Wesentlichen Aussagen dieser Studie
Aus zwei kleinen Tieflandseen (Moossee 521 m ü.M.; Burgäschisee 465 m ü.M.) im Schweizer Mittelland wurden jährlich laminierte Sedimente entnommen.
Buchen-Mischwälder dominierten die Vegetation des Schweizer Mittellandes über Jahrtausende. Während des Zeitraums von 4.500 bis 2.200 BC kam es zu ausgeprägten Waldübergängen, begleitet durch vermehrte Brände und landwirtschaftliche Aktivitäten in den Jahren ca. 4.400–4.000 BC, 3.750–3.550 BC, um 3.400 BC und 3.100–2.600 BC. Die biologische Vielfalt nahm während dieser Landnutzungsphasen zu, wahrscheinlich als Reaktion auf die Schaffung neuer offener Lebensräume. Nach Jahrhunderten der Landnutzung breitete sich die Baumvegetation wieder aus. In einem ersten Nachfolgestadium wurden die sonnenliebenden Haselnuss-Sträucher durch Pionierbäume der Birke ersetzt. Diese offenen Baumgesellschaften wurden innerhalb von 150–200 Jahren von den letztlich erfolgreichen Buchen- und Tannen-Wäldern verdrängt. Besonders bemerkenswert ist, dass Kreuzkorrelationen zeigen, dass diese Sukzessionen synchron (± 11 Jahre) und wiederholt über große Gebiete (>1.000 km2) und Jahrtausende hinweg stattfanden.
Synthese. Erste nennenswerte menschliche Einflüsse prägten die urzeitlichen Buchen-Mischwälder in Mitteleuropa ab ca. 4.800–4.500 BC. Die Agrargesellschaften waren anfällig für Klimaveränderungen, und wir stellen die Hypothese auf, dass klimabedingte, gleichzeitige landwirtschaftliche Expansions- und Schrumpfungsphasen zu synchronen regionalen Wald-Abfolgen führten. Gegenwärtig dehnen sich die Wälder in Mitteleuropa infolge der Aufgabe von Flächen in Randgebieten aus. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich Buchen-Mischwälder mit Tanne und Eiche in diesen Gebieten schnell wieder ausbreiten könnten, wenn die Klimabedingungen im Bereich der klimatischen Variabilität des mittleren Holozäns bleiben (mit Sommern, die etwa +1–2°C wärmer sind als heute).
4. Diskussion
4.1 Auswirkungen der Landnutzung auf gemäßigte Wälder und synchrone Muster der Waldabfolgen nach Störungen
Die paläobotanischen Daten deuten darauf hin, dass an unseren beiden Untersuchungsstandorten Burgäschisee und Moossee über Jahrtausende hinweg Buchenmischwälder dominierten. Landnutzungsphasen trugen zu Öffnungen und einer allmählichen Umwandlung von Buchenmischwäldern in fast reine Buchenwälder bei. Diese allgemeinen Muster wurden auch andernorts in den Niederungen des südlichen Mitteleuropas nach ca. 5.000 BC beobachtet. Lokale Unterschiede in der Artenzusammensetzung sind jedoch auf unterschiedliche Umweltbedingungen zurückzuführen. In der Schweiz zum Beispiel nimmt die Verfügbarkeit von Feuchtigkeit in höheren Lagen und nach Osten hin zu. Dieser Feuchtigkeitsgradient könnte zur Ko-Dominanz von Tanne in den Wäldern im Osten geführt haben, da die Weißtanne als schattentoleranteste und höchste Baumart Europas unter mesophilen Bedingungen besonders empfindlich ist. Umgekehrt könnten die trockeneren Bedingungen im westlichen Seeland im Regenschatten des Juras Eichen einschließlich der submediterranen Flaum-Eiche gefördert haben. Mehrere Rückschläge von Buchen-Mischwäldern traten zwischen 4.400 und 4.000 BC, um 3.800–3.650 calBC, 3.400–3.300 cal BC, um 3.100–2.700 cal BC an beiden Standorten und um 1.900 cal BC nur am Moossee auf. Die kombinierten Holzkohle- und Pollennachweise sowie die Kreuzkorrelationsanalysen deuten darauf hin, dass das Abbrennen als Mittel zur Öffnung der Buchen-Mischwälder eingesetzt wurde, wodurch ein Mosaik neuer Lebensräume entstand, das viele krautige Arten begünstigte und die Biodiversität insgesamt erhöhte (siehe Biodiversitätsschätzungen in den Abbildungen 3 und 4). Ein ähnliches Muster wurde in früheren Studien rekonstruiert und könnte typisch für europäische Landschaften sein. Die prähistorische Brandrodung war stark genug, um eine großflächige Ausbreitung von Gebüschen der frühen Sukzessionsphase zu bewirken, die typischerweise von Haselnuss, Birke und Erle dominiert wurden. Im Gegensatz dazu wurden die meisten Baumarten durch Brände und andere menschliche Eingriffe wie Holzeinschlag, Kahlschlag und Verbiss stark reduziert. Interessanterweise scheinen sich einige Baumarten wie Buche und Tanne nach Waldzerstörungen vollständig erholt und sogar ausgebreitet zu haben (innerhalb von ca. 150-200 Jahren nach einer Landnutzungsphase), was auf eine langfristige Widerstandsfähigkeit gegenüber mäßigen menschlichen Störungen hindeutet, während andere (Ulme, Linde und Eibe) deutlich abgenommen haben, was auf eine hohe Empfindlichkeit dieser Arten schließen lässt.
Schließlich führte dieser Prozess wiederholter Störungen um ca. 3.000 cal BC (Abb. 3 und 4) zu einer starken Verarmung der Artenvielfalt der Waldökosysteme, was zum Entstehen monokultureller Wälder führte, die heute charakteristisch für mitteleuropäische Landschaften sind (z. B. fast reine Fichten-, Buchen-, Lärchen- und Eichenbestände, abhängig von der Höhenlage und anderen Umweltbedingungen).
Hier zeigen wir zum ersten Mal quantitativ, dass die Waldsukzessionszyklen über 3.000 Jahre hinweg regional synchron verlaufen sind (Abbildung 7). Die Entfernung zwischen den beiden Standorten (ca. 25 km) übersteigt das erwartete Polleneinzugsgebiet für die beiden Studienstandorte (die meisten Pollen stammen aus einem Umkreis von wenigen hundert Metern bis maximal einigen Kilometern), was für eine gleichzeitige Populationsdynamik über die Jahrtausende innerhalb der verfügbaren zeitlichen Auflösung und Präzision (ca. 20-50 cal Jahre) spricht. Da dieses Muster in den Kreuzkorrelationsanalysen für mehrere Baumtaxa sowie für die prozentuale Summe der Bäume gefunden wurde, erachten wir es als sehr zuverlässig.
Synchrone Waldzerstörungen (Baumpollen <80 %) können an mehreren weit entfernten Standorten in Mittel- und Südeuropa stattgefunden haben (Abbildung 8). Die wenigen verfügbaren hochauflösenden (ca. 10-20 Jahre) und hochpräzisen (ausreichende Radiokarbondaten an terrestrischem Material) Zeitreihen, die das gesamte Neolithikum und den Beginn der Bronzezeit abdecken, zeigen zeitgleiche Reduktionen der Baumpopulationen um ca. 4.400–3.900 cal BC, 3.750–3.600 cal BC, 3.400 cal BC, 3.100–2.700 cal BC und um 1.900 cal BC. Einer dieser Standorte, der Lago di Origlio, befindet sich im Tiefland südlich der Alpen (Sottoceneri), wo die Umweltbedingungen typisch für das submediterrane Südeuropa sind (wärmere Sommer, mildere Winter). Wir vermuten daher eine überregionale Synchronität von Waldstörungen während des Neolithikums, wie sie früher für Mittel- und Südeuropa (einschließlich Sizilien) für die Bronzezeit, die Eisenzeit, die Römerzeit und das anschließende Frühmittelalter angenommen wurde.
