Meier, D. Kap.2.

Aus: Lozán, J.L. S.-W. Breckle, H.Graßl & D.Kasang (Hrsg.) (2021): Warnsignal Klima: Boden & Landnutzung. Mit 351 Abbildungen, 34 Tabellen & 4 Tafeln. 400 Seiten. ISBN/EAN 978-39820067-58 (Zur Zitierweise - s. letzte Seite des Artikels). 2 FALLBEISPIELE ZU ÄNDERUNGEN DER GLOBALEN LANDBEDECKUNG In diesem Teil des Buches werden bedeutende Veränderungen regionaler Bodenbedeckung beschrieben. Sie unterscheiden sich erheblich. Europa war vor Beginn der neolithischen Agrarrevolution und Gründung von Städten überwiegend waldbedeckt. Danach wurden viele Wälder so stark gerodet, dass es am Ende des Mittelalters sogar einen Holzmangel gab. Holz war damals die Hauptenergiequelle und das wichtigste Baumaterial. Die Eroberung Amerikas im 16. Jahrhundert führte nicht nur zu einem Rückgang der ursprünglichen Bevölkerung, sondern auch zu einer erheblichen Änderung der Bodenbedeckung. Welche Folgen diese Änderungen für das damalige Klima hatten, ist für die Wissenschaft schwer abzuschätzen. Die aktuelle Veränderung an der südlichen Grenze der Taiga hat ebenfalls mit übermäßiger Waldrodung, aber auch mit häufigen Waldbränden infolge zunehmender Trockenheit zu tun. Für die Sahara zeigen Untersuchungen, dass diese nicht immer eine extreme Wüste wie heute war. Nach der letzten Eiszeit gab es dort eine kulturträchtige sahelische Savanne. 2.1 Vorindustrielle Landnutzungsänderungen in Europa Dirk Meier Bezüglich ihrer Auswirkungen auf das Klima werden die prähistorische, mittelalterliche und frühneuzeitliche Landnutzung in Europa zwischen 5000 v. Chr. und 1850 betrachtet. Die Landnutzung intensivierte sich vor allem seit dem Hochmittelalter. Fraglich ist, ob diese das globale Klima beeinflusste oder ob nicht natürliche Faktoren wie die Intensität der Sonne oder Vulkanausbrüche vor 1850 maßgeblicher waren. Pre-industrial land uses in Europe: Regarding their effects on the climate, the prehistoric, medieval and early modern land use in Europe between 5000 BC and 1850 is considered. Land use intensified especially since the High Middle Ages. The question is whether this influenced the climate or whether natural factors such as the intensity of the sun or volcanic eruptions before 1850 were more decisive. Usos preindustriales de la tierra en Europa: En cuanto a sus efectos sobre el clima, se considera el uso prehistórico, medieval y moderno temprano de la tierra en Europa, entre 5000 aC y 1850. El uso de la tierra se intensificó especialmente desde la Alta Edad Media. La pregunta es si esto influyó en el clima o si factores naturales como la intensidad del sol o las erupciones volcánicas anteriores a 1850 fueron más decisivos. Prähistorische Landnutzung Der Übergang von Jäger- und Sammlerkulturen zu bäuerlichen Gesellschaften erfolgte zeitlich und regional unterschiedlich. Am Beginn standen von 12.000–9.500 v. Chr. proto-neolithische Kulturen in der Levante und am mittleren Euphrat. Hier waren Menschen aufgrund des wärmeren Klimas bereits im Alleröd-Interstadial (11.400–10.730 v. Chr.) während des Epipaläolithikums sesshaft geworden. Der Kälterückschlag der Jüngeren Dryaszeit (10.730–9.700 v. Chr.) mit seinen Nahrungsengpässen führte im Vorderen Orient im Präkeramischen Neolithikum zur Nutzung von Wildgetreide und zum ungeregelten Getreideanbau zunächst ohne entsprechendes Wissen und Technologie (Benz 2008). Noch bildete die Subsistenzwirtschaft, insbesondere die Jagd nach Gazellen, die Ernährungsbasis. Eine Domestikation von Tieren geschah erst ab 8.200 v. Chr. Mit dem Keramischen Neolithikum ab 6.500 v. Chr. setzten sich Ackerbau und Viehhaltung im Vorderen Orient zunehmend durch, wobei in Mesopotamien der Bewässerungsfeldbau in der Obed-Zeit um 5.500 v. Chr. begann. Ausgehend vom Vorderen Orient erreichte die Neolithisierung mit dem Übergang von der aneignenden zur produzierenden Lebensweise den mediterranen Raum und über den Balkan um 5.000 v. Chr. Mitteleuropa (Abb. 2.1-1). Nach der langsamen Erwärmung mit Beginn des Holozäns erreichte die Bedeckung der Wälder in den meisten Gebieten Europas mit ca. 70–80% ihr Maximum vor 8000 bis 6000 Jahren, während der mediterrane Raum mit ca. 40% geringer mit Wald bedeckt war (Roberts et al. 2018, Zanon et al. 2018). In Mitteleuropa dominierten Laubbäume die Wälder, während nur in höheren Regionen Nadelbäume wuchsen. Hinsichtlich der Bodeneigenschaften wuchsen Laubbäume vor allem dort, wo auch die Bedingungen für die landwirtschaftliche Nutzung optimal waren. Nachdem während des feuchtwarmen Atlantikums (7.270–3.710 v. Chr.) mit um 1–2 °C höheren Winterund Sommertemperaturen als im 20. Jahrhundert die ersten Siedler der Bandkeramik mit ihren Haustieren entlang von Flüssen in die Waldlandschaft der gemäßigten Klimazone vorstießen, entstanden hier vor allem auf Lössböden gewässernahe Siedlungen. Zunächst befreite man wohl das Ackerland nur von Bewuchs und ließ das Wurzelwerk gefällter Bäume stehen, bevor man zur effektiveren Brandrodung für den Anbau von Emmer, Einkorn, Dinkel, Lein sowie der Hülsenfrüchte Erbse und Linse überging (Meier 2017, 32 ff.; von Schnurbein & von Freeden 2002, 180 ff.). 57 2.1 Dirk Meier Die Folgen der Ausbreitung der Landwirtschaft auf die Waldbedeckung waren regional unterschiedlich, wenn sich diese auch auf den Britischen Inseln vielleicht stärker verringerte als sonst in Europa (Zanon et al. 2018). In Nordeuropa kam es bereits vor der Übernahme des Ackerbaus zu einer Verringerung der Waldbedeckung und zu einer zunehmenden Verdrängung von Laub- durch Nadelbäume. Daher dürften hier klimatische Ursachen wahrscheinlicher sein. Dass in Mittel- und Westeuropa ein Abkühlungstrend nach dem Klimaoptimum im frühen Holozän für den anfänglichen Waldverlust verantwortlich war, ist hingegen nicht anzunehmen, da nach Pollenfunden weniger die Lokalitäten nahe der thermalen Grenze des Baumwachstums (hohe Lagen u. hohe Breiten), sondern die niedrigen Lagen in Mittelund Westeuropa betroffen waren (Fyfe et al. 2015). Als die Neolithisierung in Nordeuropa langsam die Jäger- und Sammlergesellschaften erfasste, begannen Gruppen der mesolithischen Ertebølle-Kultur seit 4.100 v. Chr. kleinflächig mit einem gartenbauähnlichen Hackanbau. An diese Adaptionsphase schloss sich seit 3.500 v. Chr. mit der Trichterbecherkultur im älteren Frühneolithikum eine Akkulturations- oder Transformationsphase an. Mit der Konsolidierungsphase nach 2.750 v. Chr. im jüngeren Frühneolithikum entwickelte sich verbunden mit einem Bevölkerungsanstieg eine vollneolithische Kultur, in der eine Brandrodung die Laubwälder mit ihren Eichen, Linden, Buchen, Haseln, Ulmen, Erlen und Eschen mosaikartig auflichtete (Meier 2017, 37 ff.; 2019, 76 ff). Auf den mit Hacken, Furchenstöcken und später einem Hakenpflug bearbeiteten Feldern wuchsen die mit dem Weizen verwandten Getreidearten Einkorn und Emmer, die Hülsenfrüchte Erbse und Linse sowie Lein, aus dem man Öl und Fasern für die Herstellung von Textilien gewann. Die Monokulturen waren anfällig für Schädlinge. Das Vieh hielt Abb. 2.1-1: Ausbreitung der Neolithisierung in Europa. 58 man zunächst in Pferchen und fütterte es mangels Wiesen mit Blättern von Linden, Eschen und Ulmen, wobei sich letztere stark verminderten, da deren Rückschnitt einen Splintkäfer- und Pilzbefall begünstigte. Dieser Ulmenabfall kennzeichnet in den Pollendiagrammen die vegetationsgeschichtliche Grenze zwischen Atlantikum und Subboreal um 3.710 v. Chr. (Meier 2019). Infolge dieser Bewirtschaftungsform entstanden u.a. in Norddeutschland und auf der Jütischen Halbinsel Heidelandschaften mit Auswaschungsböden (Podsolen). In den Altmoränenlandschaften Schleswig-Holsteins verursachten die Rodungen lokale Bodenerosionen an Geesthängen (Dibbern 2016, Reiss 2005). Als Folge der Aufgabe des bisherigen Landnutzungssystems am Ende der Trichterbecherkultur um 2.800 v. Chr. etablierten sich erneut Wälder auf Kosten von Haselhainen und Erlenbüschen. Mit der Einwanderung der Schnurkeramik-Kulturen im 3. Jahrtausend v. Chr. wurden neben den altbesiedelten Alt- und Jungmoränengebieten in Nordeuropa mit ihren Lehmböden auch die Sandböden auf dem Jütischen Mittelrücken seit 2.850 v. Chr. teilweise entwaldet und genutzt, wo sich infolgedessen Heide ausbreitete (Meier 2017, 45 ff.). Da die Siedlungs- und Wirtschaftsareale aber immer wieder verlegt werden mussten, wuchs auch wieder Wald nach, was prozentuale Angaben zur Waldbedeckung erschwert. Der Übergang zur neolithischen Lebensweise führte auch im alpinen Hochgebirge zu lokalen Umweltveränderungen, die nicht nur die breiten bis in das Alpenvorland reichenden Trogtäler erfassten, sondern auch die inneralpinen Regionen mit ihren schmalen Tälern und begrenzten Nutzflächen. Hier folgten Hirten in einer Transhumanz ihrem Vieh auf die waldfreien Hochweiden, wo sie lokal seit der Bronzezeit (1800–500 v. Chr.) durch Brandrodung die Waldgrenze talwärts verlegten (Meier 2003, 24 ff.; Patzelt 1996). 2. Fallbeispiele über Änderungen der globalen Bodenbedeckung Auch in der Bronzezeit bildete die Agrarwirtschaft die wirtschaftliche Grundlage (Meier 2019, 85 ff.). Da der einfache Feldbau bereits 40–50 ha Fläche benötigte, dürften die Eliten über weit mehr Grundbesitz verfügt haben. Gegenüber dem Neolithikum vermehrten sich die angebauten Kulturpflanzenarten. Neben der wichtigeren Gerste baute man Rispen- und Kolbenhirse, Erbsen, Linsen und Nacktweizen an, während Einkorn zurückging. In der späten Bronzezeit sind erstmals Leindotter, Dinkelweizen, Pferdebohne und Hafer vertreten. Ferner setzte sich der von Rindern gezogene Hakenpflug durch, mit dem man zur Bodenlockerung kreuzweise pflügte. Bevorzugte Siedlungslagen bildeten die leichten Lehmböden der Altmoränen, während die schwerer zu bearbeitenden, lehmigen Jungmoränenböden gemieden wurden. Die starke Nutzung der Sandböden förderte die weitere Ausbreitung der Besenheide ebenso wie Bodenerosionen. Bestanden in der älteren Bronzezeit überwiegend Einzelhöfe, entwickeln sich in der jüngeren seit 1100 v. Chr. weilerartige Siedlungen. Im Vergleich zum Neolithikum hatte sich der Waldbestand weiter verringert, es mehren sich die Anzeichen von Heidebildung vor allem auf den Altmoränen und Sandböden der Niederlande, Norddeutschlands und der Jüttischen Inseln. Von der Römer- zur Völkerwanderungszeit Mit dem Beginn der vorrömischen Eisenzeit um 500 v. Chr. wurde das Klima während des Subatlantikums kühler und regenreicher, bevor in der Römerzeit ein Klimaoptimum (Roman Climate Optimum/RCO) mit einer wärmeren Periode einsetzte (Luterbacher et al. 2016). Baumringjahrkurven belegen zwischen 21–80 n. Chr. Sommertemperaturen über denen zwischen 1971–2000 (Pages 2013). Dabei führten nach dem Aerosol-Klimamodell ECHAM-HAM-SALSA Landnutzungseffekte im Römischen Reich um 100 n. Chr. für Teile Nordafrikas und des Nahen Ostens zu Erwärmungen, während andererseits Aerosolemissionen eine Abkühlung in Mittel- und Osteuropa verursachten, die das kontinentale Klima beeinflusst haben sollen (Gilgen et al. 2019). Die Zunahme der Aerosolpartikel wird mit dem Abbrennen von Weideland begründet. Insgesamt erhöhte die Landnutzung die Landoberflächentemperatur in den Simulationen, während anthropogene Aerosolemissionen diese verringerte. Im waldreichen Mittel- und Nordeuropa (Abb. 2.1-3) umgaben die Siedlungen unregelmäßige kammerartig angelegte, mit Wällen umgebene Ackerfelder, die mehrere 100 ha umfassen konnten. Neben der Düngung mit Humusplaggen bedeutete der von zwei Abb. 2.1-2: Temperaturanomalien seit Chr. Geb., basierend auf Daten von Pages (2019) - doi:10.1038/s41561-0190400-0, einige schwere Vulkanausbrüche und Sonnenfleckenanzahl. Grafik: Dirk Meier. 59 2.1 Dirk Meier Rindern gezogene Pflug mit einem die Schollen wendenden Streichbrett eine Verbesserung. Meist waren den Böden nach 3–5 Jahren die Nährstoffe entzogen. Belegt ist die Düngung mit Plaggen auf Sandböden im Nordseeraum (Meier 2019, 92 ff.). Dabei war ein Großteil der Menschen mit der Nahrungsgüterproduktion beschäftigt. Hypothetisch lässt sich auf 1 ha ein Ernteertrag von 200–300 kg erwirtschaften, das sind gegenüber der mittelalterlichen Dreifelderwirtschaft mit ca. 500 kg wenig. Für die Bearbeitung von 1 ha mit dem Pflug musste man ca. 8–9 Arbeitstage rechnen. Zwei bis drei Arbeitskräfte konnten jährlich ca. 3 ha Acker bestellen und abernten, um damit sechs Erwachsene und einige Kinder zu versorgen. Es überwogen der Anbau von Spelz- und Nacktweizen. Von den alten Spelzweizenarten verschwand Einkorn, auch der Anbau von Emmer ging zurück. Um 100 n. Chr. wurde die Nacktgerste vom Roggen verdrängt. Daneben etablierte sich der Saathafer. Ferner sind Kernobst, Erbse, Linse, Wurzeln und Beeren nachgewiesen. Wichtiger als der Getreideanbau war die Haustierhaltung. Hohe Werte von Wildgräsern in Pollendiagrammen belegen Offenland um die Siedlungen. Nachdem Eisen aus den ausgebeuteten Erzlagerstätten des Mittelgebirgsraums über Austauschbeziehungen den Norden erreichte, begann man auch hier mit der Verarbeitung und schließlich Verhüttung des neuen Materials in Rennfeueröfen. Die beginnende Eisenverhüttung beeinflusste ebenfalls die Waldbedeckung. Infolge der damit verbundenen Eingriffe in den Wald für die Holzbeschaffung als Brennmaterial dehnten sich die Heiden weiter aus. Die Waldbedeckung nahm in der Eisen- und Römerzeit weiter ab, wenn auch prozentuale Angaben schwierig zu erbringen sind (Roberts et al. 2018). Infolge der völkerwanderungszeitlichen Abwanderungen hatte sich in Mittel- und Nordeuropa der Mischwald mit seinen Eichen und Buchen regeneriert, bevor sich dieser aufgrund wieder ausdehnender Landnutzung seit dem frühen Mittelalter auflichtete (Meier 2019, 109 ff). In Ostholstein dürften alle Jungmoränen mit Wald bedeckt gewesen sein, da sich die Siedlungsareale der eingewanderten Slawen auf die Niederungen mit ihren Seen konzentrierten (Meier 2011, 185 ff.). Während der regional differenziert ablaufenden mittelalterlichen Warmzeit (Medieval Climate Anomaly/MCA) zwischen 950–1250 waren viele Sommer mit ihren Dürren mindestens so warm wie zu Beginn des 21. Jahrhunderts (Meier 2012; Neukom et al. 2019; Pages 2019). Das Klimaoptimum belegen Proxydaten (Getreideerntezahlen, Baumringkurven) und physikalische Messungen (Vereisungs- und Gletscherstände). Diese zeigen für Europa vom 11.–13. Jahrhundert signifikante Erhöhungen der Durchschnittstemperatur von 1–2 °C (Glaser 2013, 21-27; Hughes & Diaz 1994; Meier 2012, 16 ff., 242 ff.) mit Dürren wie 1074 und 1077. Daher weitete sich die Landwirtschaft aus. Landnutzung im Mittelalter und Klimawandel Die Migrationen der ausgehenden Völkerwanderungszeit fallen zeitlich zusammen mit der spätantiken Kleinen Eiszeit zwischen 535/536–660 n. Chr., die sich auch auf die nördliche Hemisphäre auswirkte und infolge von Missernten und der Justianischen Pest von 541/542 die Restauration Imperii des oströmischen Kaisers scheitern ließ (Haldon et al. 2018). Als Ursache wird ein unbekannter Vulkanausbruch von 536 in der nördlichen Hemisphäre und der des Ilopango in El Salvador angenommen (Büntgen et al. 2016; Newfield 2018, Stoffel et al. 2015). Letztere Eruption könnte 20–30 km³ pyroklastische Sedimente in die Luft geschleudert haben, was dem Zehnfachen des Materials des Mount St. Helens Ausbruchs von 1980 entspricht (Dull et al. 2001). 60 Abb. 2.1-3: Germania Libera und römische Rhein- und Donauprovinzen mit Rekonstruktion der Vegetation. Gerade die Germania libera prägte noch eine ausgedehnte Naturlandschaft. Nach der Aufgabe des Obergermanischen-Raetischen Limes im 3. Jahrhundert bildete der Rhein die Grenze bis zum Ende des Römischen Reiches. 2. Fallbeispiele zu Änderungen der globalen Landbedeckung Dennoch gab es auch strenge Winter (Meier 2019, 125 ff.). Nach zwei warmen Jahrzehnten Ende des 12. Jahrhunderts fielen die Durchschnittstemperaturen, stiegen dann jedoch, verbunden mit höherer Sonnenaktivität seit 1261, kurzzeitig wieder an (Jirikowic 1994; Vieira et al. 2011). Noch florierte in England der Weinanbau, wenn diesen auch Honig und Gewürze trinkbar machten. Während des anschließenden Solarminimums (Wolfminimum 1282–1342) in der frühen Kleinen Eiszeit wurde es wieder kälter. Neben den Solarzyklen beeinflussten das Klima Änderungen ozeanisch-atmosphärischer Zirkulationssysteme und Vulkaneruptionen. Größere Ausbrüche traten von 1000–1500 in Italien (Ätna 1169), Island (Hekla 1104), China (Paektusan 946) und Indonesien (Samalas/Lombok 1257) auf. Globale Auswirkungen hatte 1452/53 der Ausbruch des Kuwae auf Vanuatu im Pazifik als einer der schwersten Eruptionen der letzten 10.000 Jahre (Witter & Self 2007). Längere Winter und kühlere Sommer in Europa waren die Folge. Eisbohrkerne bestätigen Kaltphasen mit dem frühen Beginn der Kleinen Eiszeit um 1300 und weitere kalte Perioden von 1400–1500 (Behringer et al. 2005). Große Flüsse wie Rhein, Elbe, Rhône, Loire, Po und Tiber froren bis ins späte Frühjahr hinein zu. Mit der Schneeschmelze kam es zu Überschwemmungen. Besonders das nach Starkregen 1342 eintretende Magdalenenhochwasser war katastrophal. Der Weinanbau in England wurde 1250 aufgegeben, im Elsaß erfroren 1294 die Rebstöcke. Vom 14.–16. Jahrhundert verminderten sich warme Sommer stark. Starkregen führte in den Gebirgen zu Hangrutschungen von Böden, zu denen der Mensch durch Rodungen beigetragen hatte (Bork et al. 1998). Im Nordseeraum traten nach Deichbrüchen im 14. Jahrhundert große Landverluste in den urbar gemachten ehemaligen Moorgebieten ein, wo die Kulturböden teilweise unter dem mittleren Tidehochwasser gesackt waren. Salztorfabbau begünstigte die Schadenauswirkungen noch (Meier et al. 2013; Meier 2018). Diese Wetterextreme waren wohl auch eine Folge des Übergangs vom wärmeren Klima des mittelalterlichen Klimaoptimums zum kälteren der Kleinen Eiszeit und dürften relevant für Missernten, daraus resultierenden Hunger zwischen 1315–1318, erhöhte Krankheitsanfälligkeit und Pest, verminderte Reproduktionsraten, Viehseuchen, Landflucht, Wüstungsprozesse, Teuerung, Kriminalität, Pogrome und Verelendung gewesen sein. Die Katastrophen trafen auf eine Bevölkerung, die in West- und Mitteleuropa seit dem 11./12. Jahrhundert stark angestiegen war (Meier 2012; 2019, 127 ff.). Um 1300 lebten in England ca. 4,5, in Frankreich 21 und in Deutschland 14 Mio. Menschen. Die Bevölkerungszunahme und der Landesausbau führten zu platzkon- stanten Dörfern mit Mühlen, Kirchen und technisch aufwendigeren Bauernhäusern, Veränderungen der Siedlungsstruktur, Herrschaft und Sozialordnung sowie technischen Innovationen in der Agrarwirtschaft. Daher wurden für den Roggenanbau die Marschen mit ihren vermoorten Sietländern eingedeicht und entwässert sowie die Wälder gerodet. Nach bodenkundlichen und pollenanalytischen Daten hat man in Mitteleuropa für 650 den Waldanteil der Vegetation auf 93% geschätzt, der sich um 1310 infolge des hochmittelalterlichen Landesausbaus auf 15% verringerte, während man anstatt 5% nun 82% der Fläche landwirtschaftlich nutzte (Bork et al. 1998, 174 ff.). Ob dies – wie Bork et al. (1998, 250) annehmen – im Spätmittelalter Großwetterlagen beeinflusste und Witterungsextreme verursachte, muss hypothetisch bleiben. Den Umfang der Rodungen belegen indirekt die heutigen Wälder, die fast alle auf mittelalterlichen Kulturböden wachsen. Nur allgemein kann nach Pollenanalysen schätzen, dass die Waldbedeckung in Mitteleuropa von 60% in der Völkerwanderungszeit auf ein Minimum von knapp über 40% um 1850 abnahm (Roberts et al. 2018). Der Bedarf an Bauholz und Brennmaterial wuchs auch aufgrund des höheren Lebens- und Baustandards in den neuen Städten und auf dem Land. Holz diente auch als Baumaterial für die größeren Schiffe, die notwendige Massengüter beförderten. Zudem verursachten die von den Bauern in den Wald getriebenen Rinder, Pferde, Schweine, Schafe, Ziegen und Gänse Bewuchsschäden (Abb. 2.1-4). Der Wald lieferte auch Feuerholz, Gerbrinde, Streumaterial. Dichter und bewirtschafteter Wald (aufgelichteter Hudewald) und baumfreie Weide gingen ineinander über. Wald und Weide bildeten einen einheitlichen Nutzungsraum außerhalb der die Dörfer umgebenen Kernfluren. Die Ackerflächen waren ungeschützt den Abtragungskräften von Wind und Regen preisgegeben. Ursprünglich brachen die Bauern nach der Rodung in einer FeldGras-Wirtschaft ein Stück Land für den Getreideanbau um. Die Feldflur teilte man in Streifen (Kampen), die durch kreisförmiges Pflügen zu Wölbäckern aufgehöht wurden. Ausgehend von den Getreidelandschaften in Nordfrankreich begann seit dem 11. Jahrhundert die Ausbreitung der Dreifelderwirtschaft mit unterschiedlicher Fruchtfolge und Brachjahr. Diese erhöhte die Erträge und verteilte die Arbeiten auf das ganze Jahr. Das wichtigste Brotgetreide bildete aufgrund seiner Winterfestigkeit und guten Erträge der Roggen, während der Anbau des anspruchsvolleren Weizens im kälteren und niederschlagsreichen Norden weniger bedeutend war. Ferner wurden Gerste, Hafer, Dinkel, Emmer, Hanf und Hirse angebaut. Von den Slawen übernahm 61 2.1 Dirk Meier man den Buchweizen als Brotfrucht. Im Garten und eigenem Hofland wuchsen Früchte, Gemüse- und Gewürzpflanzen. Die Agrarintensivierung optimierten technische Innovationen. Den Hakenpflug mit kleinen Streichbrettern, der den Boden nur anritzte, aber nicht umwühlte, verdrängte der die Scholle wendende Beetpflug (Abb. 2.14). Statt eines Lederriemens an einer Deichsel erhielten die mit Hufeisen beschlagenen Pferde ein Kummet als gepolsterten Lederkragen, das ihre Kraft steigerte. Während sich in Nordeuropa deren Verwendung als Zugtiere vor Eggen und schweren Pflügen ausbreitete, blieben in Mitteleuropa Ochsen üblich. Für die Getreideernte zur Vermeidung von Körnerverlust diente die Bogensichel. Die ursprünglich zur Heu- und Wiesenbewirtschaftung benutzte Sense (Abb. 2.1-4) setzte sich erst seit dem 14. Jahrhundert in hoch entwickelten Getreidelandschaften Nordfrankreichs, Flanderns und im Rheinland durch. Infolge des Brotgetreidebedarfs rückte der Ackerbau auch auf unrentable Sandböden auf den Geestflächen der Niederlande, Norddeutschlands und Dänemarks vor, die man mit Humusplaggen aus den Wäldern düngte. Aufgrund der ständigen Humusentnahme degenerierten hier die Böden. So führte der ewige Roggenanbau auf immer denselben Feldern der Plaggenwirtschaft zu ausgedehnten Besenheiden. Schließlich verursachte das weitere Abstechen der Heideböden die Bildung von »Sandwüsten« auf den Geestflächen der Niederlande, Nordwestdeutschlands und Jütlands. Landnutzung in der frühen Neuzeit und Klimawandel Nachdem zwischen 1500–1618 die Bevölkerung nach Investitionen in die Agrarwirtschaft wieder anstieg, bedeuteten der Dreißigjährige Krieg und der Große Nor- dische Krieg anthropogene Katastrophen. Zudem kam es zu Missernten aufgrund der Kleinen Eiszeit, die mit zwei sehr kalten Zeiträumen zwischen 1570–1630 und 1675–1715 bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts anhielt (Abb. 2.1-2). Im Nordseeraum bildete die Weihnachtsflut von 1717 die größte Naturkatastrophe der Neuzeit (Meier 2011, 2018; Meier et al. 2013). Die Landverluste glichen jedoch teilweise Neubedeichungen wieder aus, da sich ausgehend von den Niederlanden seit dem 16./17. Jahrhundert technische Innovationen im Küsteningenieurswesen und in der Entwässerung sowie profitablere Agrartechniken in der Milchwirtschaft und im Rapsanbau verbreiteten. Das »Jahr ohne Sommer« 1816 infolge des Ausbruchs des Tambora auf der Insel Sumbawa östlich von Java 1815 verstärkte die Abkühlung erneut. Das Ende der Kleinen Eiszeit markiert in Irland die Große Hungersnot von 1845–1852. In dieser Zeit wuchsen nicht nur die Gletscher in den Alpen und Skandinavien sowie das Packeis an, sondern die Winter dauerten länger und die kühlen Sommer brachten höhere Niederschläge. Als Ursache der Kleinen Eiszeit gelten ein verstärkter Vulkanismus, veränderte Meeresströmungen verbunden mit abnehmenden Sonnenaktivitäten des Maunder-Minimums von 1645–1715 (Jungclaus et al. 2018; Krämer 2014). Selbst in Frankreich führte der Temperaturrückgang von 1692–1698 aber auch davor und danach zu Hungerwintern. Der strenge Winter 1708/09 ließ die Ostseeküsten vereisen. Nach dem Ausbruch des Laki-Kraters 1783/84 auf Island registrierte man in Europa ein nebeliges Wetter sowie einen harten Winter mit katastrophalen Frühjahrshochwässern. In den nasskalten Sommern verfaulte der Weizen. Teuerung, Mangelernährung und Seuchen bedingten soziale Spannungen und Hexenwahn. Misswirtschaft, Hunger und Sozialkrisen trugen Abb. 2.1-4: Kalenderblätter März (Pflügen des Ackers mit Ochsen vor dem Beetpflug und Beschneiden der Weinstöcke), Juni (Heumachen mit der Sense) und November (Eichelmast) im Stundenbuch des Herzogs von Berry (Les Très Riches Heures du Duc de Berry), um 1410-1416. 62 2. Fallbeispiele zu Änderungen der globalen Landbedeckung zwar zum Ausbruch der Französischen Revolution 1789 bei, führten aber auch zu Agrarreformen und zur Ablösung der starren Feldgemeinschaft durch Individualbesitz (Meier 2019, 160 ff., 164 ff.). Allerdings erhöhten diese mit der Diversifizierung der Fruchtfolgen (Kartoffeln, Rüben, Klee) die CO2-Assimilation, die bis dahin stärker Acker- und Grünland sowie Brache banden (Bork et al. 1998, 211 ff.). Anders als die Agrarreformen scheiterten die 1759 begonnenen Kultivierungsversuche der jütischen Heiden durch in das Land geholte süddeutsche Kolonisten (Meier 2019, 168 ff.). Mit der Ausweitung der Agrarwirtschaft verringerte sich die Fläche der Laubwälder weiter, die schätzungsweise von 1750 bis 1850 um ca. 190.000 km² abnahmen (Naudts et al. 2016). Um 1850 hatte der europäische Wald seine minimale Ausdehnung erreicht, um dann bis zur Gegenwart wieder um ca. 10% zuzunehmen. In Ländern wie Deutschland, Belgien und der Schweiz ersetzte man ab 1800 infolge einer intensiveren Waldbewirtschaftung Laub- durch Nadelwälder, in weiteren Ländern setzte dieser Prozess ab 1850 ein. So erhöhte sich der Anteil der Nadelwaldfläche von ca. 29% um 1600 auf ca. 56% in der Gegenwart bzw. um 539.000 km². Durch die Einführung neuer Baumarten in einigen Regionen, in denen sie vorher nicht heimisch waren, veränderte sich die Artenzusammensetzung in europäischen Wäldern massiv (McGrath et al. 2015). Vereinfachend lässt sich annehmen, dass im Zeitraum zwischen der größten und der geringsten Waldausdehnung in Europa, vor etwa 6000 Jahren und 1850, sich der Anteil der Waldbedeckung von 70–80% auf ca. 40% bis zur Gegenwart halbierte, wobei sich aufgrund der spärlichen Pollendaten die Mittelmeerregion nur schwer einschätzen lässt. Ein Blick auf die Karte des Roggen- und Haferanbaus in Deutschland um 1908 verdeutlicht den Wandel hin zu einer intensiv genutzten Agrarlandschaft (Abb. 2.1-5). Klimatische Effekte China, Amerika und Afrika hat bei einigen Klimatologen die Frage aufkommen lassen, ob der Mensch nicht schon seit dem mittleren Holozän ab ca. 5000 v. Chr. das globale Klima beeinflusste. Dabei soll nach He et al. (2014) die weltweite Änderung der Landbedeckung zwischen dem mittleren Holozän und dem Beginn der Industrialisierung infolge der Freisetzung von Kohlendioxid durch Entwaldung eine Erhöhung der globalen Temperatur um 0,9 °C bewirkt haben. Auch andere Treibhausgase wie Methan und Distickstoffoxid seien durch die Ausweitung der Landwirtschaft nennenswert emittiert worden. Zwar wurde in antarktischen Eisbohrkernen eine Zunahme der CO2-Konzentration zwischen etwa 3.000 v. Chr. und der vorindustriellen Zeit um 20 ppm festgestellt, ob dies aber eine Folge anthropogener Landnutzungsmaßnahmen ist, wird jedoch mittlerweile bezweifelt und stattdessen auf den Ozean als wichtige Quelle verwiesen (Brovkin et al. 2019) Im Gegensatz zu den genannten biogeochemischen Wirkungen auf das Klima, die sich aufgrund der langen Verweilzeit der Treibhausgase global auswirken, werden die regionalen biogeophysikalischen Effekte als durchaus relevant eingeschätzt. Die Umwandlung von Wald in hellere landwirtschaftliche Flächen bewirkt einerseits einen Abkühlungseffekt, weil durch die höhere Albedo (Maß für Rückstrahlvermögen) mehr Sonnenstrahlung reflektiert wird. Andererseits speichert und verdunstet die Vegetation weniger Wasser als Wälder, was den Abkühlungseffekt durch Verdunstung reduziert und die bodennahe Temperatur erhöht. Zusätzlich bilden sich bei einer geringeren Verdunstung weniger Wolken, wodurch mehr Sonnenstrahlung den Boden erreicht und erwärmt. Welcher dieser teilweise gegenläufigen Effekte überwiegt, ist sowohl nach Jahreszeit als auch lokal verschieden und schwierig abzuschätzen. Im Winter dominiert besonders in Regionen mit starker Schneebedeckung der Albedo-Effekt, sodass die Entwaldung geringere Temperaturen verursacht. Abb. 2.1-5: Roggen- und Haferanbau in Deutschland. Quelle: Meyers Die durch die Neolithisierung bedingten Kleines Konversationslexikon. Bibliographisches Institut (Leipzig und Eingriffe in die Wälder in Europa, Indien, Wien 1908). 63 2.1 Dirk Meier LITERATUR BEHRINGER, W., H. LEHMANN & Chr. PFISTER (Hrsg.) (2005): Kulturelle Konsequenzen der »Kleinen Eiszeit«. Cultural Consequences of the »Little Ice Age«. Veröffentlichungen des Max-Planck-Instituts für Geschichte 212. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen. 514 S. BENZ, M. (²2008): Die Neolithisierung im Vorderen Orient. Theorien, archäologische Daten und ein ethnologisches Modell. Studies in Early Near Eastern Production, Subsistence, and Environment 7. Ex oriente, Freie Universität Berlin. 261 S. BROVKIN, V., LORENZ, S., RADDATZ, T., ILYINA, T., STEMMLER, I., TOOHEY, M. & M. CLAUSSEN (2019): What was the source of the atmospheric CO2 increase during the Holocene? Biogeosciences 16, 2543–2555. BORK, H.-R., H. BORK, C. DALCHOW, B. FAUST, H.-P. PIORR & T. SCHATZ (1998): Landschaftsentwicklung in Mitteleuropa. Wirkungen des Menschen auf Landschaften. Klett-Perthes, Gotha–Stuttgart. 328 S. BÜNTGEN, U., V. MYGLAN, F. LJUNGQVIST et al. (2016): Cooling and societal change during the Late Antique Little Ice Age from 536 to around 660 AD. Nature Geoscience 9, 231–236. https://doi.org/10.1038/ngeo2652. DIBBERN, H. (2016): Das trichterbecherzeitliche Westholstein: Eine Studie zur neolithischen Entwicklung von Landschaft und Gesellschaft. Frühe Monumentalität und soziale Differenzierung 8. Habelt, Bonn. 302 S. DULL, R. A., J. R. SOUTHON & P. SHEETS (2001): Volcanism, Ecology and Culture: A Reassessment of the Volcán Ilopango Tbj eruption in the Southern Maya Realm. Latin American Antiquity 12/1, 25–44. FYFE, R.M., J. WOODBRIDGE & N. ROBERTS (2015): From forest to farmland: pollen inferred land cover change across Europe using the pseudobiomization approach. Global Change Biology 21, 1197–1212. GLASER, R. (2013): Klimageschichte Mitteleuropas. 1000 Jahre Wetter, Klima, Katastrophen. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt. 272 S. GILGEN, A., S. WILKENSKJELD, J. O. KAPLAN, T. KÜHN & U. LOHMANN (2019): Effects of land use and anthropogenic aerosol emissions in the Roman Empire. Climate of the Past 15, 1885–1911, https://doi.org/10.5194/cp-15-1885-2019. HALDON, J., H. ELTON, S. R. HUEBENER, A. IZDBEBSKI, L. MORECHAI & T. P. NEWFIELD (2018): Plagues, climate change, and the end of an empire: A response to Kyle Harper‘s The Fate of Rome (1): Climate. History Compass. November 2018, doi:10.1111/hic3.12508. HE, F., VAVRUS, S. J., KUTZBACH, J. E., RUDDIMAN et al. (2014): Simulating global and local surface temperature changes due to Holocene anthropogenic land cover change, Geophysical Research Letters, 41, 623–631, doi:10.1002/2013GL058085, 2014. HUGHES, M. K. & H. F. DIAZ (1994): Was there a »medieval warm period«, and if so, where and when. Climatic Change 26, 109–142. JIRIKOWIC, L. & P. E. DAMON (1994): The Medieval Solar Activity Maximum. Climatic Change 1994, doi:10.1007/BF01092421. JUNGCLAUS, J. H., E. MORENO-CHAMARRO & J. LUTERBACHER: Dynamische Ursachen der extrem kalten Winter während der »Kleinen Eiszeit« in Europa. In: J. L. Lozán, S. W. Breckel, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (2018), Warnsignal Klima. Extremereignisse. Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg. 259–264. KRÄMER, D. (2014): Der Ausbruch des Tambora und das »Jahr ohne Sommer«. In: G. Jasper Schenk, M. Juneja, A. Wiecorek & C. Lind: Mensch, Natur, Katastrophe. Von Atlantis bis heute. Publikationen der Reiss-Engelhorn-Museen 62. Schnell+Steiner, Mannheim, 79–84. LUTERBACHER, J., J. P. WERNER, J. E. SMERDON et al. (2016): European summer temperatures since Roman times. Environmental Research Letters, IOP Publishing, 2016, 11 (2), 10.1088/17489326/11/2/024001. hal-01457732. MCGRATH, M. J., LUYSSAERT, S., MEYFROIDT, P. et al. (2015): Reconstructing European forest management from 1600 to 2010, Biogeosciences, 12, 4291–4316, https://doi.org/10.5194/bg-124291-2015. MEIER, D. (2003): Siedeln und Leben am Rande der Welt zwischen Steinzeit und Mittelalter. Theiss, Stuttgart [zugleich Wiss. Buchge- sellschaft, Darmstadt] 102 S. MEIER, D. (2011): Die Schäden der Weihnachtsflut von 1717. Die Küste. Archiv für Forschung und Technik an der Nord- und Ostsee. Heft 78, 259–294. https://izw.baw.de/die-kueste/0/k078106. pdf. MEIER, D. (2012): Entwicklung von Klima, Natur und Umwelt im hohen und späten Mittelalter zwischen Klima Optimum und Kleiner Eiszeit. In: C. Frey & S. Krich, Adel und Bauern in der Gesellschaft des Mittelalters. Internationales Kolloquium zum 65. Geburtstag von Werner Rösener. Siedlungen u. Texte zur Geistes- u. Sozialgeschichte des Mittelalters 6. Didymos, Memmingen, 15–44. MEIER, D. (2017): Menschen in Bewegung. Schleswig-Holstein als Ein- und Auswanderungsland von der Prähistorie bis zur Gegenwart. Boyens, Heide. 192 S. MEIER, D. (2018): Wetterextreme an der südlichen Nordseeküste vom Mittelalter bis zur frühen Neuzeit. In: Lozán, J. L. S., Breckle, D. & R. Weisse (Hrsg.), Warnsignal Klima: Extremereignisse 56–62. MEIER, D. (2019): Schleswig-Holstein. Eine Landschaftsgeschichte. Boyens, Heide. 229 S. MEIER, D., H. J. KÜHN & G. J. BORGER (2013): Der Küstenatlas. Das schleswig-holsteinische Wattenmeer in Vergangenheit und Gegenwart. Boyens, Heide. 192 S. NAUDTS, K. Y., CHEN, M. J., MCGRATH et al. (2016): Forest management: Europe’s forest management did not mitigate climate warming, Science 351, 6273, 597–599. NEUKOM, R., N. STEIGER, J. J. GÓMEZ-NAVARRO et al. (2019): No evidence for globally coherent warm and cold periods over the preindustrial Common Era. Nature 24. Juli 2019, doi:10.1038/s41586-019-1401-2. NEWFIELD, T. P. (2018): The Climate Downturn of 536–50. In: The Palgrave Handbook of Climate History. Palgrave Macmillan, 2018, 447–493, doi:10.1057/978-1-137-43020-5_32. PAGES 2k Network (2013): Continental-scale temperature variability during the past two millennia. Nature Geoscience 6, Nr. 5, Februar 2013: 339–346, doi:10.1038/ngeo1797. PAGES 2k Consortium (2019): Consistent multidecadal variability in global temperature reconstructions and simulations over the Common Era. In: Nature Geoscience. 24. Juli 2019, doi:10.1038/ s41561-019-0400-0. PATZELT, G. (1996): Modellstudie Ötztal – Landschaftsgeschichte im Hochgebirgsraum Mitteilungen der Österreichischen Geographischen Gesellschaft 138. 53–70. REISS, S. (2005): Langfristige Wirkungen der Landnutzung auf den Stoffhaushalt in der Dithmarscher Geest seit dem Neolithikum. Diss. Universität Kiel. 202 S. urn:nbn:de:gbv:8-diss-14327. ROBERTS, N., FYFE, R.M., WOODBRIDGE et al. (2018): Europe’s lost forests: a pollen-based synthesis for the last 11,000 years. Scientific Reports 8, 1–8, doi: 10.1038/s41598-01718646-7. STOFFEL, M., KHODRI, Chr. CORONA et al. (2015): Estimates of volcanic-induced cooling in the Northern Hemisphere over the past 1,500 year. Nature Geoscience. Oktober 2015, doi:10.1038/ ngeo2526. VIEIRA, L. E. A., S. K. SOLANKI, N. A. KRIVOVA & I. USOSKIN (2011): Evolution of the solar irradiance during the Holocene. Astronomy & Astrophysics – The Sun 2011, doi:10.1051/0004-6361/201015843. von SCHNURBEIN, R. & U. von FREEDEN (Hrsg.) (2002): Germanica. Unsere Vorfahren von der Steinzeit bis zum Mittelalter. Weltbild, Augsburg. 519 S. WITTER, J. B. & S. SELF (2007): The Kuwae (Vanuatu) eruption of AD 1452: potential magnitude and volatile release. Bulletin of Volcanology 69, 301–318. ZANON M., BASIL, A. S. D., MARQUER et al. (2018): European Forest Cover During the Past 12,000 Years: A Palynological Reconstruction Based on Modern Analogs and Remote Sensing. Front. Plant Sci. 9: 253, doi: 10.3389/fpls.2018.00253. Kontakt: Dr. habil. Dirk Meier 25764 Wesselburen www.kuestenarchaeologie.de Dr.Dirk.Meier@gmail.com Meier, D. (2021): Vorindustrielle Landnutzungsänderung in Europa. In: Lozán J. L., S.-W. Breckle, H. Graßl & D. Kasang (Hrsg.). Warnsignal Klima: Boden & Landnutzung. S. 57-64. Online: www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.boden-landnutzung.07 64