A palaeoecological study of Holocene lake sediments above the highest shoreline in the province of Västerbotten, northeast Sweden

En sedimentborrkärna från sjön Svartkälstjärn, belägen 260 m ö.h. nära Vindeln i Västerbotten, provtogs for analys av frekvensen pollen, sporer och kolpartiklar samt beräkning av ackumulationshalter. Syftet var att rekonstruera den lokala miljöutvecklingen under Holocen med betoning på skogssammansättning, brandfrekvens, markerosion, akvatisk produktion samt mänsklig påverkan. Som komplement användes andra tillgängliga data från samma borrkärna såsom magnetisk susceptibilitet, organisk halt (TC) och kol/kväve kvoten (C/N). Kronologin baserades på 14C-datering och analys av antropogent cesium (137Cs). Studien visar att området kring Svartkälstjärn har varit helt täckt av skog sedan 8500 kalenderår fore nutid ( cal BP). Tall och björk dominerade initialt medan inslaget av lövträd blev större kring 7000 cal BP. Pollenförekomst och påtagliga polleninfluxvärden av ek, alm och lind kan indikera förekomst av dessa ädla lövträd under mellersta delen av Holocen. Klimatet blev gradvis kallare och fuktigare kring 4500 cal BP och en tydlig ökning av vitmoss-sporer antyder att våtmarker troligen upptog en större areal i sjöns omedelbara närhet. Granen etablerade sig i området kring 3300 cal BP och inom 500 år var gran det dominerande trädslaget kring sjön. Kolpartikelfrekvensen ökade generellt kring 3000 cal BP följt av tre perioder av högre ackumulation (vid 2800 cal BP, 1700 cal BP och i recent tid). Den mänskliga påverkan på skogsmiljön är påtaglig under de senaste 500 åren. Markerosionen ökade markant och ormbunkssporer upptar ca 55% av den totala pollenfrekvensen i den översta delen av borrkärnan. Resultaten tyder på omfattande mänsklig aktivitet i sjöns närområde i form av avverkning, tjärbränning och dikning. Historiska dokument från trakten ger ytterligare belägg för denna utveckling.A 2.1-m sediment sequence retrieved from Lake Svartkälstjärn, located at 260 m a.s.l. in the province of Västerbotten, Sweden, was subsampled for pollen and spore analysis, charcoal analysis, and influx calculations. The aim was to establish the local environmental development during the Holocene with focus on forest composition, fire frequency, soil erosion, aquatic production, and human impact. Comparisons with additional environmental proxies previously obtained from the same sequence, such as magnetic susceptibility, elemental carbon content (TC), and C/N-ratios of the sediments, contributed to the conclusions. The chronology was established through radiocarbon dating and the identification of the late 20th century 137Cs peak. The study shows that the area around Lake Svartkälstjärn has been occupied by continuous forest since c. 8500 cal BP. Forests with abundant pine and birch initially colonized the area, followed by the domination of deciduous trees, primarily birch, around 7000-3000 cal BP. Noteworthy pollen influx values of oak, elm, and linden may suggest the local presence of these thermophilous tree species during mid-Holocene. The climate gradually became colder and moister around 4500 cal BP and increased frequencies and influx values of bog-moss spores indicate the presence of marginal mires. Spruce established around 3300 BP and within 500 years spruce was the dominating tree around the lake. The record of charcoal particles exhibits a general increase from c. 3000 cal BP with three periods of increased accumulation (around 2800 cal BP, 1700 cal BP and in recent time). The human influence on vegetation was significant during the past c. 500 years. Soil erosion increased distinctly and fern spores constitute 55 % of the total pollen assemblage near the core top. These results suggest an extensive anthropogenic impact on the local forest ecosystem, such as felling, burning, and ditching in the vicinity of the lake. Independent evidence of sub-recent human-induced environmental change is provided by historical accounts.Populärvetenskaplig sammanfattning: En sedimentsekvens från sjön Svartkälstjärn i Västerbotten provtogs för pollen- och sporanalys samt kolpartikelanalys. Sedimentens ålder bestämdes med 14C-dateringar och spår av radioisotopen 137Cs, som indikerar modern tid då de återspeglar provsprängningarna av kärnvapen under senare delen av 1900-talet. Dateringarna visar att sedimentationen i sjön började för ca 10 000 år sedan, d.v.s. vid gränsen mellan den senaste istiden (Weichsel) och vår mellanistid (Holocen). Syftet med studien var att genom att räkna samt identifiera pollen från olika nivåer på borrkärnan, försöka återspegla vegetationsutvecklingen under Holocen. Stora förändringar av intressen var t.ex. när granen invandrade, skogsbrandfrekvens och mänsklig aktivitet. För en återspegling av brandfrekvensen räknades kolpartiklar i sedimenten. Som hjälp i tolkningarna användes även annan tillgänglig data från borrkärnan såsom magnetisk susceptibilitet, organisk halt (TC) och kol/kväve-kvoten (C/N). Dessa data ger information om jorderosion vid sjön och hur hög den organiska produktionen var samt om det organiska materialet härrör från sjön eller land. Resultaten delades in i fem olika perioder (pollenzoner) efter skogssammansättning. Den första zonen (10 000-8600) uppvisar ett tundraliknande landskap med gräs, örter och småbuskar. Tall och björk är de första träden som etablerar sig kring sjön. Blandskog av tall och björk dominerar under den andra pollenzonen (8600-7000). Al invandrade och blev ett vanligt inslag, asp och ask förekom troligen. Den tredje zonen (7000-3200) inleds med en dominans av lövträd kring sjön. Klimatet var gynnsamt och den organiska produktionen når maximala värden. Hassel och alm invandrar, pollenförekomsten av ek och lind kan betyda att träden fanns i regionen. I mitten av zonen blir klimatet fuktigare och kallare, vitmossa blir vanligare och kring sjön finns troligen våtmarker. Lövträden minskar i omfattning och tall tillsammans med björk dominerar. Den fjärde zonen (3200-500) markeras av granens invandring på bekostnad av björken. Även tallen visar en minskande trend och inom 500 år dominerar troligen granen i skogen. Busk- och örtvegetationen ökar åter och indikerar kallare klimat med öppna fuktigare marker. Brandfrekvensen ökar under denna period men sätter inga synliga spår i pollenresultaten. Den femte sista pollenzonen (500-nutid) är en zon med stor mänsklig påverkan på landskapet. Kommersiell skogsavverkning tog fart och industriell tillverkning av bl.a. tjära och pottaska krävde att stort antal träd. Trädfrekvensen minskar i pollenregistret och erosionen ökar kraftigt i närområdet