Ziel dieser Arbeit ist es, die Grenze, den Übergang vom Pleistozän zum Holozän, zu "erbohren" um somit die holozänen Auensedimente quantifizieren zu können. Dieser Übergang kennzeichnet sich oftmals durch Schotterablagerungen, die wiederum nur bei entsprechend hoher Transportrate des Flusses verfrachtet werden konnten. Die daraus gewonnenen Bohrkerne wurden hinsichtlich verschiedener Kriterien (Bodenart, Kalkgehalt, Farbe, oxidative/reduktive Merkmale, Humusgehalt usw) aufgenommen, eingemessen und visualisiert.
Der globale Umweltwandel hat einen wichtigen Einfluss auf die Mensch-Umwelt-Beziehung und erfährt eine stets wachsende gesellschaftliche Bedeutung. All diese Veränderungen im Umweltsystem haben beispielsweise auch Einfluss auf Flüsse und ihre Einzugsgebiete. Fließendes Wasser als eine der wichtigsten formbildenden Kräfte der Erdoberfläche nimmt in der Geomorphologie eine besondere Stellung ein. Fluviale Prozesse haben einen maßgeblichen Anteil daran, wie sich das heutige Landschaftsbild darstellt. Entsprechend der naturräumlichen Gegebenheiten entstanden so unterschiedliche Fluss- und Talsysteme. Der Mensch als gestaltender Akteur seiner Umwelt beeinflusste in seiner Geschichte vor allem durch Ackerbau und der Anlage von Siedlungen grundlegend das Landschaftsbild. Seit Beginn des Neolithikums ist eine deutliche Zunahme an Bodenabtrag festzustellen. Um auch zukünftig Vorhersagen über die Auswirkungen menschlichen Handelns zu treffen, bedarf es der Untersuchung vergangener Auswirkungen. Die Erkenntnisse dazu lassen sich aus entsprechenden Geoarchiven entnehmen. In diesem Zusammenhang entstanden die für diese Arbeit durchgeführten Untersuchungen im Rahmen des DFG geförderten Projekts: "Siedlungs- und Landschaftsgeschichte der Nördlichen Frankenalb zur Bronze- und Eisenzeit". Dabei gilt es herauszufinden, inwiefern die Sesshaftwerdung des Menschen und die damit verbundenen Eingriffe in die Umwelt die Bodenerosion gefördert haben.
Kolluvien und Auensedimente gelten als korrelate Sedimente der Bodenerosion und wurden mit Hilfe von Rammkernsondierungen im Einzugsgebiet des Schöpfleinsgrabens (9 km²) erbohrt (Abb. 1). Anhand der Bohrungen soll festgestellt werden, wie viel Sedimentmaterial in der Aue, seit Beginn der ackerbaulichen Nutzung abgelagert wurde. Zunächst ist es notwendig, die jeweiligen Flächen als Auen abzugrenzen und auszuweisen. Erst dann kann das darin enthaltene Sedimentvolumen bestimmt werden.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Stand der Forschung
2.1 Beschreibung und Klassifikation des Flusssystems
2.2 Die Stellung von Auensedimenten innerhalb der fluvialen Geomorphodynamik im Spätglazial und Holozän
2.3 Modelle zur Landschaftsentwicklung und Einflussnahme des Menschen
2.4 Berechnung des Sedimentvolumens holozäner Auensedimente – verschiedene Quantifizierungsmethoden
3. Das Untersuchungsgebiet
3.1 Lage und Abgrenzung
3.2 Geologie
3.3 Relief und Böden
3.4 Hydrologie
3.5 Klima
3.6 Landschafts- und Siedlungsgeschichte
4. Arbeitsmethoden
4.1 Geländearbeit
4.2 Sedimentanalyse
4.3 GIS-Analyse und Ermittlung der Auenfläche
4.4 Fehlerberechnung und Berechnung der Durchschnittsmächtigkeit
5. Ergebnisse
5.1 Profilbeschreibung und Errechnung der Sedimentmächtigkeiten an den Profilen im Einzugsgebiet des Schöpfleinsgrabens
5.1.1 Oberlauf 1
5.1.2 Oberlauf 2
5.1.3 Mittellauf
5.1.4 Unterlauf 1
5.1.5 Einzelbohrung
5.1.6 Unterlauf 2
5.1.7 Unterlauf 3
5.2 Berechnung der Auenfläche
5.3 Berechnung des Sedimentvolumens
5.3.1 Oberlauf
5.3.2 Mittellauf
5.3.3 Unterlauf
5.3.4 Gesamtvolumen
6. Diskussion
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Quantifizierung der holozänen Auensedimente im Einzugsgebiet des Schöpfleinsgrabens (Nördliche Frankenalb). Hierzu wurde eine methodische Grundlage geschaffen, um basierend auf Bohrdaten die Grenze zum Pleistozän zu definieren und das abgelagerte Sedimentvolumen seit Beginn der ackerbaulichen Nutzung zu bestimmen. Die Forschungsarbeit untersucht dabei insbesondere den Zusammenhang zwischen menschlichen Eingriffen in die Landschaft, Bodenerosion und der darauffolgenden fluvialen Sedimentation.
- Quantifizierung holozäner Auensedimente durch Rammkernsondierungen.
- GIS-gestützte Abgrenzung und Ermittlung der Auenflächen.
- Analyse von Sedimentmächtigkeiten in verschiedenen Flussabschnitten (Ober-, Mittel- und Unterlauf).
- Untersuchung der Mensch-Umwelt-Beziehung und ihrer Auswirkungen auf das fluviale System.
- Vergleich der Ergebnisse mit anderen europäischen Einzugsgebieten.
Auszug aus dem Buch
Die Stellung von Auensedimenten innerhalb der fluvialen Geomorphodynamik im Spätglazial und Holozän
Eine zeitliche Einordnung der Sedimente lässt sich anhand verschiedener Parameter vornehmen. Die Abgrenzung anhand morphostratigraphischer Eigenschaften gestaltet sich in der Regel jedoch als schwierig. Aufgrund von Ausräumungs- und Umlagerungsphasen sowie pedogenetischer Prozesse sind Auensedimente vielfach gestört (NOLTE 2000: 8). Außerdem besteht ein generelles Problem darin, dass die Datierung von umgelagertem Material, wie zum Beispiel alluvialen und kolluvialen Sedimenten, nur Informationen über das Alter des Materials, aber nicht zwangsläufig über das Alter zum Zeitpunkt der Ablagerung geben. Um verlässlichere Informationen darüber zu erhalten, sind Datierungsmethoden wie OSL nötig um eine zeitliche Differenzierung alluvialer und kolluvialer Sedimente vorzunehmen (SEIDEL & MÄCKEL 2007: 205-207).
Die hierzu notwendigen Untersuchungen wurden mit konventionellen geomorphologischen Arbeitsmethoden durchgeführt. Die Einordnung der Sedimente soll deshalb auf Grundlage aktueller Forschungsergebnisse zur Abgrenzung holozäner Auensedimente mittels morphostratigraphischer Parameter erfolgen. Dabei spielt der Einfluss des Klimas eine nicht unwesentliche Rolle. Das Ende der letzten Eiszeit vor ca. 12.000 Jahren (DEUTSCHE STRATIGRAPHISCHE KOMMISSION 2012) markiert den Beginn der heutigen Warmzeit, dem Holozän. Damit verbunden änderten sich nicht nur die klimatischen Verhältnisse, sondern auch alle davon abhängigen Bestandteile der Umwelt. Der Einfluss eines solchen Wandels hat weitreichende Folgen für alle betroffenen Umweltsysteme, darunter auch das fluviale System.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung führt in die Mensch-Umwelt-Beziehung ein und erläutert die Bedeutung fluvialer Prozesse für das Landschaftsbild sowie das Ziel, holozäne Auensedimente im Einzugsgebiet des Schöpfleinsgrabens zu quantifizieren.
2. Stand der Forschung: Dieser Abschnitt beschreibt das fluvialmorphologische Prozessresponssystem, die Klassifikation von Flusstypen und den aktuellen Forschungsstand zur Sedimentkaskade und zur historischen Bodenerosion.
3. Das Untersuchungsgebiet: Hier werden die naturräumliche Lage, Geologie, Hydrologie, Klima sowie die historische Siedlungsentwicklung des Schöpfleinsgraben-Einzugsgebiets in der Nördlichen Frankenalb detailliert vorgestellt.
4. Arbeitsmethoden: Dieses Kapitel erläutert das methodische Vorgehen: von der Durchführung der Rammkernsondierungen und Sedimentanalysen im Gelände bis hin zur GIS-basierten Flächenermittlung und Fehlerberechnung.
5. Ergebnisse: Dies ist der empirische Teil der Arbeit, in dem die Bohrprofile detailliert beschrieben und die Auenflächen sowie das gesamte Sedimentvolumen für die einzelnen Flussabschnitte berechnet werden.
6. Diskussion: Das abschließende Kapitel interpretiert die Ergebnisse, stellt sie in den Kontext der aktuellen Forschung und beleuchtet die Einflussfaktoren wie Geologie, Vegetation und anthropogene Aktivität.
Schlüsselwörter
Holozän, Auensedimente, Schöpfleinsgraben, Bodenerosion, Fluviale Geomorphodynamik, Sedimentbudget, Nördliche Frankenalb, Rammkernsondierungen, GIS-Analyse, Landschaftsentwicklung, Alluvium, Kolluvium, Geoarchive, Flussdynamik, anthropogener Einfluss.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Quantifizierung von holozänen Auensedimenten im Einzugsgebiet des Schöpfleinsgrabens in der Nördlichen Frankenalb, um Rückschlüsse auf die Mensch-Umwelt-Beziehung zu ziehen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die zentralen Themenfelder umfassen die fluviale Geomorphodynamik, die Auswirkungen menschlicher Landnutzung auf die Bodenerosion und die Speicherfunktion von Auensedimenten als Geoarchive.
Welches primäre Ziel verfolgt die Forschungsarbeit?
Das Hauptziel ist es, die Grenze vom Pleistozän zum Holozän zu bestimmen und das in der Aue seit Beginn der ackerbaulichen Nutzung abgelagerte Sedimentvolumen zu berechnen.
Welche wissenschaftlichen Methoden wurden verwendet?
Die Autorin nutzte Rammkernsondierungen für die punktuelle Erfassung, eine sedimentologische Profilanalyse sowie GIS-Methoden zur räumlichen Abgrenzung der Auenflächen und Volumenberechnung.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Vorstellung des Untersuchungsgebiets, die detaillierte Beschreibung der methodischen Vorgehensweise sowie die Präsentation und Berechnung der Ergebnisse aus den Profilbeschreibungen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?
Besonders prägend sind Begriffe wie Holozän, Auensedimente, Sedimentbudget, Bodenerosion, Geoarchive und fluviale Geomorphodynamik.
Welche Bedeutung hat das untersuchte Gebiet für die Forschung?
Das Gebiet liefert als ein Einzugsgebiet erster Ordnung wichtige Daten für das Verständnis kleinräumiger Sedimentdynamik und deren Reaktion auf anthropogene Eingriffe und Klimaveränderungen.
Wie wurde mit Fehlern bei der Berechnung umgegangen?
Es wurde eine Fehlerberechnung durchgeführt, die unter anderem die lineare Stauchung der Bohrkerne und die Unsicherheit bei der Flächenermittlung (10 % Fehlerannahme) berücksichtigt.
Welche Schlussfolgerung zieht der Autor über den Einfluss der Landnutzung?
Die Arbeit legt nahe, dass menschliche Aktivitäten, insbesondere Rodungen und Ackerbau seit der Bronze- und Eisenzeit, maßgeblich die Bodenerosionsraten und die daraus resultierende Akkumulation von Sedimenten in den Auen beeinflusst haben.
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- Luca Philipp (Autor), 2018, Quantifizierung Holozäner Auensedimente im Einzugsgebiet des Schöpfleinsgraben. Die Nördliche Frankenalb, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1040508
