Mivel a Retyezát-hegység (45,36°) elhelyezkedése átfed az Alpok földrajzi szé-lességi körök mentén vett elhelyezkedésével (~44–47°), ez érdekes lehetőséget kínál arra, hogy a két hegységet paleoökológiai szempontok alapján is össze-hasonlítsuk, és az esetleges különbségeket megvizsgáljuk.
A Retyezát csapadékos, hűvös klímájú hegység. Északi lejtőin az erdőhatár 1850 méteren található, a fahatár mintegy 2000 méteren. A fahatárökotont alkotó fafajok itt a cirbolyafenyő (Pinus cembra), a törpefenyő (Pinus mugo), illetve a közönséges lucfenyő (Picea abies). A déli lejtőkön egyes helyeken a luc-fenyves öv hiányzik, amely feltételezhetően nem klimatikus, hanem emberi
hatások miatt tűnt el (erdőirtás). Itt kevert vagy lombhullató erdőket találunk az erdőhatár magasságában.
Az Alpok jóval nagyobb kiterjedésű hegység, így fa- és erdőhatár tekintetében is összetettebb képet mutat. A fahatár 2100 m (Gouillé Rion [13]) és 2400 m ten-gerszint feletti magasságban (Aigue-Agnelle Valley [38]), elhelyezkedése pedig nagyban függ attól, hogy melyik régiót vizsgáljuk. Általánosságban elmondható, hogy a hegység fő láncolatától délre és északra óceanikusabb, a hegység belsőbb, fő láncolatán belül kontinentálisabb klíma a jellemző. Az óceanikus klíma erősö-désével és ezzel együtt a téli csapadékmennyiség növekeerősö-désével a fahatár lejjebb tolódását tapasztaljuk [26]. Ez utóbbi klimatikus jellemző azért kiemelten fontos, mert a téli, hó formájában lehulló csapadéktól függ a gleccserek előrenyomulása vagy visszahúzódása, illetve ez határozza meg a hóborítottságot és ezáltal a ve-getációs időszak hosszát is [39]. Az Alpokban az fahatárökotont alkotó fajok a törpefenyő, a vörösfenyő, a cirbolyafenyő, a közönséges lucfenyő és helyenként a kampósfenyő (Pinus uncinata).
Az Alpokban a kora holocén felmelegedés idején (11 500–11 350) igen gyors vegetációs válasz tapasztalható: egyes kutatások szerint a fahatár 6–800 méteres emelkedést mutatott alig 2–300 év alatt [4]. Ez a gyors vegetációs válasz a Retye-zátban is tapasztalható, adataink alapján a fahatár a késő glaciálisban biztosan 2000 m alatt, de 1740 m fölött helyezkedett el – [29] alapján kb. 1800–1850 mé-teren –, majd 12 400 évvel ezelőtt a Gales-tó környéke már a Krummholz-zónába került, a fahatár pedig kb. 11 150 évvel ezelőtt érte el a Gales-tó környékét, azaz kb. 350 évvel a nagy amplitúdójú holocén felmelegedés megindulását követően [40]. Bár az üledék korskálája akár 100 éves bizonytalanságot is hordoz ezen a szakaszon, a fahatár a Retyezát északi lejtőjén 11 150 éve már legalább a mai-nak megfelelő magasságban volt, és meg is haladhatta azt.
A Retyezátban a gleccser visszahúzódása után először a törpefenyő jelent meg (12 040 éve), ezt pedig a cirbolyafenyő követte a 11 150. évnél. Ezzel szemben az Al-pokban a pionír fajok között találjuk a törpefenyő mellett az erdeifenyőt, illetve a vörösfenyőt is, ez utóbbi megjelenése a központi Alpokban 10 700–11 300 évre tehető [10]. A Déli-Kárpátokban a vörösfenyő csak rövid ideig tudott teret nyerni, a száraz kora holocén felmelegedés alatt, amikor a nyári inszoláció kifejezetten ma-gas volt [32], az Alpokban azonban domináns erdőalkotó maradt egészen a 8800.
évig [13], illetve a kontinentálisabb területeken ma is az erdőhatár-ökoton fontos eleme. A kora holocén időszakban a Retyezát-hegységben a mikropernye-koncent-ráció nagyon magas értékeket mutat (5. ábra), ez száraz kora holocén időszakra utal, amelyben klimatikus eredetű erdőtüzek is előfordultak.
A maximális magasságot az Alpokban a fahatár a 10 000. és a 6000. évek között ért el, ekkor 100–180 méteres ingadozásokkal, de mintegy 180 méterrel a mai pozíciója felett helyezkedett el [4]. Ebben az időszakban az évi középhőmérséklet akár 0,8–1,2 °C-kal is magasabb lehetett a mainál [4]. A Retyezátban ezt a termális optimumot a 9000–7700. évek között feltételezzük. Ekkor a Gales-tó partjának közelében a sztómaadatok alapján a jegenyefenyő és a lucfenyő is kimutatható, ez utóbbi elterjedésének magassági határa ekkor mintegy 150 méterrel feljebb található, mint napjainkban. A jegenyefenyő esetén ez a magasság mintegy 650 méterrel található feljebb, mint mai elterjedési határa (650 m [16]).
A 4500. és a 4000. évek között mindkét hegységben megfigyelhetők antro-pogén hatások [5], [34]. Az Alpokban emberi hatással főleg a cirbolyafenyő és a jegenyefenyő állományának gyérülését magyarázzák [38], [9], illetve egyes esetekben a lucfenyő mai elterjedését is összefüggésbe hozzák az alpin lege-lők kialakításával. Hasonló csökkenést a lucfenyő esetében mi is tapasztaltunk a Gales-tó üledékszelvényének vizsgálatakor.
Konklúzió
Jelenlegi adataink alapján az alábbi következtetéseket vonhatjuk le:
1. A Retyezát-hegység Gales-völgyében az erdőhatár a holocénben nem érte el a 2000 méteres magasságot, a kora holocén beerdősülés után 1740 és 2000 méter között ingadozott.
2. A holocén termális optimumideje alatt (9000–7700) a fahatárökoton a mainál diverzebb képet mutatott. Ekkor a közönséges jegenyefenyő mai elterjedésénél mintegy 650 méterrel magasabban is megtalálható volt. A sztómaadatok alapján ebben az időben feltételezhetően a vörös-fenyő is fontos eleme volt a fahatárökotonnak.
3. A Gales-tó üledéke kifejezetten alkalmasnak bizonyult a kvantitatív sztómaanalízisre, mert az össz-sztómakoncentráció mindvégig kellően magas a holocénben.
4. A közönséges lucfenyő visszaszorulásában valószínűleg emberi hatások is szerepet játszottak 4500 évvel ezelőtt.
5. A cirbolyafenyő mai elterjedésében szintén szerepet játszanak ant-ropogén hatások, nagy a valószínűsége annak, hogy mai állományát a legeltetés tartja a potenciális elterjedési határánál alacsonyabban.
A cirbolyafenyő vizsgálata konzervációbiológiai szempontból is igen
fontos, sebezhetőségét egy jövőbeli felmelegedés esetén mind az Al-pokban, mind a Kárpátokban kimutatták [41].
6. A holocén termális optimuma alatt tapasztalt folyamatok megerősítik, hogy egy, a XXI. században bekövetkező felmelegedés a fahatár és az egyes fafajok (jegenyefenyő, közönséges lucfenyő) felső elterjedési határának magasabb tengerszint feletti magasságra tolódását eredmé-nyezné. Ezzel együtt járna az alpin rétek visszaszorulása.
Irodalomjegyzék
[1] Crawford, R. M. M. 2008. Plants at the Margin Ecological Limits and Climate Change. Cambridge University Press.
[2] Ellenberg H., Mueller Dombois D. 1967. A key to Raunkiaer plant life forms with revised subdivisions. Ber. geobot. Inst. eidg. tech. Hochschule Rubel 37:
56–73. Morphology Growth form Ecology.
[3] Arno S. F., Hammerly R. P. 1984. Timberline: mountain and arctic forest frontiers. The Mountaineers Seattle (USA).
[4] Tinner W. 2007. Treeline Studies. In: Elias, S.A. (ed.): Encyclopedia of Qua-ternary Science. Elsevier Ltd.
[5] Tinner W., Theurillat J-P. 2003. Uppermost Limit, Extent, and Fluctuations of the Timberline and Treeline Ecocline in the Swiss Central Alps during the Past 11,500 Years. Arctic, Antarctic, and Alpine Research 35: 158–169.
[6] Tuhkanen S. 1993. Treeline in relation to climate, with special reference to oceanic areas. In: Alden J., Mastrantonio J. L., Ødum S. (eds.): Forest Develop-ment in Cold Climates. Plenum Press, NewYork, 115–134.
[7] Grace J., Berninger F., Nagy L. 2002. Impacts of climate change on the tree line. Ann Bot. 2002 Oct; 90 (4) 537–44.
[8] IPCC, 2001. Summary for Policymakers Climate Change 2001: Impacts, Adap-tation and Vulnerability – A Report of Working Group II of the Intergovern-mental Panel on Climate Change.
[9] Wick L., van Leeuwen J. F. N., van der Knaap W. O., Lotter A. F. 2003. Holoce-ne vegetation development in the catchment of Sägistalsee (1935 m asl), a small lake in the Swiss Alps. Journal of Paleolimnology 30: 261–272, 261.
[10] Gobet E., Tinner W., Bigler C., Hochuli P.A., Ammann B. 2005. Early-Ho-locene afforestation processes in the lower subalpine belt of the Central Swiss Alps as inferred from macrofossil and pollen records. The Holocene 15, 5:
672–686.
[11] Kaltenrieder P., Belis C. A., Hofstetter S., Ammanna B., Ravazzi C., Tinner W. 2009. Environmental and climatic conditions at a potential Glacial refugial site of tree species near the Southern Alpine glaciers. New insights from mul-tiproxy sedimentary studies at Lago della Costa (Euganean Hills, Northeastern Italy). Quaternary Science Reviews 28: 2647–662.
[12] Lotter A. F., Birks H. J. B. 2003. The Holocene palaeolimnology of Sägis-talsee and its environmental history – a synthesis. Journal of Paleolimnology 30:
333–342, 333.
[13] Tinner W., Kaltenrieder P. 2005. Rapid responses of high-mountain vege-tation to early Holocene environmental changes in the Swiss Alps. Journal of Ecology 93: 936–947.
[14] Jancsik P. 2009. Retyezát-hegység. Pallas-Akadémia Kiadó, Budapest.
[15] Reuther A. U., Urdea P., Geiger C., Ivy-Ochs, S., Niller H. P., Kubik P. W., Heine K. 2007. Late Pleistocene glacial chronology of the Pietrele Valley, Retezat Mountains, Southern Carpathians constrained by Be exposure ages and pedological investigations. Quaternary International 164–165: 151–169.
[16] Nyárádi, E. I. 1958. Flora si vegetatia Muntilor Retezat. Bucharest.
[17] Buczkó K., Magyari E., Soróczki-Pintér É., Hudák K., Braun M. 2010. Dia-tom- based evidence for abrupt climate changes during the Lateglacial in the South Carpathian Mountains. Central European Geology, in press.
[18] Jackson, S. T., Booth, R.K. 2007. Validation of pollen studies. In: S.A. Elias (editor-in-chief): Encyclopaedia of Quaternary Sciences, 2413–2422. Elsevier Scientific Publishing, Inc.
[19] Ortu, E., Brewer, S., Peyron, O. 2006. Pollen-inferred paleoclimate reconst-ructions in mountain areas: problems and perspectives. Journal of Quarternary Science 21: 615–627.
[20] Birks, H. H. 2007. Plant macrofossil introduction In: S. A. Elias (edi-tor-in-chief): Encyclopedia of Quaternary Science. Elsevier Scientific Publis-hing, Inc. 2266–2288.
[21] Troels-Smith, J. 1955. Characterization of unconsolidated sediments. Dan-marks Geologiske Undersogelse IV, 10: 1–53.
[22] Heiri, O., Lotter, A. F., and Lemcke, G. 2001. Loss on ignition as a method for estimating organic and carbonate content in sediments: Reproducibility and comparability of results. Journal of Paleolimnology 25: 101–110.
[23] Sweeney, C. A. et al. 2004. A key for the identification of stomata of the native conifers of Scandinavia. Review of Palaeobotany and Palynology 128: 281–290.
[24] MacDonald, G. M., Kremenetski, K. V., Beilman, D. W. 2008. Climate change and the northern Russian treeline zone. Phil. Trans. R. Soc. B 363: 2283–2299.
[25] MacDonald, G. M. 2002. Conifer stomata. In: Tracking Environmental Chan-ge Using Lake Sediments, Volume 3: Terrestrial, Algal, and Siliceous Indicators.
Edited by Kluwer Academic Publishers.
[26] Holtmeier, F. K. 2009. Mountain Timberlines: Ecology, Patchiness and Dy-namics. In: Beniston, M. (editor-in-chief): Advances in global change research 36. Springer.
[27] Dullinger, S., Dirnböck, T., Köck, R., Hochbichler, E., Englisch, T., Sauberer, N., Grabherr, G. 2005. Interactions among tree-line conifers: differential effects of pine on spruce and larch. Journal of Ecology 93: 948–957.
[28] Feurdean, A., O. Bennike 2004. Late Quaternary palaeoecological and Pa-leoclimatological reconstruction in the Gutaiului Mountains, NW Romania.
Journal of Quaternary Science 19: 809–827.
[29] Magyari E. K., Jakab G., Braun M., Bálint M., Rácz, I., Buczkó K. 2010. Rapid subalpine vegetation reorganization in the Southern Carpathians in response to Lateglacial and Early Holocene climatic fluctuations. Journal of Quaternay Science, in prep.
[30] Renssen, H., Seppa, H., Heiri, O., Roche, D. M., Goosse, H., Fichefet, T.
2009. The spatial and temporal complexity of the Holocene thermal maximum.
Nature, 2009 May.
[31] Tantau, I., Reille, M., de Beaulieu, J. L., Farcas, S., Brewer, S. 2009. Holo-cene vegetation history in Romanian Subcarpathians. Quarternary Research 72: 164–173.
[32] Kutzbach, J. E., P. J. Guetter 1986. The influence of changing orbital pa-rameters and surface boundary conditions on climate simulations for the past 18,000 years. Journal of the Atmospheric Sciences 43 (16): 1726–1759.
[33] Ravazzi, C., Aceti, A. 2004. The timberline and treeline ecocline altitude during the Holocene Climatic Optimum in the Italian Alps and the Apennines.
In: Antonioli, F., Vai, G. B. (eds.) Climex maps Italy – Explanatory notes.
[34] Heiri, C., Bugmann, H., Tinner, W., Heiri, O., Lischke, H. 2006. A mo-del-based reconstruction of Holocene treeline dynamics in the Central Swiss Alps. Journal of Ecology 94: 206–216.
[35] Birks, H. H. 2001. Plant Macrofissils. In: Smol., J. P., Birks, H. J. B., Last, W.
M. (eds.): Tracking Environmental Change Using Lake Sediments. Vol. 3. Terrest-rial, Algal, and Siliceous Indicators, 49–74. Kluwer Academic Publishers.
[36] Jackson, S. T. 2007. Validation of Pollen Studies. In: Elias, S. A. (ed.):
Encyclopedia of Quaternary Science. Elsevier Ltd.
[37] Gervais, B. R., MacDonald, G. M. 2001. Modern pollen and stomate depo-sition in lake surface sediments from across the treeline on the Kola Peninsula, Russia. Review of Paleobotany and Palynology 114: 223–237.
[38] Talon, B. 2010. Reconstruction of Holocene high-altitude vegetation cover in the French Southern Alps: evidence from soil charcoal. The Holocene 20, 1: 35–44.
[39] Nicolussi, K., Kaufmann, M., Melvin, T. M., van der Plicht, J., Schießling, P., Thurner, A. 2009. A 9111 year long conifer tree-ring chronology for the Eu-ropean Alps: a base for environmental and climatic investigations. The Holocene 19, 6: 909–920.
[40] Mayewski et al. 2004. Holocene climate variability. Quaternary Research 62: 243– 255.
[41] Casalegno, S., Amatulli, G., Camia, A., Nelson, A., Pekkarinen, A. 2009. Vul-nerability of Pinus cembra L. in the Alps and the Carpathian mountains under present and future climates. Forest Ecology and Management 259: 750–761.
[42] Berggren, G. 1964. Atlas of seeds. Part 2. Cyperaceae. Swedish Natural Science Research Council, Stockholm, 68.
[43] Berggren, G. 1981. Atlas of Seeds. Part 3. Salicaceae – Cruciferae. Swedish Museum of Natural History, Stockholm, 259.
[44] Katz, N. J., Katz, S. V., Kipiani, M. G. 1965. Atlas and keys of fruits and seeds occurring in the Quaternary deposits of the USSR. Nauka, Moscow, 365 (in Russian).
[45] Lévesque P. E. M., Dinel H., Larouche A. 1988. Guide to the Identification of Plant Macrofossils in Canadian Peatlands. Land Resource Research Centre, Ottawa.
[46] Bojňanský V., Fargašová A. 2007. Atlas of Seeds and Fruits of Central and Eat- European Flora - The Carpathian Mountains Region. Published by Springer.
[47] Cappers R. T. J., Bekker R. M., Jans J. E. A. 2006. Digitale zadenatlas van Nederland / Digital Seed Atlas of the Netherlands.
[48] Berdanier, A. B. 2010. Global Treeline Position. Nature Education Know-ledge 1 (11): 11.
[49] Magyari E. K., Braun M., Buczkó K., Kern Z., László P., Hubay K., Bálint M. 2009. Radiocarbon chronology and basic characteristics of glacial lake se-diments in the Retezat Mts (S Carpathians, Romania): a window to Lateglacial and Holocene climatic and palaeoenvironmental changes. Central European Geology 52/1. DOI: 10.1556/CEuGeol.52.2009.1.1
[50] Kühl N., Gebhardt C., Litt T., Hense A. 2001. Probability Density Functions as Botanical-Climatological Transfer Functions for Climate Reconstruction.
Quaternary Research 58: 381–392.
Köszönetnyilvánítás
Ezúton szeretném köszönetemet kifejezni mindazoknak, akik segítségemre vol-tak a munkám során. Elsősorban témavezetőmnek, Magyari Enikőnek tartozom köszönettel a kutatás során nyújtott folyamatos segítségéért, iránymutatásáért, a szakmai tanácsokért és az észrevételekért.
Szintén külön köszönet illeti Hilary Birksöt, a Bergeni Egyetem professzorát, aki lehetőséget biztosított arra, hogy a bergeni paleoökológiai laboratórium-ban dolgozhassak, és segítséget nyújtott az üledékszelvény makrofosszíliáinak az elemzésében.
Szeretnék köszönetet mondani Braun Mihálynak és Hubay Katalinnak, akik rendelkezésemre bocsátották a szervesanyagtartalom-mérések eredményeit.
Köszönet illeti Szurdoki Erzsébetet és Papp Beátát, a mohamaradványok elem-zésében nyújtott segítségért.
Végül külön köszönet illeti mindazokat, akiket bár név szerint nem említet-tem meg, mégis hasznos tanácsaikkal, észrevételeikkel nagyban hozzájárultak TDK-dolgozatom létrejöttéhez.
Függelék
I. ábra. A Gales-tó lokális vegetációjának változása a holocén során.
Az ábra elkészítéséhez a pollen-, a sztóma- és a makrofosszília-adatokat is felhasználtam.
Az időszakot a fás szárú vegetáció fajösszetétele szerint osztottam fel öt rövidebb szakaszra, amelyeket különböző szürkeárnyalatokkal jelöltem
II. ábra. Folyamatábra-változások a Gales-tavat körülvevő lokális vegetációban a holocén folyamán. Az egyes ábrák bal oldalán a színkódok az I. ábra felosztása szerinti szakaszokat jelölik.
A kiemelt szín jelzi az illusztrált időszakot
III. ábra. A pollenanalízis eredményeit összefoglaló százalékos pollendiagram.
Mivel az elemzés az üledékszelvény teljes hosszára elkészült, halványszürkével emeltem ki a holocén időszakot. A 2500 év után megjelenő sötétszürke sáv a valószínűsíthető antropogén hatást jelzi.
A sötétszürke kiemelés azokat az időszakokat jelzi, ahol a mikropernye magas koncentrációja erdőtüzekre utal