The vegetation of the high mountain grasslands of the north-eastern Transvaal was sampled by using stratification based on geology and land types. Data was classified by TWINSPAN procedures and refined by using the Braun··Bianquet method. This resulted in the recognition of three vegetation units namely wetlands, boulderies and grasslands which represent a moisture gradient. Wetlands comprised four major communities and ten minor plant communities while boulderies resulted in four major communities and seven minor communities. The grasslands comprised four major plant communities which were subdivided into twenty eight minor communities. All identified communities were described and ecologically interpreted and a species list was compiled combining the data gathered in the area by other authors. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2013. / Plant Science / unrestricted

Adam Emmer: Dynamic of evolution and hazardousness of lakes in the Cordillera Blanca (Peru) Abstract: High mountain environment of the Cordillera Blanca (Peru) is undergoing prespicious (goe)environmantal changes such as glacier retreat and associated formation and evolution of lakes. Glacial lakes may represent a threat for the society in case of sudden release of (part of) retained water ("glacial lake outburst flood"; GLOF). Reliable identification of hazardous lakes is a key persumption of effective GLOF risk management. The fundamental part of this thesis lies in creation of new method for assessing susceptibility of lakes to outburst floods, reflecting regional specifics of these events in the study area (preconditions, causes and mechanisms) and unsuitability of existing approaches revealed in previous research. Newly created method take into account five scenarios of GLOFs, which are assessed separately, using the combination of decision trees allowing integration of qualitative and quantitative characteristics (an overall number of 17 characteristics of the dam, lake and lake surrounding enter the assessment procedure). Thus, identification of specific causes and mechanisms is enabled. The method was verified by assessing susceptibility of 20 lakes, of which 10 produced GLOFs in past (pre-flood...

An Inka Mummy from Chuscha Mountain (Northwest Argentina): Preliminary Research ResultsEighty years ago, residents of the region between the provinces of Salta and Catamarca recovered a well-preserved body from a plateau located just below the peak of the mountain of Chuscha, which has an altitude of 5400 meters above sea level. This find was transported to the Museum of Natural Sciences and Anthropology of Mendoza for the purpose of undertaking an interdisciplinary study. The physical anthropological analysis determined that the body represented a young girl of approximately eight years of age. The child, who was dressed in typical Inca style, was the principal object of a ritual sacrifice. Her death was caused by a lance that pierced her thorax. This form of sacrifice of individual victims is unusual, although there have not been many other examples of high altitude mummies recovered to date. Two exploratory expeditions to the region added some information concerning Inca domination in this region, which has only recently been the focus of archaeological investigations. / Ochenta años atrás, lugareños de la zona entre las provincias de Salta y Catamarca extrajeron un cuerpo bien conservado de una meseta ubicada al pie de la cumbre del nevado de Chuscha, cuya altura es de 5400 metros. Este hallazgo fue llevado al Museo de Ciencias Naturales y Antropológicas de Mendoza con el fin de proceder a su estudio interdisciplinario. El análisis de antropología física determinó que se trataba de un individuo femenino de ocho años de edad, aproximadamente. El infante vestía un ajuar de típico estilo Inca y fue el personaje principal de un sacrificio ritual. Su muerte fue ocasionada al arrojársele una lanza que le atravesó el tórax. Este modo de sacrificar a los individuos es extraño, pues no se han encontrado casos similares para momias de altura. Dos expediciones proporcionaron algunos datos sobre la dominación inca en esta región, a la que recién se ha comenzado a estudiar arqueológicamente.

Les Hautes Montagnes d’Asie (HMA) abritent la plus grande superficie de glaciers en dehors des régions polaires. Environ 15 % des ~100 000 km² de glaciers des HMA sont couverts de débris d’épaisseur variable. L’influence de cette couverture détritique sur la réponse des glaciers au changement climatique reste méconnue. Au-delà d’une épaisseur critique (quelques cm), les débris protègent les glaciers de la fonte par effet isolant. Mais ces glaciers présentent des structures qui pourraient sensiblement accentuer leur fonte : en surface ce sont les falaises où la glace est à nue et les lacs supra-glaciaires, alors qu’au cœur des glaciers c’est leur réseau hydrologique intra-glaciaire complexe. L’objectif de cette thèse est d’évaluer l’influence de la couverture détritique sur le bilan de masse des glaciers des HMA. Jusqu’à présent, cette influence a été évaluée à partir de changements de longueurs ou sur des échantillons de glaciers restreints, et aucune étude n’a quantifié l’influence de la couverture détritique sur le bilan de masse des glaciers à grande échelle.Nous avons d’abord traité plus de 50 000 couples stéréoscopiques du capteur ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) pour dériver des modèles numériques de terrain (MNTs) sur la quasi-totalité des glaciers des HMA. Nous avons mesuré ainsi le bilan de masse régional entre 2000 et 2016 avec une résolution jamais atteinte auparavant. La perte totale est de 16.3 ± 3.5 Gt a-1 soit un bilan de masse moyen de -0.18 ± 0.04 m équivalent (éq.) eau a-1, très variable spatialement, avec une perte de masse record pour le Nyainqentanglha (-0.62 ± 0.23 m éq. eau a-1) et un léger gain pour le Kunlun (+0.14 ± 0.08 m éq. eau a-1).Cette variabilité spatiale des bilans de masse reflète au premier ordre la variabilité des climats, différents d’un bout à l’autre des HMA. Pour s’en affranchir, nous avons découpé cette région en 12 sous-régions supposées homogènes climatiquement, où nous avons étudié l’influence de la couverture détritique sur le bilan de masse des glaciers de plus de 2 km² (>6 500 glaciers soit 54 % de la surface englacée totale). Statistiquement, la couverture de débris n’est pas un bon prédicteur du bilan de masse. Dans quatre sous-régions, les glaciers couverts ont des bilans de masse plus négatifs que les glaciers blancs, c’est l’opposé dans le Tien Shan alors que pour les sept sous-régions restantes, les bilans ne sont pas différents statistiquement entre glaciers blancs et couverts. Souvent, la couverture détritique a une influence plus faible que la pente de la langue ou l’altitude moyenne du glacier, car les langues couvertes de débris descendent plus bas en altitude, là où l’ablation est la plus forte.Ce type d’étude statistique est intéressant pour se forger une intuition, mais reste peu informatif en termes de compréhension des processus glaciologiques. Pour mieux contraindre les contributions des processus responsables de la fonte, nous avons travaillé en parallèle à une échelle plus fine en nous intéressant au glacier du Changri Nup (2.7 km²) situé non loin de l’Everest au Népal. A partir de MNTs haute résolution dérivés d’images des satellites Pléiades ou acquises avec un drone, nous avons montré que les falaises de glace, bien qu’elles n’occupent que 7 à 8 % de la surface de la langue de ce glacier, ont contribué à ~23 ± 5 % de l’ablation nette totale au cours de deux années contrastées. Ces falaises sont donc des zones d’ablation préférentielle mais couvrent des surfaces trop faibles pour compenser la réduction d’ablation induite par la couverture détritique environnante. Si l’on observe des taux d’amincissement similaires sur les langues couvertes ou non de débris, c’est que la vitesse d’émergence est plus faible sur les langues couvertes ce qui compense un bilan de masse de surface moins négatif que sur les glaciers blancs. Il est néanmoins nécessaire de mieux comprendre la dynamique des langues couvertes de débris. / High Mountain Asia (HMA) hosts the largest glacierized area outside the polar regions. Approximately 15 % of the ~100 000 km² of HMA glaciers is covered by a debris layer of various thickness. The influence of this debris on the HMA glacier response to climate change remains debated. In principle, the presence of a thick layer of debris reduces the melt of the ice beneath it, due to the insulating effect. However, other processes such as ablation of bare ice cliff faces, subaqueous melt of supraglacial ponds and internal ablation due to englacial hydrology could substantially contribute to enhance the debris-covered glacier mass losses. The aim of this PhD work is to assess the impact of the debris on glacier mass balance in HMA. Up to now, the influence of the debris cover has been assessed through glacier front position changes or on a restricted sample of glaciers, and no large scale study of the influence of the debris cover on the glacier-wide mass balance is available.As a starting point, we derived glacier mass changes for the period 2000-2016 for the entire HMA, with an unprecedented resolution, using time series of digital elevation models (DEMs) derived from Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) optical satellite imagery. We calculated a total mass loss of -16.3 ± 3.5 Gt yr-1 (-0.18 ± 0.04 m w.e. yr-1) with contrasted rates of regionally-averaged mass changes ranging from -0.62 ± 0.23 m w.e. yr-1 for the eastern Nyainqentanglha to +0.14 ± 0.08 m w.e. yr-1 for the western Kunlun Shan.At the scale of HMA, the pattern of glacier mass changes is not related to the presence of debris, but is linked with the climatology. Consequently, we studied the influence of the debris-cover on mass balance within climatically homogeneous regions. Based on the mass balances of individual glaciers larger than 2 km² (more than 6 500 glaciers, which represent 54% of the total glacierized area), we found that debris-covered glaciers have significantly more negative mass balances for four regions out of twelve, a significantly less negative mass balance for one region and non-significantly different mass balances for the remaining seven regions. The debris-cover is generally a less significant predictor of the mass balance than the slope of the glacier tongue or the glacier mean elevation. The influence of the debris is not completely clear and complicated to untangle from the effect of the other morphological parameters, because heavily debris-covered tongues are situated at lower elevations than debris-free tongues, where ablation is higher.However, such a statistical analysis of the influence of the debris-cover on the glacier-wide mass balance variability is not very informative in terms of glaciological processes. In order to better constrain the contribution of the different ablation processes on debris-covered tongues, work at a finer scale is required. For the debris-covered tongue of Changri Nup Glacier, Everest region, Nepal, we quantified the contribution of ice cliffs to the ablation budget. Using a combination of very high resolution DEMs derived from Pléiades images and an unmanned aerial vehicle, we found that ice cliffs contributed to ~23 ± 5 % of the total net ablation of the tongue, over two contrasted years, although they occupy only 7 to 8 % of its area. Ice cliffs are large contributors to the ablation of a debris-covered tongue, but they cannot alone explain the so-called debris cover anomaly, i.e. the fact that debris free and debris covered tongues have similar thinning rates. This anomaly is probably due to smaller emergence velocity over debris-covered tongues than over debris-free tongues, resulting in similar thinning rates, despite less negative surface mass balance rates. We advocate for more measurements of ice thickness of debris-covered tongues in order to better understand their dynamics.

Chosen of the Gods: Identity and Status in the Sacrificial Victims from the Llullaillaco VolcanoMummified children recovered from the summit of Llullaillaco volcano, in the Andes of Argentina, are an outstanding example of archaeological visibility of social actors, whose faces remain almost perfectly preserved half a millenium after their burial. The extraordinary preservation of the bioanthropological evidence from the Llullaillaco volcano has allowed scholars to undertake an archaeological approach towards topics such as social identity and status among the sacrificial victims in the Inca Empire. Interdisciplinary research on the frozen bodies of the young woman and the two infants from Llullaillaco, including Paleoradiological techniques (x-rays and cat-scans), Odontological studies, Paleopathological examination, DNA and hair analysis, has provided scientists with tangible results, that can be cross-checked with the information presented by the historical sources in relation to the sex and gender profile, physical beauty and social and ethnic origin of the children that the Inca priests would select as messengers into the world of the gods. / Los niños momificados recuperados de la cima del volcán Llullaillaco, en los Andes de Argentina, constituyen un ejemplo pocas veces igualado de la visibilidad arqueológica de actores sociales, ya que sus rostros se encuentran casi perfectamente preservados desde el momento de su muerte, hace más de medio milenio. La extraordinaria conservación de la evidencia bioantropológica del Llullaillaco ha permitido abordar temas relativos a la identidad y estatus social de las víctimas sacrificiales en el imperio inca. Los estudios interdisciplinarios en los cuerpos congelados de la doncella y los niños del Llullaillaco —que involucraron técnicas de paleoradiología (radiografías y tomografías computarizadas), estudios de odontología antropológica, exámenes de paleopatología, estudios de ADN antiguo y análisis de cabello— han provisto a los científicos de resultados tangibles para contrastar los requisitos de perfil sexo-etario, belleza física y extracción social que las fuentes históricas refieren en torno a la selección que los sacerdotes incas efectuaban de los mensajeros para el mundo de los dioses.

La partie centrale de la chaîne himalayenne présente d’importantes hétérogénéités, en particulier en termes de topographie et de climatologie. La caractérisation des processus hydro-climatiques dans cette région est limitée par le manque de descriptif des milieux. La variabilité locale est alors difficilement représentée par les modélisations mises en œuvre à une échelle régionale.L’approche proposée dans ce travail est de caractériser les systèmes hydro-climatiques à l’échelle locale pour réduire les incertitudes liées à l’hétérogénéité du milieu. L’intégration de données localement précises est testée pour la modélisation de bassins versants peu instrumentés et fortement hétérogènes.Deux sous-bassins du bassin de la Dudh Koshi (Népal) sont utilisés comme échantillons représentatifs des milieux de haute et moyenne montagne, hors contribution glaciaire. Le schéma de surface ISBA est appliqué à la simulation des réponses hydrologiques des types de surface décrits à partir d’observations de terrain. Des mesures de propriétés physiques des sols sont intégrées pour préciser la paramétrisation des surfaces dans le modèle. Les données climatiques nécessaires sont interpolées à partir des observations in situ disponibles. Une approche non déterministe est appliquée pour quantifier les incertitudes liées à l’influence de la topographie sur les précipitations, ainsi que leur propagation aux variables simulées. Enfin, les incertitudes liées à la structure des modèles sont évaluées à l’échelle locale à travers la comparaison des paramétrisations et des résultats de simulation obtenus d'une part avec le schéma de surface ISBA, couplé à un module de routage à réservoir et d'autre part avec le modèle hydrologique J2000. / The central part of the Hindukush-Himalaya region presents tremendous heterogeneity, in particular in terms of topography and climatology. The representation of hydro-climatic processes for Himalayan catchments is limited due to a lack of knowledge regarding their hydrological behavior. Local variability is thus difficult to characterize based on modeling studies done at a regional scale. The proposed approach is to characterize hydro-climatic systems at the local scale to reduce uncertainties associated with environmental heterogeneity.The integration of locally reliable data is tested to model sparsely instrumented, highly heterogeneous catchments. Two sub-catchments of the Dudh Koshi River basin (Nepal) are used as representative samples of high and mid-mountain environments, with no glacier contribution. The ISBA surface scheme is applied to simulate hydrological responses of the surfaces that are described based on in-situ observations. Measurements of physical properties of soils are integrated to precise surface parametrization in the model. Necessary climatic data is interpolated based on available in-situ measurements. A non deterministic approach is applied to quantify uncertainties associated with the effect of topography on precipitation and their propagation through the modeling chain. Finally, uncertainties associated with model structure are estimated at the local scale by comparing simulation methods and results obtained on the one hand with the ISBA model, coupled with a reservoir routing module, and on the other hand, with the J2000 hydrological model.

Esta tesis aplicando las bases teórico-metodológicas de la geoecología de montaña trata de establecer la organización altitudinal del paisaje de montaña del Macizo Central de los Picos de Europa. El macizo es considerado como un sistema organizado altitudinalmente en pisos geoecológicos, como resultado de los cambios morfo/bioclimáticos derivados de la altitud. El relieve se presenta como el elemento clave en la configuración del paisaje natural de esta montaña, hasta el punto de llegar a definirlo como un paisaje fundamentalmente geomorfológico.Se diferencian dos pisos de alta montaña y dos pisos de montaña media, separados entre sí por una franja de transición geoecológica: a) Alta Montaña Rocosa (> 2.200 m), b) Alta Montaña Supraforestal (1.800-2.200 m), c) Franja de Transición Geoecológica entre AM/MM (1.400-1.600 m,), d) Montaña Media Forestal (600/800 y 1.400/1.600 m), e) Laderas Bajas-Fondos de Valle de Montaña Media, M.M. muy antropizada (< 600/800 m). / This Thesis applies the theoretical basis of mountain geoecology to establish the altitudinal organization of the mountain landscape of the Central Massif of Picos de Europa (Cantabrian Range). The massif is considered to be a system altitudinally organized in belts, as result of the morpho/bioclimatic changes deriving from altitude. Relief is the main element of the natural landscape of this mountain massif, to the extent of defining it as a fundamentally geomorphological landscape. Two geoecological belts of high mountain and two of the middle mountain are distinguished, connected by a geoecological transition belt: a) Rocky high mountain (> 2200 m), b) Upper forest high mountain belt (1800 and 2200 m): c) Geoecological Transition HM/MM (1400/1600 and 1800 m), d) Forest Middle Mountain (600/800 and 1400/1600 m), and e) Low slopes and valley bottoms - Middle mountain highly antropized (<600/800 m).

Die Gletscher Hochasiens beeinflussen durch ihr Schmelzwasser die Wasserverfügbarkeit eines der gefährdetsten ‚globalen Wassertürme‘. Des Weiteren stellen diese Gletscher und die Gletscherseen eine Gefahr durch Überschwemmungen, Lawinen und Erdrutsche dar. Die Sensitivität und Variabilität von Gletschermassenbilanzen in Hochasien werden in dieser Dissertation untersucht. Das Energie- und Massenbilanzmodell „COupled Snowpack and Ice surface energy and mass balance model in PYthon (COSIPY)“ ist dabei das Hauptwerkzeug. Neun verschiedene gegitterte Niederschlagsdatensätze wurden verglichen, um Aussagen über deren Anwendungsmöglichkeiten zu treffen. Es wurden Verfahren für die Vorverarbeitung von Reanalyse-Datensätzen entwickelt, um diese als klimatische Antriebsdaten für COSIPY zu verwenden. Dazu standen Daten von drei automatischen Wetterstationen an verschiedenen Gletschern zur Verfügung. Die Modellevaluation auf der Basis von Beobachtungsdaten bildete den Ausgangspunkt, um die klimatische Massenbilanz von 14 Gletschern in allen großen Gebirgszügen Hochasiens mit einem konsistenten Ansatz zu modellieren. Die räumlich aufgelösten klimatischen Massenbilanzen von 2000 bis 2018 wurden mithilfe geodätischer Massenbilanzen aus Fernerkundungsdaten kalibriert. Generell haben mehr südöstlich gelegene Gletscher höhere Massenumsätze und diese sind sensitiver gegenüber Schwankungen von Temperatur und Niederschlag. Alle Gletschermassenbilanzen sind am sensitivsten gegenüber Temperaturänderungen im Sommer und gegenüber Niederschlagsänderungen im Sommer oder Frühling. Die Resultate unterstreichen die Notwendigkeit zukünftiger Forschung zu räumlich aufgelösten Reaktionen von Gletschern auf Klimaantrieb und daraus resultierender Variabilität von Schmelzwasser unter Verwendung interdisziplinärer Methoden in Hochasien. Aufgrund der Heterogenität der Gletscher in Hochasien ist diese Forschung essentiell für die künftige Anpassung an Klimavariabilität und Klimawandel in der Region. / The meltwater from the glaciers of High Mountain Asia (HMA) impacts water availability of one of the most vulnerable ‘water towers’ of the globe. Furthermore, glaciers and glacial lakes represent a danger through floods, avalanches and landslides. The climatic sensitivity and variability of the glacier mass balances are investigated within this thesis. The COupled Snowpack and Ice surface energy and mass balance model in PYthon (COSIPY) is thereby the main tool. Nine gridded precipitation datasets have been compared to evaluate possible applications in HMA. The variability and timing of precipitation between May and September 2017 are consistent between the datasets, whereas great differences in precipitation amount were found. A preprocessing toolbox has been developed to use reanalysis datasets as climate forcing for COSIPY within the thesis. Measurements of three automatic weather stations at different glaciers were available for bias correction. Based on these model validations with observed data, climatic mass balances of 14 glaciers in all major mountain ranges in HMA were simulated using a consistent approach. The distributed climatic mass balances for the period from October 2000 to September 2018 were calibrated with remote-sensing-based geodetic mass balances. In general, glaciers with higher mass turnover are located in the southeast of HMA. They are more sensitive to perturbations of temperature and precipitation. All glaciers are most sensitive to monthly temperature perturbations in summer and to precipitation perturbations in summer, spring or spring and summer. The results emphasise the need for future research on spatially resolved responses of glaciers to climate forcing and resulting variability of meltwater using coherent interdisciplinary methods in HMA. Due to the heterogeneity of glaciers in HMA, such research is essential for adaptation to future climate variability and climate change in the region.