Debris-flow activity in abandoned channels of the Manival torrent reconstructed with LiDAR and tree-ring data

Hydrogeomorphic processes are a major threat in many parts of the Alps, where they periodically damage infrastructure, disrupt transportation corridors or even cause loss of life. Nonetheless, past torrential activity and the analysis of areas affected during particular events remain often imprecise. It was therefore the purpose of this study to reconstruct spatio-temporal patterns of past debris-flow activity in abandoned channels on the forested cone of the Manival torrent (Massif de la Chartreuse, French Prealps). A Light Detecting and Ranging (LiDAR) generated Digital Elevation Model (DEM) was used to identify five abandoned channels and related depositional forms (lobes, lateral levees) in the proximal alluvial fan of the torrent. A total of 156 Scots pine trees (Pinus sylvestris L.) with clear signs of debris flow events was analyzed and growth disturbances (GD) assessed, such as callus tissue, the onset of compression wood or abrupt growth suppression. In total, 375 GD were identified in the tree-ring samples, pointing to 13 debris-flow events for the period 1931–2008. While debris flows appear to be very common at Manival, they have only rarely propagated outside the main channel over the past 80 years. Furthermore, analysis of the spatial distribution of disturbed trees contributed to the identification of four patterns of debris-flow routing and led to the determination of three preferential breakout locations. Finally, the results of this study demonstrate that the temporal distribution of debris flows did not exhibit significant variations since the beginning of the 20th century.

Surgical technique: The capsular arthroplasty: a useful but abandoned procedure for young patients with developmental dysplasia of the hip

Codivilla in 1901, Hey Groves in 1926, and Colonna in 1932 described similar capsular arthroplasties--wrapping the capsule around the femoral head and reducing into the true acetabulum--to treat completely dislocated hips in children with dysplastic hips. However, these procedures were associated with relatively high rates of necrosis, joint stiffness, and subsequent revision procedures, and with the introduction of THA, the procedure vanished despite some hips with high functional scores over periods of up to 20 years. Dislocated or subluxated hips nonetheless continue to be seen in adolescents and young adults, and survival curves of THA decrease faster for young patients than for patients older than 60 years. Therefore, joint preservation with capsular arthroplasty may be preferable if function can be restored and complication rates reduced.

Arsenic and selenium mobilisation from organic matter treated mine spoil with and without inorganic fertilisation

Organic matter amendments are applied to contaminated soil to provide a better habitat for re-vegetation and remediation, and olive mill waste compost (OMWC) has been described as a promising material for this aim. We report here the results of an incubation experiment carried out in flooded conditions to study its influence in As and metal solubility in a trace elements contaminated soil. NPK fertilisation and especially organic amendment application resulted in increased As, Se and Cu concentrations in pore water. Independent of the amendment, dimethylarsenic acid (DMA) was the most abundant As species in solution. The application of OMWC increased pore water dissolved organic-carbon (DOC) concentrations, which may explain the observed mobilisation of As, Cu and Se; phosphate added in NPK could also be in part responsible of the mobilisation caused in As. Therefore, the application of soil amendments in mine soils may be particularly problematic in flooded systems.

Indigenous land reconfiguration and fragmented institutions: a historical political ecology of Tsimane’ lands (Bolivian Amazon)

Lands inhabited by indigenous peoples often have low population density but abundant natural resources. For those reasons, many actors have historically attempted to occupy those lands or use the resources in them. Increasing pressures over lands occupied by indigenous peoples have resulted in the awakening of indigenous peoples over their rights to land and resources generating many debates over indigenous peoples' rights to land and self-governance. In this article, we provide a historical and geographical overview of territorial and governance issues among the Tsimane', an indigenous group native to the Bolivian Amazon. We examine how the Bolivian state economic policies implemented during the 20th century affected the Tsimane' ancestral lands, and how – over the late-20th century – the Bolivian state accommodated Tsimane' claims to lands in between multiple interests. We show how national policies led to the reconfiguration of Tsimane' territoriality and to a fragmented institutional representation. Current indigenous territories and indigenous political representation are an expression of conflictive policies that have involved multiple actors and their specific interests on indigenous lands and its resources.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Assessing the Environmental Hazard of Using Seawater for Ore Processing at the Lasail Mine Site in the Sultanate of Oman

The Lasail mining area (Sultanate of Oman) was contaminated by acid mine drainage during the exploitation and processing of local and imported copper ore and the subsequent deposition of sulphide-bearing waste material into an unsealed tailings dump. In this arid environment, the use of seawater in the initial stages of ore processing caused saline contamination of the fresh groundwater downstream of the tailings dump. After detection of the contamination in the 1980s, different source-controlled remediation activities were conducted including a seepage water collection system and, in 2005, surface sealing of the tailings dump using an HDPE-liner to prevent further infiltration of meteoric water. We have been assessing the benefits of the remediation actions undertaken so far. We present chemical and isotopic (δ18O, δ 2H, 3H) groundwater data from a long-term survey (8–16 years) of the Wadi Suq aquifer along a 28 km profile from the tailings dump to the Gulf of Oman. Over this period, most metal concentrations in the Wadi Suq groundwater decreased below detection limits. In addition, in the first boreholes downstream of the tailings pond, the salinity contamination has decreased by 30 % since 2005. This decrease appears to be related to the surface coverage of the tailings pond, which reduces flushing of the tailings by the sporadic, but commonly heavy, precipitation events. Despite generally low metal concentrations and the decreased salinity, groundwater quality still does not meet the WHO drinking water guidelines in more than 90 % of the Wadi Suq aquifer area. The observations show that under arid conditions, use of seawater for ore processing or any other industrial activity has the potential to contaminate aquifers for decades.

Marginal lands or marginal people? Analysing key processes determining the outcomes of large-scale land acquisitions in Lao PDR and Cambodia

This chapter aims to overcome the gap existing between case study research, which typically provides qualitative and process-based insights, and national or global inventories that typically offer spatially explicit and quantitative analysis of broader patterns, and thus to present adequate evidence for policymaking regarding large-scale land acquisitions. Therefore, the chapter links spatial patterns of land acquisitions to underlying implementation processes of land allocation. Methodologically linking the described patterns and processes proved difficult, but we have identified indicators that could be added to inventories and monitoring systems to make linkage possible. Combining complementary approaches in this way may help to determine where policy space exists for more sustainable governance of land acquisitions, both geographically and with regard to processes of agrarian transitions. Our spatial analysis revealed two general patterns: (i) relatively large forestry-related acquisitions that target forested landscapes and often interfere with semi-subsistence farming systems; and (ii) smaller agriculture-related acquisitions that often target existing cropland and also interfere with semi-subsistence systems. Furthermore, our meta-analysis of land acquisition implementation processes shows that authoritarian, top-down processes dominate. Initially, the demands of powerful regional and domestic investors tend to override socio-ecological variables, local actors’ interests, and land governance mechanisms. As available land grows scarce, however, and local actors gain experience dealing with land acquisitions, it appears that land investments begin to fail or give way to more inclusive, bottom-up investment models.