The late holocene history of vegetation, climate, fire dynamics and human impacts in Java and Southern Kalimantan

(Bahasa Indonesia) Analisa yang terperinci mengenai lingkungan di masa lalu, iklim dan sejarah penggunaaan lahan di wilayah Indonesia sangat penting untuk memperoleh pemahaman yang lebih baik mengenai hubungan manusia-lingkungan dan untuk mencegah ketidakpastian perkembangan wilayah tersebut di masa depan. Indonesia merupakan salah satu wilayah yang memiliki keanekaragaman terbesar, dan pada saat yang bersamaan juga merupakan salah satu Negara yang mempunyai jumlah penduduk terpadat di dunia. Seiring dengan sejarah, pengaruh dari aktivitas manusia pada suatu daerah menjadi semakin kuat. Penelitian ini dilakukan untuk mengakses peranan manusia terhadap perubahan lingkungan. Penelitian kami difokuskan pada rekonstruksi pola vegetasi di masa lampau, perubahan lingkungan dan interaksi antara manusia dan lingkungan yang tercermin dalam sedimen laut di perairan Indonesia. Dua macam pendekatan yang digunakan dalam studi ini adalah: polen (serbuik sari), yang berasal dari darat dan diharapkan bisa memberikan informasi yang beragam tentang vegetasi dan dinamika penggunaan lahan, dan organic dinoflagelata yang berasal dari lingkungan laut dan merefleksikan perubahan parameter air secara kuantitatif (misal. SST, SSS) dan kualitatif (mis: kondisi tropic dilihat dari segi makro-elemen utama dan oksigen terlarut dalam air). Selain itu, arang mikro dipelajari untuk mendapatkan data mengenai sejarah kebakaran di wilayah tersebut dan untuk memperoleh data tambahan untuk interpretasi polen dan data dinoflagelata. Penelitian dilakukan di dua situs sebagai perbandingan: pertama, di wilayah Jawa yang padat penduduk dengan sejarah panjang dari dampak aktivitas manusia yang menghasilkan lanskap pertanian yang luas, dan yang kedua, di wilayah Kalimantan Selatan dengan kepadatan penduduk yang tidak terlalu tinggi dan tidak banyak perubahan akibat pengaruh aktivitas manusia dan masih merupakan vegetasi alami. Metode yang digunakan, palinologi laut memerlukan perhatian khusus dalam interpretasi data. Faktor pengendapan polen adalah sangat penting, terutama untuk daerah-daerah dengan pengaruh kuat dari angin dan arus laut seperti wilayah Indonesia dimana sistem iklim secara keseluruhan didorong sebagian oleh pergantian musim. Untuk mendapatkan beberapa pemikiran mengenai transportasi sedimen di wilayah ini, kami mempelajari dan membahas secara rinci perbedaan jumlah polen yang dikumpulkan pada kondisi musim hujan yang berbeda serta selama waktu perpindahan musim. Subyek manuskrip pertama kami adalah kemelimpahan dan komposisi taksa modern polen dan spora yang didapat dari sedimen yang terakumulasi di Samudera India sebelah barat daya Jawa. Hasil yang diperoleh digunakan untuk interpretasi lebih lanjut dari fosil polen laut. Sejarah intensifikasi penggunaan lahan dan perubahan vegetasi lebih dari 3500 tahun yang lalu yang diperoleh dari dinoflagelata dan kumpullan polen dari sedimen laut dipresentasikan dalam jurnal yang kedua. Studi ini didasarkan pada perbandingan dua core laut dari lepas Laut Jawa dekat Kalimantan Barat (Sungai Jelai) and bagian timur laut Jawa (Sungai/Bengavan Solo). Pada manuskrip yang ketiga, hasil ini diperbandingkan dengan sedimen core dari lepas pantai yang diambil dari bagian hulu sungai Pembuang. Studi ini membahas mengenai hasil analisa geokimia dan analisa dinoflagelata dalam cakupan paleoekologi dan paleoenvironment. Manuskrip kelima membahas tentang keragaman polen dalam core sedimen laut dari wilayah Indonesia. Studi ini merangkum pengetahuan yang diperoleh selama meneliti core sedimen dari Laut Jawa dan dari studi perangkap sedimen di Samudera Hindia. Dalam bentuk atlas polen, kami memberikan hasil analisis secara rinci dari daftar taksa polen dan dilengkapi dengan foto mikro pada tingkat fokus yang berbeda. Hasil keseluruhan dari penelitian ini akan memberikan kontribusi pada pengetahuan tentang dinamika ekosistem dan sejarah alam di wilayah Indonesia dan dapat membantu investigasi paleoekologi dan paleo-iklim di masa depan secara lebih rinci.Die detaillierte Analyse der Umwelt-, Klima- und Landnutzungsgeschichte in der indonesischen Region ist unumgänglich, um ein besseres Verständnis der Beziehungen zwischen Mensch und Umwelt zu erlangen und desweiteren Ungewissheiten in der zukünftigen Entwicklung der Region vorzubeugen. Indonesien ist einer der Biodiverstitäts-Hotspots und zugleich eines der bevölkerungsreichten Gebiete dieser Erde. Seit historischen Zeiten wurde der Einfluss der menschlichen Aktivität in dieser Region immer intensiver. Daher wurde dieses Projekt ins Leben gerufen, um den Beitrag des Menschen zu den Veränderungen der Umwelt einschätzen zu können. Unsere Arbeit konzentrierte sich auf die Rekonstruktion vergangener Vegetationsmuster, Umweltveränderungen und Wechselwirkungen zwischen Mensch und Umwelt, so wie sie sich im marinen Bodensediment der Gewässer Indonesiens wiederspiegeln. Es wurden zwei unabhängige Vertreter für diese Studie verwendet: Pollen, die vom Land stammen und unterschiedlichste Informationen über die Vegetation und die Dynamik der Landnutzung liefern und Dinozysten mit organischer Wandung, die aus mariner Umwelt stammen und den Wandel sowohl der quantitativen (z. B. SST, SSS) als auch der qualitativen (z. B. trophischer Zustand, hinsichtlich der Hauptmakroelemente und in Wasser gelösten Sauerstoffs) Wasserparameter wiederspiegeln. Zudem wurde Mikroholzkohle untersucht, um Erkenntnisse über die Brandhistorie in der Region zu erlangen und zusätzlich Unterstützung zur Interpretation der Pollen- und Dinozystendaten zu erhalten. Zwei Untersuchungsgebiete wurden zum Vergleich ausgewählt: zum Einen das bevölkerungsreiche Java, dessen Landschaft, resultierend aus seiner langen Geschichte menschlicher Aktivität, durch Agrikultur geprägt ist, und zum Anderen das dünner besiedelte Süd-Kalimantan, das durch menschliche Tätigkeiten weniger verändert wurde und nach wie vor die natürliche Primärvegetation beheimatet. Marine Palynologie als Untersuchungsmethode erfordert besondere Aufmerksamkeit bei der Dateninterpretation. Dabei sind Faktoren, die die Pollenablagerung kontrollieren, wie starker Wind oder Meeresströmungen, von besonderer Bedeutung. Dies ist bei Gebieten, wie Indonesien, wo das gesamte Klimasystem durch den wiederkehrenden Monsun bestimmt wird, besonders zu beachten. Um Einblick in den Sedimenttransport in der Region zu erlangen, wurden die Unterschiede der Pollenansammlungen, die unter verschiedenen Monsunbedingungen, sowie in der Zwischenmonsum-Periode gesammelt wurden, untersucht und diskutiert. Die Zusammensetzung und Abundanz der Taxa der modernen Pollen und Sporen, die durch eine Sedimentfalle im indischen Ozean südwestlich von Java gesammelt wurden, war Thema unseres ersten Manuskriptes. Die Ergebnisse wurden für die weitere Interpretation mariner fossiler Pollenaufzeichnungen verwendet. Die Geschiche der Landnutzungsintensivierung und des Vegetationswandels über die vergangenen ca. 3500 Jahre, die durch die Dinoflagellatenzysten und Pollenansammlungen in marinen Sedimenten aufgezeigt wurden, werden im zweiten und dritten Paper vorgestellt. Diese Studien basieren auf dem Vergleich zweier mariner Bohrkerne aus der Javasee bei West-Kalimantan (Fluss Jelai) und Nordost-Java (Fluss Solo). Im dritten Manuskript werden diese Aufzeichnungen mit einem Sedimentbohrkern aus der Mündung des Pembuang Flussen verglichen, der küstenferner entnommen wurde. Diese Studie diskutierte die Ergebnisse der geochemischen Analyse der Dinozysten hinsichtlich der Paläoökologie und der Paläoumwelt. Die nächste Studie gewährte zusätzlichen Einblick in die Pollenflora und Vegetationsdiversität der Region und wie diese sich in der Diversität der Pollen und Sporen wiederspiegeln. Das fünfte Manuskript beschäftigt sich mit der Pollendiversität mariner Bohrkerne aus der indonesischen Region. In diesem werden die Erkenntnisse, die während der Arbeit mit den Sedimentbohrkernen aus dem Javasee und der Sedimentfallenstudie aus dem Indischen Ozean erworben wurden, zusammengefasst. In Form eines Pollenatlas, wird eine detaillierte Analyse der Liste der Pollentaxa vorgestellt, die mit Mikrophotographien verschiedener Ebenen ergänzt wurde. Das Gesamtergebnis dieser Arbeit trägt zu den Erkenntnissen über die Dynamiken des Ökosystems und der Naturgeschichte der indonesischen Region bei und kann bei zukünftigen detaillierten paläoökologischen und paläoklimatischen Untersuchungen behilflich sein.Detailed analysis of past environmental, climate and land use history in the Indonesian region is essential to obtain better understanding of human-environment relationships and to prevent uncertainties in future development of the region. Indonesia is one of the world biodiversity hot-spots and at the same time it is one of the most heavily populated areas of the planet. Over historical time, the influence of the human activity in the region became more and more intensive. To assess human contribution to the environment change, this project (SPICE III – CAFINDO, subproject 5) was established. Our work was focused on reconstruction of the past vegetation patterns, environment changes and human-environment interactions as they are reflected in marine sediments of Indonesian waters. Two types of independent proxies were taken for this study: pollen, that originate from land and give diverse information on the vegetation and land use dynamics, and organic-walled dinocysts, that originate from marine environment and reflect changes of both quantitative (e.g. SST, SSS) and qualitative (e.g. trophic state in terms of main macroelements and dissolved water oxygen) water parameters. Moreover, microcharcoal was studied to get insight into the fires history in the region and to obtain additional support for interpretation of pollen and dinocyst data. Two sites were chosen for comparison: the first, heavily populated Java with its long history of the human activity resulted in widespread agricultural landscapes, and the second, less densely population South Kalimantan less changed by human activity and still, at least partly, barring natural primary vegetation. Marine palynology as a method requires close attention to the interpretation of data. Factors controlling pollen deposition are of particular importance, especially for the areas with the strong influence of wind and marine currents like the Indonesian region, where the whole climate system is driven mostly by the monsoon reversal. To get some ideas of the sediment transportation in the region, we studied and discussed in detail the differences in pollen assemblages collected under different monsoon conditions as well as during intermonsoon time. Abundance and taxa composition of modern pollen and spores collected by the sediment trap in the Indian Ocean off SW Java became an object of our first manuscript. The results were used in the further interpretation of marine fossil pollen records. History of the land use intensifications and vegetation change over the last ca 3500 yr revealed from dinoflagellate cysts and pollen assemblages in marine sediments are presented in the second and the third papers. The studies are based on the comparison of two marine cores from the Java Sea off West Kalimantan (Jelai River mouth) and North-East Java (Solo River mouth). In the third manuscript, these records are compared to the more offshore sediment core taken from the mouth of the River Pembuang. This study discussed the results of biogeochemical and dinocyst analysis in terms of palaeoecology and palaeoenvironment. The next study gave us some additional understanding of the pollen flora diversity in the region and how adjacent vegetation is reflected by the diversity of pollen and spores. The fifth manuscript deals with the pollen diversity in marine sediment cores from the Indonesian region. It summarizes our knowledge obtained during the work on four sediment cores from the Java Sea and from the Indian Ocean sediment trap study. In a form of pollen atlas, we provide a list of the all registered pollen taxa and supply it with the microphotographs at different focal levels. The overall result of this work will contribute to the knowledge on the ecosystem dynamics and natural history of the Indonesian region and may help for future detailed palaeoecological and palaeclimatological investigation in the area