Palaeoenvironmental investigations from the Lake Plav catchment of the Prokletije Mountains in Montenegro and Albania, allowed primarily climatic change and anthropogenic influences during the Late Holocene and particularly the Little Ice Age (LIA) to be identified. Three sediment cores were analysed, two from Lake Plav (904 m a.s.l., cores LPCA and LPCB) and one from the upper catchment site of Lake C in Buni i Jezerces (1754 m a.s.l., core BJC1). These sediments were analysed for a variety of proxies including pollen, ostracoda, organic content, magnetic susceptibility and particle size. Chronologies for each sediment core were constructed using AMS radiocarbon, 210Pb and 137Cs dating techniques. The lower sites provided a record of past flood events, anthropogenic influences, lake development and infilling that have occurred since c. AD 500. Core BJC1 provided longer-term data since c. 2720 BC, providing complementary records of Pediastrum and thermophilous arboreal types, identified following a catchment vegetation survey. Glacial geomorphological mapping of the Maja e Koljaet glacier in Buni i Jezerces, Albania, enabled a catchment specific palaeotemperature record to be constructed from AD 1859 to the present. Glacial features were dated using lichenometry before degree-day modelling enabled temperature reconstruction. The palaeotemperature reconstruction for the Albanian Little Ice Age glacial maximum (LIAGM) suggests that temperatures were 0.9°C below the 1980-2008 annual temperature mean. This work also provided the first record of glacial extent during the LIA in Albania, indicating that the Albania LIAGM occurred c. AD 1859, around a decade after the European LIAGM and two decades before that of Montenegro. Anthropogenic indicators were used to reconstruct human activity in the catchment, which suggested that arable farming was pursued throughout the Medieval Warm Period (MWP; c. AD 800-1090) and continued during a period of transition to the LIA, between c. AD 1090 and AD 1300. The LIA (c. AD 1300 - 1860) was characterised by an abrupt Alnus decline, thought to be the result of anthropogenic clearance of the floodplain and reduction of both arable and thermophilous types. During the LIA sedimentation rates were up to 1.41 + 0.17 cm yr-1 at Lake Plav causing lake infilling and shallowing allowing wetland expansion c. AD 1570. The result of lake infilling is highlighted during the early 20th century, when the lake extent fell by around 42% as a result of climatic amelioration post-LIA causing lake levels to fall and wetland indicators to decline. The inferred past climatic changes from the Lake Plav catchment are compared to data from around the Mediterranean and Southern Europe. This allows identification of the climatic influences affecting the site during the Late Holocene. Catchment records have provided evidence of cooler and wetter conditions coeval to the occurrence of solar minima such as the Wolf, Spörer and Maunder minima. Overall, the records suggest that continental atmospheric circulation patterns such as the North Sea-Caspian Pattern (NCP) and East Atlantic-West Russia pattern (EA-WR), dominated the site until the late 1800s, when records become more synchronous with the NAO index and Mediterranean/Southern European data.

Paleoenvironmental records provide ample information on the Late Quaternary climatic evolution. Due to the great diversity of continental mid-latitude environments the synthetic picture of the past mid-latitudinal climate changes is, however, far from being complete. Owing to its significant size and landlocked setting the Black Sea constitutes a perfect location to study patterns and mechanisms of climate change along the continental interior of Central and Eastern Europe and Asia Minor. Presently, the southern drainage area of the Black Sea is characterized by a Mediterranean-type climate while the northern drainage is under the influence of Central and Northern European climate. During the Last Glacial a decrease in the global sea level disconnected the Black Sea from the Mediterranean Sea transforming it into a giant closed lake. At that time atmospheric precipitation and related with it river run-off were the most important factors driving sediment supply and water chemistry of the Black ‘Lake’. Therefore studying properties of the Black Sea sediments provides important information on the interactions and development of the Mediterranean and Central and North European climate in the past. One significant outcome of my thesis is an improved chronostraphigraphical framework for the glacial lacustrine unit of the Black Sea sediment cores, which allowed to refine the environmental history of the Black Sea region and enabled a reliable correlation with data from other marine and terrestrial archives. Data gathered along a N-S transect presented on a common time scale revealed coherent changes in the basin and its surrounding. During the glacial, the southward-shifted Polar Front reduced moisture transport to the northern drainage of the Black Sea and let the southern drainage become dominant in freshwater and sediment supply into the basin. Changes in NW Anatolian precipitation reconstructed from the variability of the terrigenous input imply that during the glacial the regional rainfall variability was strongly influenced by Mediterranean sea surface temperatures and decreased in response to the cooling associated with the North Atlantic Heinrich Events H1 and H2. In contrast to regional precipitation changes, the hydrological properties of the Black Sea remained relatively stable under full glacial conditions. First significant modification in the freshwater/sediment sources reconstructed from changes in the sediment composition, lithology, and 18O of ostracods took place at around 16.4 cal ka BP, simultaneous to the early deglacial northward retreat of the oceanic and atmospheric polar fronts. Meltwater pulses, most probably derived from the disintegrating European ice sheets, changed the isotopic composition of the Black Sea and increased the supply from northern sediment sources. While these changes signalized a mitigation of the Northern European and Mediterranean climate, a decisive increase in local temperature was indicated only later at the transition from the Oldest Dryas to the Bølling around 14.6 cal ka BP. At that time the warming of the Black Sea surface initiated massive phytoplankton blooms, which in turn, induced the precipitation of inorganic carbonates. This biologically triggered process significantly changed the water chemistry and was recorded by simultaneous shifts in the elemental composition of ostracod shells and in the isotopic composition of the inorganically-precipitated carbonates. Starting with the B/A warming and continuing through the YD cold interval and the Early Holocene warming, the Black Sea temperature signal corresponds to the precipitation and temperature changes recorded in the wider Mediterranean region. Early Holocene conditions, similar to those of the Bølling/Allerød, were punctured by the marine inflow from the Mediterranean at ~ 9.3 cal ka BP, which terminated the lacustrine phase of the Black Sea and had a substantial impact on the chemical and physical properties of its water. / Aus Paläoumweltdaten lassen sich detaillierte Informationen über die spätquartäre Klimaentwicklung gewinnen. Für die kontinentalen mittleren Breiten ist das Gesamtbild der Klimaänderungen während dieses Zeitraumes aufgrund seiner Vielfältigkeit allerdings noch immer unvollständig. Eine ideale Loka-tion, das Muster und die Mechanismen der Klimaänderungen in Osteuropa und Kleinasien zu untersu-chen, ist das Schwarze Meer mit seiner bedeutenden Größe und seiner kontinentalen Lage. Gegenwärtig ist das südliche Einzugsgebiet des Schwarzen Meeres durch ein mediterranes Klima ge-prägt, während die nördlichen Regionen von zentral- bzw. nordeuropäischem Klima beeinflusst werden. Als im letzten Glazial der Meeresspiegel so stark sank, dass das Schwarze Meer vom Mittelmeer abge-trennt und zu einem großen, abflusslosen See wurde, waren der atmosphärische Niederschlag und der damit verbundene Abfluss die wesentlichen Steuerfaktoren für Sedimenteintrag und Wasserchemie des Schwarzen „Sees“. Deshalb liefert die Untersuchung der Sedimente des Schwarzen Meeres wichtige Informationen über die früheren Zusammenhänge sowie die Entwicklung von mediterranem und zentral- bzw. nordeuropäischem Klima. Das bedeutsamste Ergebnis meiner Doktorarbeit ist ein verbessertes Altersmodell für Sedimentkerne aus dem westlichen Schwarzen Meer; dieses erlaubt eine genauere Rekonstruktion der Entwicklungsge-schichte dieses Binnenmeeres und seiner Umgebung und ermöglicht einen fundierten Vergleich mit an-deren marinen und terrestrischen Archiven. Daten, die entlang eines N-S Transektes im westlichen Be-reich des Schwarzen Meeres erfasst wurden und auf einer gemeinsamen Zeitskala dargestellt werden, lassen die folgenden zusammenhängenden Entwicklungen im Becken und seiner Umgebung erkennen: Während des Glazials war der Feuchtigkeitstransport zum nördlichen Einzugsgebiet des Schwarzen Meeres aufgrund der südwärts verlagerten Polarfront vermindert, so dass Süßwasser und Sedimente vor-rangig aus dem südlichen Einzugsgebiet in das Becken gelangten. Die Rekonstruktion von Nieder-schlagsänderungen mit Hilfe von Schwankungen des terrigenen Eintrags zeigt, dass der regionale Nie-derschlag im Glazial stark von den Wasseroberflächentemperaturen des Mittelmeeres beeinflusst wurde und als Folge der Abkühlung während der nordatlantischen Heinrich-Ereignisse H1 und H2 abnahm. Im Gegensatz dazu blieb das Schwarze Meer während des Hochglazials hydrologisch relativ stabil. Die Sedimentzusammensetzung, Lithologie und δ18O-Werte von Ostracoden zeigen, dass erste signifi-kante Änderungen im Frischwasser- und Sedimenteintrag zeitgleich mit dem frühglazialen nordwärtigen Rückzug der ozeanischen und atmosphärischen Polarfronten um 16.4 cal ka BP auftraten. Der Schmelz-wassereintrag abschmelzender europäischer Eisflächen veränderte die Isotopenzusammensetzung des Wassers und erhöhte die Sedimentzufuhr aus den nördlichen Quellen. Während diese Änderungen auf ein bereits milderes Klima in Nordeuropa und im Mittelmeerraum hin-deuten, zeigt sich ein Anstieg der lokalen Temperaturen erst während des Übergangs von der Älteren Dryas zum Bølling/Allerød um etwa 14.6 cal. ka BP. Zu diesem Zeitpunkt führte ein wahrscheinlicher Anstieg der Wasseroberflächentemperaturen im Schwarzen Meer zu einem massiven Phytoplankton-wachstum, welcher die Ausfällung anorganischen Karbonats zur Folge hatte. Dieser biologisch ausgelös-te Prozess veränderte maßgeblich die Wasserchemie und spiegelt sich in simultanen Veränderungen der Elementzusammensetzung von Ostracoden und der Isotopenzusammensetzung von anorganisch ausge-fälltem Karbonat wieder. Beginnend mit dem Bølling/Allerød, durch die Jüngere Dryas Kälteperiode und die frühholozäne Erwärmung hindurch, deckt sich das Temperatursignal des Schwarzen Meeres mit den Niederschlags- und Temperaturänderungen des weiteren Mittelmeerraumes. Das Frühholozän war, ähnlich wie das Bølling/Allerød, durch das Einströmen salzhaltigen Meerwassers aus dem Mittelmeer gekennzeichnet (~9.5 cal. ka BP), welches die lakustrine Phase des Schwarzen Mee-res beendete und einen erheblichen Einfluss auf seine chemischen und physikalischen Wassereigen-schaften ausübte.

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Le Bergsee offre une séquence sédimentaire terrestre et continue sur l’histoire environnementale de l’Europe de l’Ouest entre 50 ka BP et aujourd’hui.Un enregistrement pollinique continu et séculaire permet la construction de l’évolution de la végétation et du climat sur la dernière période glaciaire.Outre l’opposition entre le Stade Isotopique Marin 3 et 2 (le second étant plus steppique), la succession de stades et d’interstades courts nord-atlantiques est reflétée par l’alternance de steppes (i.e. climat froid/sec) et de courts épisodes forestiers (i.e. réchauffements). Des phases glaciaires plus prononcées attestent de Stades de Heinrich en Europe de l’Ouest.Ces résultats sont validés par : 1) la confrontation avec des études européennes et 2) l’approche multi-proxy (chironomes, alkanes, géochimie) appliquée à des épisodes clés.Une comparaison avec les données archéologiques montre finalement le potentiel de contribution du contexte climato-environnemental du Bergsee à la compréhension des changements sociétaux du Paléolithique Supérieur. / Bergsee Lake provides a terrestrial and continuous sediment record of environmental changes in Western Europe for the last 50 ka.A continuous pollen record established at secular resolution allow to reconstruct the vegetation and climate variability of the Last Glacial period.Contrasted climate/vegetation is recorded between Marine Isotope Stages 3 and 2 (more steppic for the second one), and the north-Atlantic stadial/interstadial succession is also reflected by alternating steppe (i.e. cold/dry climate) and short forested episodes (i.e. warming). Moreover, Heinrich Stadials are evidenced as pronounced glacial phases by the Bergsee record.These results are supported by 1) comparison with other European records and 2) the multi-proxy approach (chironomids, alkanes, sedimentary data) applied on key climatic periods.Finally, comparison with archaeological data highlights the great potential contribution of the Bergsee record to the understanding of society changes of the Late Palaeolithic.

Un total de cinq séquences a été étudié sur le Mont Lozère afin de reconstruire la dynamique paysagère et les usages du sol sur la longue durée. L’approche multiproxy utilisé a permis de déterminer les principaux rythmes d’anthropisation et de déterminer son caractère régional et/ou local. Ce travail mené à haute résolution spatiale, chronologique et analytique a permis d’intégrer les résultats avec les données obtenus dans le cadre du PCR-Mont Lozère, afin de caractériser les modes d’occupation de la montagne qui ont modelé ce paysage culturel depuis le Néolithique jusqu’à nos jours. Une longue histoire des interactions socio-environnementales a été mise en évidence au Mont Lozère, avec une première phase à caractère agropastoral dès le Néolithique ancien, vers ca. 4550-4400 cal BC. Le Néolithique final est une période clé caractérisée par un important impact agropastoral fondé sur l’utilisation du feu pour l’ouverture de clairières. Pendant l’Âge du Fer, un déboisement marqué dans les espaces d’altitude et de piedmont coïncide avec un développement des activités agropastorales et métallurgiques. Le Haut Moyen Âge se caractérise par l’amplification des déforestations, contemporaines d’un essor des activités agropastorales. Durant le Moyen Âge Central, un système diversifié d’exploitation des ressources naturelles inclue de la métallurgie, l’agriculture, le pastoralisme, l’extraction minière et le charbonnage. Le développement agropastoral du Bas Moyen Âge aboutit à une déforestation marquée du massif qui s’étend jusqu’à la moitié du 19ème siècle, quand commencent la déprise agropastorale et les reboisements au Mont Lozère. L’histoire de la nardaie qui caractérise les espaces sommitaux suit ces phases majeures de l’anthropisation et dévoile le rôle clé qu’a joué l’agropastoralisme dans la genèse et l’évolution de ce paysage culturel de moyenne montagne. / Five sedimentary sequences have been studied in the Mont Lozère with the aim to reconstruct the landscape dynamics and the land-use through the longue durée. The use of a multi-proxy analysis has allowed us both to identify distinct rhythms of human-induced landscape shift and to establish the local/regional extent of these changes. The use of high spatial, chronological and analytical resolution has enabled a correct integration of the results of this research with those supplied by the PCR-Mont Lozère project. As a result, a series of land-uses in a mountain environment from the Neolithic to present time has been proposed. A long history of socio-environmental interactions in Mont-Lozère is evidenced. A first shepherding phase in Early Neolithic (4550-4400 cal BC) has been evidenced. During Late Neolithic pastoral practices and related slash-and-burn strategies attain its highest activity. In the Iron Age Period a noticeable deforestation of both foothills and higher environments takes place as a consequence of the overall increase farming and metallurgical activities. Forest clearances increase even more during High-Medieval times, at the same time that farming activities reinforce. During the Middle Ages a more complex and diversified land-use system, including farming, metallurgy, mining and charcoal production, is recorded. The development of farming activities in the Late Medieval resulted in a more evident forest clearance of the Massif. This area remained unchanged until the 19th century, when the decay of agriculture and shepherding occurs and forest replanting in Mont Lozère is recorded. The history of highland herb communities of Nardus stricta correctly matches the main phases of land-use and underlines the key-role of farming in the genesis and evolution of this cultural landscape. / Se han estudiado cinco secuencias sedimentarias en el Mont Lozère con el objetivo de reconstruir la dinámica paisajística y los usos del suelo en la longue durée. La utilización de un análisis multiproxy ha permitido determinar los principales ritmos de antropización y establecer su carácter regional y/o local. La alta resolución espacial, cronológica y analítica hapermitido la integración de resultados con aquellos obtenidos en el marco del PCR-Mont Lozère y proponer los usos de la montaña que han modelado el paisaje cultural desde el Neolítico hasta la actualidad. Se ha evidenciado una larga historia de las interacciones socioambientales en el Mont Lozère, con una primera fase de carácter agropastoral en el Neolítico Antiguo, en ca. 4550-4400 cal BC. El Neolítico Final es una fase de marcado impacto agropastoral en la que se generalizan las quemas para abrir claros en el bosque. En la Edad del Hierro se inicia una marcada deforestación en el piedemonte y los espacios de altitud, coincidiendo con un desarrollo agropastoral y metalúrgico. En el periodo altomedieval se amplifican las deforestaciones coincidiendo con un marcado incremento de las actividades agropastorales. En la Plena Edad Media se evidencia un sistema diversificado que implica metalurgia, agricultura, pastoreo, minería y carboneo. El desarrollo agropastoral de la Baja Edad Media supone una marcada deforestación en el macizo que se extiende hasta mitad del s. XIX, momento en que se inicia el declive del agropastoralismo y empiezan las reforestaciones en el Mont Lozère. La historia de las formaciones herbosas con Nardus stricta de los espacios somitales sigue estas principales fases de antropización y revela el papel clave del agropastoralismo en la génesis y evolución de este paisaje cultural.