und im Übergang der 1480er zu den 1490er Jahren – fallen im Verlaufe des 15. Jahrhunderts auf. Die Autorin legt dar, welche weiteren relevanten Faktoren im zeitlichen und geographischen Umfeld dieser Hungerkrisen neben dem Witterungsverlauf eine Rolle für den exzes­siven Getreidepreisanstieg spielten.

Biotic and abiotic controls of nitrogen and phosphorus cycling in Central European forests

The functioning and services of Central European forests are threatened by global change and a loss of biodiversity. Nutrient cycling as a key forest function is affected by biotic drivers (e.g., dominant tree species, understory plants, soil organisms) that interact with abiotic conditions (e.g., climate, soil properties). In contrast to grassland ecosystems, evidence for the relationship of nutrient cycles and biodiversity in forests is scarce because the structural complexity of forests limits experimental control of driving factors. Alternatively, observational studies along gradients in abiotic conditions and biotic properties may elucidate the role of biodiversity for forest nutrient cycles. This thesis aims to improve the understanding of the functional importance of biodiversity for nutrient cycles in forests by analyzing water-bound fluxes of nitrogen (N) and phosphorus (P) along gradients in biodiversity in three regions of Germany. The tested hypotheses included: (1) temperate forest canopies retain atmospheric N and retention increases with increasing plant diversity, (2) N release from organic layers increases with resource availability and population size of decomposers but N leaching decreases along a gradient in plant diversity, (3) P leaching from forest canopies increases with improved P supply from recalcitrant P fractions by a more diverse ectomycorrhizal fungal community. In the canopies of 27 forest stands from three regions, 16 % to 51 % of atmospheric N inputs were retained. Regional differences in N retention likely resulted from different in N availability in the soil. Canopy N retention was greater in coniferous than in beech forests, but this was not the case on loessderived soils. Nitrogen retention increased with increasing tree and shrub diversity which suggested complementary aboveground N uptake. The strength of the diversity effect on canopy N uptake differed among regions and between coniferous and deciduous forests. The N processing in the canopy directly coupled back to N leaching from organic layers in beech forests because throughfall-derived N flushed almost completely through the mull-type organic layers at the 12 studied beech sites. The N release from organic layers increased with stand basal area but was rather low (< 10 % of annual aboveground litterfall) because of a potentially high microbial N immobilization and intensive incorporation of litter into the mineral soil by bioturbation. Soil fauna biomass stimulated N mineralization through trophic interactions with primary producers and soil microorganisms. Both gross and net leaching from organic layers decreased with increasing plant diversity. Especially the diversity but not the cover of herbs increased N uptake. In contrast to N, P was leached from the canopy. Throughfall-derived P was also flushed quickly through the mull-type organic layers and leached P was predominantly immobilized in non directly plant-available P fractions in the mineral soil. Concentrations of plant-available phosphate in mineral soil solution were low and P leaching from the canopy increased with increasing concentrations of the moderately labile P fraction in soil and increasing ectomycorrhiza diversity while leaf C:P ratios decreased. This suggested that tree P supply benefited from complementary mining of diverse mycorrhizal communities for recalcitrant P. Canopy P leaching increased in years with pronounced spring drought which could lead to a deterioration of P supply by an increasing frequency of drought events. This thesis showed that N and P cycling in Central European forests is controlled by a complex interplay of abiotic site conditions with biological processes mediated by various groups of organisms, and that diverse plant communities contribute to tightening the N cycle in Central European forests and that diverse mycorrhizal communities improve the limited P availability. Maintaining forest biodiversity seems essential to ensure forest services in the light of environmental change.

Landschaftsgeschichte und menschlicher Einfluss im Umkreis des Triechters des Sempachersees seit der Eisenzeit

Für die römische Epoche bis zur Neuzeit zählt der Triechter im Sempachersee zusammen mit dem Lauerzersee im Kanton Schwyz zu den bis heute vegetationsgeschichtlich am besten untersuchten Orten der Schweiz. Der Lauerzersee bestätigt die Resultate am Sempachersee zeitlich und in ihrem Ablauf. Dies bedeutet, dass nicht nur die Gegend um Sursee respektive im Polleneinzugsgebiet des Triechters des Sempachersees diese ausgeprägte Vegetationsdynamik zeigt, sondern dass diese Phasen von Landaufgabe in der Völkerwanderungszeit und einer Landnahme ab 600-700 n. Chr., welche in einer maximalen Entwaldung zwischen 1000-1200 n. Chr. gipfelt, grossräumigen Entwicklungen folgen und kein lokales Phänomen darstellen. Das Bild hat sich gewendet. War der Mensch in den ersten Jahrtausenden nach dem Rückzug der Gletscher noch vom Naturraum und Klima abhängig, verlor er in den letzten Jahrtausenden immer stärker seine Abhängigkeit von seiner Umgebung und gestaltet zunehmend die Landschaft selber.