Pollen profiles from a Late Palaeolithic site in the community of Bad Buchau-Kappel, Baden-Wuerttemberg, Germany

Excavations were carried out in a Late Palaeolithic site in the community of Bad Buchau-Kappel between 2003 and 2007. Archaeological investigations covered a total of more than 200 m**2. This site is the product of what likely were multiple occupations that occurred during the Late Glacial on the Federsee shore in this location. The site is situated on a mineral ridge that projected into the former Late Glacial lake Federsee. This beach ridge consists of deposits of fine to coarse gravel and sand and was surrounded by open water, except for a connection to the solid shore on the south. A lagoon lay between the hook-shaped ridge and the shore of the Federsee. This exposed location provided optimal access to the water of the lake. In addition, the small lagoon may have served as a natural harbor for landing boats or canoes. Sedimentological and palynological investigations document the dynamic history of the location between 14,500 and 11,600 years before present (cal BP). Evidence of the deposition of sands, gravels and muds since the Bølling Interstadial is provided by stratigraphic and palynological analyses. The major occupation occurred in the second half of the Younger Dryas period. Most of the finds were located on or in the sediments of the ridge; fewer finds occurred in the surrounding mud, which was also deposited during the Younger Dryas. Direct dates on some bone fragments, however, demonstrate that intermittent sporadic occupations also took place during the two millennia of the Meiendorf, Bølling, and Allerød Interstadials. These bones were reworked during the Younger Dryas and redeposited in the mud. A 14C date from one bone of 11,600 years ago (cal BP) places the Late Palaeolithic occupation of the ridge at the very end of the Younger Dryas, which is in agreement with stratigraphic observations. Stone artifacts, numbering 3,281, comprise the majority of finds from the site. These include typical artifacts of the Late Palaeolithic, such as backed points, short scrapers, and small burins. There are no bipointes or Malaurie-Points, which is in accord with the absolute date of the occupation. A majority of the artifacts are made from a brown chert that is obtainable a few kilometers north of the site in sediments of the Graupensandrinne. Other raw materials include red and green radiolarite that occur in the fluvioglacial gravels of Oberschwaben, as well as quartzite and lydite. The only non-local material present is a few artifacts of tabular chert from the region near Kelheim in Bavaria. A unique find consists of two fragments of a double-barbed harpoon made of red deer antler, which was found in the Younger Dryas mud. It is likely, but not certain, that this find belongs to the same assemblage as the numerous stone artifacts. Although not numerous, animal bones were also found in the excavations. Most of them lay in sediments of the Younger Dryas, but several 14C dates place some of these bones in earlier periods, including the Meiendorf, Bølling, and Allerød Interstadials. These bones were reworked by water and redeposited in mud sediments during the Younger Dryas. As a result, it is difficult to attribute individual bones to particular chronological positions without exact dates. Species that could be identified include wild horse (Equus spec.), moose or elk (Alces alces), red deer (Cervus elaphus), roe deer (Capreolus capreolus), aurochs or bison (Bos spec.), wild boar (Sus scrofa), as well as birds and fish, including pike (Esox Lucius).

Microflora from Molasse sediments in southern Germany

1. Polleninventar: Erstmals wurde der Sporomorpheninhalt der Süssbrackwassermolasse und der Oberen Süsswassermolasse Südbayerns einer umfassenden Sichtung unterzogen. Von den überprüften 92 Fundstellen erwiesen sich 55 als sporomorphenführend. Nur 15 davon waren so ergiebig, daß ihr Inhalt quantitativ erfaßt und als Grundlage für die Erstellung eines Diagramms herangezogen werden konnte. Dennoch weist der systematische Katalog 272 Formen auf. Dies ist eine im Vergleich mit anderen, in neuerer Zeit bearbeiteten neogenen Pollenfloren Mitteleuropas sehr große Zahl, wie folgende Angaben belegen: Niederrheinische Braunkohle 175 Arten, Braunkohle der Oberpfalz 138 Arten, subalpine Flözmolasse Bayerns 93 Arten und subalpine Molasse der Ostschweiz und der zentralen und westlichen Paratethys 219 Arten. Dieser Reichtum erklärt sich unschwer aus der Größe des Untersuchungsgebietes, das vom Allgäu im Westen bis an die Salzach im Osten reichte. Überwiegend gehören die nachgewiesenen Formen gutbekannten Arten bzw. Formenkreisen an. Deshalb wurde lediglich die Aufstellung von 2 neuen Gattungen, 19 neuen Arten sowie 5 Neukombinationen nötig. Neue Genera: Nr. (165) Ludwigiapollis Nr., (248) Caesalpiniaceaepollenites, 311 Neue Spezies: (039) Polypodiaceoisporltes subtriangularis, (046) P. pityogrammoides, (067) Perinomonoletes imperfectus, (124) Cycadopltes gemmatus, (125) C. concinus, (133) Lillacidites tener, (137) Nupharipollenites microechinatus, (150) Polyporopollenites nanus, (161) Porocolpopollenites subrotundus, (165) Ludwigiapollis labiatus, (169) Sporotrapoidites cucculatus, (190) Tricolpopollenites cribosus, (192) T. variabilis, (204) Tricolporopollenites pulcher, (210) T. operculiferus, (213) T. pseudomarcodurensis, (217) T. magnolaevigatus, (245) Umbelliferaepollenites achldorfensis, (248) Caesalpiniaceaepollenites antiquus Neukombinationen: (081) Pityosporites koraensis, (128) Magnoliaepollenites magnolioides, (130) M. graciliexinus, (168) Sporotrapoidites erdtmannii, (177) Chenopodipollis psilatoides. Für die meisten der vorgefundenen Sporomorphen sind die Lieferpflanzen bereits bekannt. Dennoch gingen parallel zur Bestimmung, d.h. der Zuordnung der Funde zu Gruppen des morphographischen Sporomorphensystems, die Bemühungen auch dahin, solche Lieferpflanzen, v.a. der selteneren oder neu gefundenen Sporomorphen, zu ermitteln; einige der neuen Arten sind in ihrer Verwandtschaft eindeutig, was durch die Benennung zum Ausdruck gebracht wird (s.o). Für die Mehrzahl der neuen Spezies und für viele bisher in ihrer Verwandtschaft unklare Formen ließ sich die botanische Deutung zumindest eingrenzen. Dies gelang für 148 Formen. Es handelt sich dabei teils um subtropisch-tropische Gewächse, teils aber auch um Pflanzen gemäßigter Klimata. Für genaue Zuweisungen sind jedoch umfangreiche Rezentvergleiche nötig, die einer eigenen Bearbeitung vorbehalten bleiben müssen. Auch einige als Sammelgruppen behandelte Formenkreise erfordern für eine Aufgliederung detailliertere Untersuchungen als sie in diesem Rahmen durchführbar waren. (z. B. Tricolpopollenites asper, T. sp. 2 u.a.). Andere Formen und Gattungen wiederum erwiesen sich dagegen als viel zahlreicher und leichter differenzierbar als bisher angenommen (z. B. Pinaceen, Magnoliaceen, Cyperaceen). In diesem Zusamenhang ist auch zu erwähnen, daß von Hemitrapa zwei Arten mit offensichtlich stratigraphischer Aussagekraft unterscheidbar sind; die Interpretation von Tricolporopol1enltes wackersdorfensis sensu MOHR & GREGOR (1984) als Gleditsia muß nach vorliegenden Erkenntnissen dagegen in Frage gestellt werden. Für 36 Formspezies blieb die Lieferpflanze völlig unbekannt oder es lassen sich höchstens vage Vermutungen anstellen. 2. Biostratigraphie: Fragen der Brauchbarkeit von Mikrofloren für die stratgraphische Gliederung der jüngsten Molassesedimente Südbayerns bildeten den zweiten Schwerpunkt vorliegender Bearbeitung. a) Reichweite: Die Fülle des gefundenen Sporomorphenmaterials brachte es mit sich, daß bei etlichen Formen eine weitere stratigraphische Reichweite als bisher angenommen festgestellt wurde. Zum Teil wurde diese Revision durch die Neugliederung des Paratethys-Miozäns nötig. b) Palynologische Gliederung: Im Laufe der Untersuchungen zeigte sich bald, daß allein auf der Basis der mikrofloristischen Bearbeitung kein von anderen Fossilresten unabhängiges stratigraphisches Gliederungsschema zu finden war. Weder die von anderen Autoren favoritisierte Leitformen-Methode, noch die Aufgliederung nach Klimaelementen ergab ein brauchbares Bild. Lediglich die bekannte generelle Abnahme der miozänen, paläotropischen und thermophilen Elemente und die Zunahme der pliozänen, arktoteriären und gemäßigten während des Neogens ließ sich deutlich ausmachen. Dagegen ermöglicht die Berücksichtigung des Sporomorpheninhalts eine Ergänzung und Deutung der vertebrat-stratigraphisch ausgeschiedenen Abfolgen. Voraussetzung ist die Möglichkeit einer Zuordnung zu einer natürlichen Art, Gattung oder wenigstens Familie und daraus ableitbar wiederum die Zuordnung zu einer oder mehreren Pflanzengesellschaften. Aufgeteilt nach Diversität, Dominanz und Verhältnis von 'Feuchtpflanzen' bzw. autochthonen Gemeinschaften zu mesophilen Phanerophyten bzw. allochthonen Gemeinschaften lassen sich in Südbayern fünf Pollenbilder erkennen, die mit den MN-Einheiten der Zoostratigraphie in Beziehung gebracht werden können. Die Pollenbilder 1 und 2, ungefähr entsprechend den Säugereinheiten 4b und 5, dokumentieren gattungsreiche, polydominante Mikrofloren, deren Lieferpflanzen vor allem verschiedenen Naß- und Feuchtgesellschaften angehören. Dementprechend sind Pteridaceen, Schizaeaceen, Cyperaceen und Poaceen relativ häufig. Das Pollenbild 1 (Langenau und Rauscheröd) zeichnet sich durch eine gewisse Artenarmut aus, wohingegen im Pollenbild 2 (Hitzhofen und Rittsteig) die Diversität zunimmt und Palmenpollen neben anderen mesophilen Akzessorien eine merkliche Rolle spielt. Bemerkenswert ist in den Entnahmeprofilen das Vorkommen kohliger Sedimente. Bezeichnend für Sporomorphenbild 3 sind oligodominante Mikrofloren, zusammengesetzt aus Elementen artenarmer Au- und Sumpfwälder (Taxodiaceen, Cyperaceen) sowie mesophiler 'Pionierwälder' (Pinaceen, Leguminosen). Fehlende Kohlebildung und das Zurücktreten mesophiler, d. h. allochthoner Lieferpflanzen sind weitere Charakteristika. Dieses Sporomorphenbild mit den Fundpunkten Gallenbach und Unterneul enspricht ungefähr der Säugereinheit MN 6. Die beiden stratigraphisch jüngsten Pollendiagramme 4 und 5 setzen sich deutlich von dem vorhergehenden ab. Belegt sind nun wiederum gattungsreiche, polydominante Pflanzenge seIl schaften feuchter, aber nicht nasser Biotope, in denen es ebenfalls mancherorts zur Kohlebildung kam. Gegenüber den Sporomorphenbildern und 2 ist der Anteil mesophiler Lieferpflanzen deutlich erhöht auf Kosten der Feuchtelemente. Letzteres gilt vor allem für das Sporomorphenbild 5 (Leonberg), in dem Fagaceen Pollen (Quercus, Fagus) vorherrscht. sporomorphenbild 4 entspricht annähernd MN 8 mit den Fundpunkten Hassenhausen und Achldorf, während Leonberg, nahe Marktl gelegen, MN 9 zugehört. Auf dem Umweg über diese an der Säugetierstratigraphie 'geeichten' Mikrofloren gelingt es, stratigraphisch unsichere Fundpunkte, wenn sie nur genügend formen- und individuenreich sind (Burtenbach, Lerchenberg, Wemding), einzuordnen. Auf diese Weise ergibt sich die in Diagramm 10 dargestellte Reihung vom Liegenden zum Hangenden. Dürftige Sporomorphenfloren oder Floren, die ausschließlich autochthone Feuchtelemente zeigen, können pollenstratigraphisch nicht sicher angesprochen werden, weil ihr Pollendiagramm undeutlich bleiben muß. Entsprechend der anerkannten Unterstellung, daß Phytostratigraphie zugleich Klimastratigraphie ist, läßt die dargestellte, im Grunde auf der Ausscheidung verschiedener Ukotypen basierende Gliederung sich auch paläoklimatisch interpretieren: Danach ist das verarmte Sporomorphenbild 3 in Südbayern als Ausdruck des vegetationsgeschichtlichen Pessimums anzusehen. Da die nachgewiesenen Sippen noch höhere Wärmeansprüche besitzen, ist nicht ein Temperaturrückgang, sondern ein Absinken der Niederschlagsmenge als begrenzender Faktor am wahrscheinlichsten und auf diese Weise das Ausbleiben von Pollen mesophiler Phanerophyten des Hinterlandes einleuchtend. 3. Paläogeographie: Bei dem Versuch, mit benachbarten Gebieten stratigraphische Beziehungen herzustellen, ergab sich, daß dies zwar über eine kürzere Entfernung recht gut gelingt, daß aber vor allem zu den Mikrofloren der niederrheinischen Braunkohle ein signifikanter Unterschied besteht: In Süddeutschland lassen die Pollendiagramme auf eine raschere Veränderung in der Zusammensetzung der Wälder schließen. Mit anderen Worten: altersgleiche Mikrofloren in Nordwestdeutschland täuschen ein höheres Alter vor. Erst im Obersarmat ähneln sich die jeweiligen Sporomorphenbilder. Damit erklärt sich auch, daß frühere Bearbeiter Schwierigkeiten hatten, mikrofloristische Befunde aus Süd- und Nordwestdeutschland miteinander zu korrelieren. Als Ursache für dieses überraschende Phänomen einer mittelmiozänen Diagrammverschiebung wird die stärkere, sprich länger andauernde maritime Beeinflussung des Niederrheingebietes angesehen.

Miocene flora and paleoclimate estimations of Schrotzburg, South Germany

We present a detailed palaeoclimate analysis of the Middle Miocene (uppermost Badenian-lowermost Sarmatian) Schrotzburg locality in S Germany, based on the fossil macro- and micro-flora, using four different methods for the estimation of palaeoclimate parameters: the coexistence approach (CA), leaf margin analysis (LMA), the Climate-Leaf Analysis Multivariate Program (CLAMP), as well as a recently developed multivariate leaf physiognomic approach based on an European calibration dataset (ELPA). Considering results of all methods used, the following palaeoclimate estimates seem to be most likely: mean annual temperature ~15-16°C (MAT), coldest month mean temperature ~7°C (CMMT), warmest month mean temperature between 25 and 26°C, and mean annual precipiation ~1,300 mm, although CMMT values may have been colder as indicated by the disappearance of the crocodile Diplocynodon and the temperature thresholds derived from modern alligators. For most palaeoclimatic parameters, estimates derived by CLAMP significantly differ from those derived by most other methods. With respect to the consistency of the results obtained by CA, LMA and ELPA, it is suggested that for the Schrotzburg locality CLAMP is probably less reliable than most other methods. A possible explanation may be attributed to the correlation between leaf physiognomy and climate as represented by the CLAMP calibration data set which is largely based on extant floras from N America and E Asia and which may be not suitable for application to the European Neogene. All physiognomic methods used here were affected by taphonomic biasses. Especially the number of taxa had a great influence on the reliability of the palaeoclimate estimates. Both multivariate leaf physiognomic approaches are less influenced by such biasses than the univariate LMA. In combination with previously published results from the European and Asian Neogene, our data suggest that during the Neogene in Eurasia CLAMP may produce temperature estimates, which are systematically too cold as compared to other evidence. This pattern, however, has to be further investigated using additional palaeofloras.