Holocene forest and land-use history of the Erzgebirge,central Europe: a review of palynological data

The ongoing ecological conversion of mountain forests in central Europe fromwidespread Picea monocultures to mixed stands conceptually also requires ahistorical perspective on the very long-term, i.e. Holocene, vegetation andland-use dynamics. Detailed sources of information for this arepalynological data. The Erzgebirge in focus here, with a maximumheight of 1244 m a.s.l., represents an extreme case of extensive historicaldeforestation since the Middle Ages due to mining, metallurgy, and otherindustrial activities, as well as rural and urban colonisation. For thisregional review we collected and evaluated 121 pollen diagrams of differentstratigraphic, taxonomic, and chronological resolution. This number makesthis region an upland area in central Europe with an exceptionally highdensity of palynological data. Using well-dated diagrams going back to theearly Holocene, main regional vegetation phases were derived: the Betula-Pinus phase (ca.11 600-10 200 cal yr BP), the Corylus phase (ca. 10 200-9000 cal yr BP), the Picea phase(ca. 9000-6000 cal yr BP), the Fagus-Picea phase (ca. 6000-4500 cal yr BP), theAbies-Fagus-Picea phase (ca. 4000-1000 cal yr BP), and the anthropogenic vegetation phase (ca.1000-0 cal yr BP). Some diagrams show the presence or even continuous curvesof potential pasture and meadow indicators from around 2000 cal BCE at theearliest. Even cereal pollen grains occur sporadically already before theHigh Medieval. These palynological indications of a local prehistoric humanimpact also in the higher altitudes find parallels in the(geo-)archaeologically proven Bronze Age tin placer mining and in thegeochemically proven Iron Age metallurgy in the Erzgebirge. The pollen datashow that immediately before the medieval clearing, i.e. beginning at theend of the 12th century CE, forests were mainly dominated by Fagus and Abies andcomplemented by Picea with increasing share towards the highest altitudes.According to historical data, the minimum of the regional forest cover wasreached during the 17th-18th centuries CE. The dominance of Picea in modernpollen spectra is caused by anthropogenic afforestation in the form ofmonocultures since that time. Future palynological investigations,preferably within the framework of altitudinal transect studies, should aimfor chronologically and taxonomically high-resolution and radiometricallywell-dated pollen diagrams from the larger peatlands. Kurzfassung Der okologische Umbau der Gebirgswalder in Mitteleuropa vonvorherrschenden Picea-Monokulturen zu gemischten Bestanden erfordertkonzeptionell auch eine historische Perspektive auf die sehr langfristige,das heisst holozane Vegetations- und Landnutzungsdynamik. Einedetailreiche Informationsquelle dafur sind palynologische Daten. Dashier im Fokus stehende, maximal 1244 m NN hohe Erzgebirge reprasentierteinen Extremfall flachendeckender historischer Entwaldung seit demMittelalter durch Bergbau, Metallurgie, weitere industrielle Aktivitatensowie bauerliche und stadtische Kolonisation. Fur diesesregionale Review wurden durch uns 121 Pollendiagramme unterschiedlicherstratigraphischer, taxonomischer und chronologischer Auflosung gesammeltund evaluiert. Diese Anzahl macht diese Region zu einem Gebirgsareal inMitteleuropa mit einer besonders hohen Dichte an palynologischen Daten.Anhand zeitlich bis in das Fruhholozan zuruckreichender, gutdatierter Diagramme wurden regionale Hauptvegetationsphasen abgeleitet:Betula-Pinus-Phase (ca. 11 600-10 200 cal yr BP), Corylus-Phase (ca. 10 200-9000 cal yr BP), Picea-Phase (ca. 9000-6000 cal yr BP), Fagus-Picea-Phase (ca. 6000-4500 cal yr BP), Abies-Fagus-Picea-Phase (ca. 4000-1000 cal yr BP) und anthropogene Phase (ca. 1000-0 cal yr BP). Einige Diagramme zeigen das Vorhandensein oder sogarkontinuierliche Kurven potenzieller Weide- und Wiesenindikatoren abfruhestens etwa 2000 cal BCE. Auch Getreidepollen kommen vereinzeltschon vor dem Hochmittelalter vor. Diese palynologischen Hinweise auf einenlokalen prahistorischen menschlichen Einfluss auch in den hoherenGebirgslagen finden Parallelen in dem (geo-)archaologisch nachgewiesenenbronzezeitlichen Zinn-Seifenbergbau und in der geochemisch nachgewieseneneisenzeitlichen Metallurgie im Erzgebirge. Die Pollendaten zeigen, dassunmittelbar vor der mittelalterlichen Rodung, das heisst beginnend amEnde des 12. Jahrhunderts, in allen Hohenzonen des Gebirges dieWalder durch Fagus und Abies dominiert waren, erganzt durch einen zunehmendenAnteil von Picea in den Hochlagen. Das Minimum der regionalen Waldbedeckung wurdenach historischen Daten im 17.-18. Jahrhundert erreicht. Die Dominanz vonPicea in modernen Pollenspektren wurde durch anthropogene Aufforstungen in Formvon Monokulturen seit dieser Zeit verursacht. Kunftige palynologischeUntersuchungen, bevorzugt im Rahmen von Hohentransekt-Studien, solltenauf chronologisch und taxonomisch hoch aufgeloste sowie radiometrischgut datierte Pollendiagramme aus grosseren Mooren zielen.