The doctoral thesis describes methodologies and appropriate adaptations of existing solutions to model land suitability in two ways for the valley and basin areas of the South-Siberian Altai Mountains within a geo-information system (GIS) environment. Starting-point approaches are: 1) the Agricultural Soil Suitability Model „Almagra” and Land Capability Model “Cervatana”/MicroLEIS System (De la Rosa et. al 1992, 1998) developed for Mediterranean regions and a method specifically compiled by Burlakova L. M. (1988) for the Altai based on the weighted means of a factor set. 2) For comparison purposes, second, third and fourth versions of the same model are developed using three different types of Fuzzy Logic approaches. They are used to present how Gauss membership functions of particular classes can be computed as different classes and how variables taking values in ranges can be handled in a mathematical way. Furthermore, the paper presents ideas on how remote sensing might interact with the geo-information system (GIS) where - like in the present case – the required input geo-data are not fully sufficient to (i) feed the models formalising soil and climatic conditions, and (ii) to characterise the patterns of land management within the study area. Three agricultural crops (summer wheat, sunflowers and potatoes) are relevant to the Altai Region at a regional level and are, therefore considered. A rating is classified using five suitability classes according to the FAO classification (1976). For the case study the Uimon Basin was chosen. Social and economic factors are so far excluded but can be added within a further phase of development. / Diese Doktorarbeit beschreibt Methoden und geeignete Anpassungen bereits existierender Lösungen, um auf zwei verschiedenen Wegen die Landeignung für die Tal- und Beckenregionen der Südsibirischen Altaigebirges innerhalb eines Geoinformationssystems zu modellieren (GIS). Die Ausgangsmethoden sind: 1) die Bodeneignungsmodelle „Almagra" and „Cervatana“ (MicroLEIS System), entwickelt für die Mittelmeerregionen (De la Rosa et al. 1992 and 1998) und die „Gewichtsmethode“, welche Burlakova L. M. (1988) speziell für die Altairegion entwickelte. Letztgenannte Methode basiert auf den gewichteten Mitteln für eine gegebene Anzahl von Faktoren. 2) Zum Vergleich, die zweite, dritte und vierte Version des gleichen Modells mit drei unterschiedlichen Typen wurden mit Fuzzy-Logik-Methoden entwickelt. Sie werden benutzt, um darzustellen, wie unscharfe Mengen zum einen die Berechnung von Gauß-Mitgliedschaftsfunktionen bestimmter Klassen veranschaulichen können, welche zu anderen Klassen gehören, und wie die Variablen in einer mathematischen Handhabung angefasst werden können. Außerdem stellt diese Arbeit Ideen vor, wie die Fernerkundung das Geoinformationssystem (GIS) eingesetzt werden kann, wenn - wie im vorliegenden Fall - nur unzureichend Geodaten vorhanden sind, (i) um in die Modellierung der Boden- und Klimabedingungen einzugehen und (ii) um die Charakteristik des Landmanagements im Untersuchungsgebiet zu kennzeichnen. Drei landwirtschaftliche Agrarkulturen (Sommerweizen, Sonnenblumen und Kartoffeln) sind für die Altairegion auf regionaler Ebene von Bedeutung und wurden daher in die vorliegende Untersuchung einbezogen. Die Bewertung erfolgte nach fünf Eignungskategorien, entsprechend der FAO Klassifikation (1976). Das Uimon-Becken wurde als Untersuchungsgebiet ausgewählt. Soziale und ökonomische Faktoren wurden bisher ausgeschlossen, können aber innerhalb einer weiteren Entwicklungsphase hinzugenommen werden.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit entstand in Zusammenarbeit des Instituts für Kartographie der Technischen Universität Dresden und Archäologen der Universität Gent in Belgien ein dreidimensionales Landschaftsmodell einer Teilregion des Naturparks „Uch-Enmek“, gelegen in der Republik Altai. Diese Region beinhaltet die wichtigsten und größten bekannten Begräbnisstätten skythischen Ursprungs, für die es gilt, den Bekanntheitsgrad und das Bewusstsein dieses kulturellen Erbes durch diese Arbeit zu steigern. Im Zuge dessen wurden wichtige Geodaten, unter Berücksichtigung der prägenden Geoelemente einer Landschaft, in einem Geoinformationssystem zusammengetragen, um die Ausgrabungsstätten ergänzt und verfeinert und schließlich zu einem digitalen Landschaftsmodell ausgebaut. Die Wandlung zu einem dreidimensionalen Landschaftsmodell durch Hinzunahme von 3D-Objekten, wie Gebäuden oder Bäume, wurde in einer professionellen 3D-Software durchgeführt. Zur Visualisierung des Endproduktes wurden aus dem resultierenden 3D-Modell statische Bilder und eine Animation erstellt. Zukünftig können die Ergebnisse genutzt werden, um einen Internetauftritt des Naturparks zu ermöglichen. / Within the scope of this diploma thesis, a three-dimensional landscape model of a part of a region located in the nature park „Uch-Enmek“ (situated within the Altai Republic), was generated in cooperation with the Institut for Cartography of Dresden University of Technology and archaeologists of the University of Ghent in Belgium. The area of interest contains the most important and well-known burial mounds, that origin back to Scythian history. Aim of the thesis is to increase the degree of popularity and the awareness for this cultural heritage. In this case, important geodata were collected within a geo-informationsystem, with respect to characteristic geoelements of a landscape. The geodata were replenished and improved around the archaeological excavation and built up to a digital landscape model. The conversion to a three-dimensional landscape model by adding three-dimensional objects, like buildings and trees, was executed with the help of a professional 3D-software. To visualize the final product, static images and an animation were generated as results out of the 3D-model. Prospectively, the achievement can be used to establish an internet presentation of the nature park.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit entstand in Zusammenarbeit des Instituts für Kartographie der Technischen Universität Dresden und Archäologen der Universität Gent in Belgien ein dreidimensionales Landschaftsmodell einer Teilregion des Naturparks „Uch-Enmek“, gelegen in der Republik Altai. Diese Region beinhaltet die wichtigsten und größten bekannten Begräbnisstätten skythischen Ursprungs, für die es gilt, den Bekanntheitsgrad und das Bewusstsein dieses kulturellen Erbes durch diese Arbeit zu steigern. Im Zuge dessen wurden wichtige Geodaten, unter Berücksichtigung der prägenden Geoelemente einer Landschaft, in einem Geoinformationssystem zusammengetragen, um die Ausgrabungsstätten ergänzt und verfeinert und schließlich zu einem digitalen Landschaftsmodell ausgebaut. Die Wandlung zu einem dreidimensionalen Landschaftsmodell durch Hinzunahme von 3D-Objekten, wie Gebäuden oder Bäume, wurde in einer professionellen 3D-Software durchgeführt. Zur Visualisierung des Endproduktes wurden aus dem resultierenden 3D-Modell statische Bilder und eine Animation erstellt. Zukünftig können die Ergebnisse genutzt werden, um einen Internetauftritt des Naturparks zu ermöglichen. / Within the scope of this diploma thesis, a three-dimensional landscape model of a part of a region located in the nature park „Uch-Enmek“ (situated within the Altai Republic), was generated in cooperation with the Institut for Cartography of Dresden University of Technology and archaeologists of the University of Ghent in Belgium. The area of interest contains the most important and well-known burial mounds, that origin back to Scythian history. Aim of the thesis is to increase the degree of popularity and the awareness for this cultural heritage. In this case, important geodata were collected within a geo-informationsystem, with respect to characteristic geoelements of a landscape. The geodata were replenished and improved around the archaeological excavation and built up to a digital landscape model. The conversion to a three-dimensional landscape model by adding three-dimensional objects, like buildings and trees, was executed with the help of a professional 3D-software. To visualize the final product, static images and an animation were generated as results out of the 3D-model. Prospectively, the achievement can be used to establish an internet presentation of the nature park.

The doctoral thesis describes methodologies and appropriate adaptations of existing solutions to model land suitability in two ways for the valley and basin areas of the South-Siberian Altai Mountains within a geo-information system (GIS) environment. Starting-point approaches are: 1) the Agricultural Soil Suitability Model „Almagra” and Land Capability Model “Cervatana”/MicroLEIS System (De la Rosa et. al 1992, 1998) developed for Mediterranean regions and a method specifically compiled by Burlakova L. M. (1988) for the Altai based on the weighted means of a factor set. 2) For comparison purposes, second, third and fourth versions of the same model are developed using three different types of Fuzzy Logic approaches. They are used to present how Gauss membership functions of particular classes can be computed as different classes and how variables taking values in ranges can be handled in a mathematical way. Furthermore, the paper presents ideas on how remote sensing might interact with the geo-information system (GIS) where - like in the present case – the required input geo-data are not fully sufficient to (i) feed the models formalising soil and climatic conditions, and (ii) to characterise the patterns of land management within the study area. Three agricultural crops (summer wheat, sunflowers and potatoes) are relevant to the Altai Region at a regional level and are, therefore considered. A rating is classified using five suitability classes according to the FAO classification (1976). For the case study the Uimon Basin was chosen. Social and economic factors are so far excluded but can be added within a further phase of development. / Diese Doktorarbeit beschreibt Methoden und geeignete Anpassungen bereits existierender Lösungen, um auf zwei verschiedenen Wegen die Landeignung für die Tal- und Beckenregionen der Südsibirischen Altaigebirges innerhalb eines Geoinformationssystems zu modellieren (GIS). Die Ausgangsmethoden sind: 1) die Bodeneignungsmodelle „Almagra" and „Cervatana“ (MicroLEIS System), entwickelt für die Mittelmeerregionen (De la Rosa et al. 1992 and 1998) und die „Gewichtsmethode“, welche Burlakova L. M. (1988) speziell für die Altairegion entwickelte. Letztgenannte Methode basiert auf den gewichteten Mitteln für eine gegebene Anzahl von Faktoren. 2) Zum Vergleich, die zweite, dritte und vierte Version des gleichen Modells mit drei unterschiedlichen Typen wurden mit Fuzzy-Logik-Methoden entwickelt. Sie werden benutzt, um darzustellen, wie unscharfe Mengen zum einen die Berechnung von Gauß-Mitgliedschaftsfunktionen bestimmter Klassen veranschaulichen können, welche zu anderen Klassen gehören, und wie die Variablen in einer mathematischen Handhabung angefasst werden können. Außerdem stellt diese Arbeit Ideen vor, wie die Fernerkundung das Geoinformationssystem (GIS) eingesetzt werden kann, wenn - wie im vorliegenden Fall - nur unzureichend Geodaten vorhanden sind, (i) um in die Modellierung der Boden- und Klimabedingungen einzugehen und (ii) um die Charakteristik des Landmanagements im Untersuchungsgebiet zu kennzeichnen. Drei landwirtschaftliche Agrarkulturen (Sommerweizen, Sonnenblumen und Kartoffeln) sind für die Altairegion auf regionaler Ebene von Bedeutung und wurden daher in die vorliegende Untersuchung einbezogen. Die Bewertung erfolgte nach fünf Eignungskategorien, entsprechend der FAO Klassifikation (1976). Das Uimon-Becken wurde als Untersuchungsgebiet ausgewählt. Soziale und ökonomische Faktoren wurden bisher ausgeschlossen, können aber innerhalb einer weiteren Entwicklungsphase hinzugenommen werden.

Die vorliegende Bachelorarbeit ergänzt das bereits existierende nicht-photorealistische 3D-Landschaftsmodell im 'Ethno-Nature Park Uch-Enmek' nach Osten. Zentrum der durchgeführten Modellierungsarbeiten im zwei- und dreidimensionalen Raum ist die Siedlung Karakol. Der existente Workflow - von den Primärdaten bis zum 3D-Modell - wird unabhängig getestet und auf Verbesserungsmöglichkeiten untersucht. Die Schwerpunkte liegen dabei auf der Eignung der existenten Quellen für die Modellierung, der Eignung bisher geschaffener Modellierungswerkzeuge sowie der Quantifizierung des Erfassungsaufwands.

We developed a network of tree-ring width chronologies of larch (Larix sibirica Led.) from upper tree-lines of the southeast Altai Mountains, South Siberia. Annual tree-ring variability of chronologies since A.D. 1710 was compared using factor analysis. The factor analysis clustered eight tree-ring chronologies into two groups that were used for compositing chronologies. One resulting composite chronology (A.D. 1582-1994) averaged sites from upper tree-lines in glacier-free areas and another chronology (A.D. 1090-1999) captured the sites at upper tree-lines in valleys of the Korumdu, Aktru, Yan-Karasu and Kizil-Tash Glaciers (North-Chuya Range). There is no significant difference in the estimated strength of temperature signals (June and July) of the composite chronologies. However, we observed a remarkable contrast in the decadal variability of larch growth between upper tree-lines of glacier-free areas and glacier valleys. The tree-ring growth of larch was coherent among the chronologies for the period A.D. 1582-1725. Suddenly, low-frequency similarity declined around A.D. 1730. The magnitude of differences became more pronounced after A.D. 1775 indicating three periods with opposite growth tendency (1775-1850, 1900-1915 and 1960-1994) that alternated with short periods of coherent growth. We assume that the low-frequency signal in the glacier valley larch chronology accommodates oscillations of both summer temperature and glacier dynamics. The periods of low-frequency departures are consistent with the 19th Century advance and tremendous 20th Century retreat of the glaciers. We argue that expanded glaciers enhance harmful impacts of katabatic wind on larch growth. It appears that employing tree rings from upper tree-lines of glaciated areas for estimation of decadal and centennial variability climatic proxies should be selected with great caution.

The mountain-systems of Central Asia, act as barriers to atmospheric circulation patterns, which in turn impose striking climate gradients across the region. Glaciers are sensitive indicators of climate change and respond to changes in climate gradients over time by advancing during cold and wet periods and receding during warm and dry periods. The aim of this thesis is to investigate whether there are large-scale patterns in how past glaciers in the Tian Shan and the Altai Mountains of Central Asia responded to climate change. Multiple methods have been used, including: remote sensing, terrain analysis, field investigations, and cosmogenic nuclide (CN) dating. The glacial landform records indicate that the region experienced mainly alpine-style glaciations in the past. Large complexes of ice-marginal moraines in high elevation basins are evidence of outlet glaciers sourced from large valley glaciers, ice caps and ice-fields, and these moraine sequences, record the maximum extent of paleoglaciation. In the Ikh-Turgen Mountains, located in the continental, eastern Altai Mountains, deglaciation of these moraines occurred during marine oxygen isotope stage (MIS) 3 at ~45 ka. This is consistent with a colder and wetter climate during this time, inferred from ice core and lake level proxies. Another deglacial phase occurred during MIS 2 at ~23 ka, synchronous with the global Last Glacial Maximum. In the Russian Altai Mountains, lobate moraines in the Chuya Basin indicate deglaciation at ~19 ka, by a highly dynamic paleoglacier in the Chagan-Uzun catchment, which experienced surge-like behaviour. Furthermore, across the Tian Shan, an evaluation of new and existing CN glacial chronologies (25 dated moraines) indicates that only one regional glacial stage, between 15 and 28 ka (MIS 2), can be defined and spatially correlated across the region. These paleoglaciers were mainly restricted to valleys as a result of arid conditions during this time and variation in their extents is interpreted to reflect topographic modulation on regional climate. The ages of the oldest evidence for robust local glacial stages in the Tian Shan are not yet well constrained, however, moraines in the central Kyrgyz Tian Shan and the eastern Chinese Tian Shan have apparent minimum ages overlapping with MIS 5 and MIS 3 (with missing MIS 4 and 6 stages). However, different geological processes, such as inheritance and post-depositional shielding (e.g. deposition by surging glaciers or hummocky terrain deposition), have influenced the dating resolution, making several moraine ages inappropriate for regional comparison. Finally, to quantify regional patterns of paleoglaciation, the hypsometry (area-elevation distribution) of glacial landforms is used to estimate average paleo equilibrium line altitudes for the region. This analysis shows that while present-day ELAs mirror strong climate gradients, paleoglaciation patterns were characterised by more gentle ELA gradients. The paleo-ELA depressions across Central Asia were most prominent in the continental southern and eastern regions (500–700 m). Finally, the results from this thesis, show that Central Asia was repeatedly glaciated in the past, but underscore the importance of considering 1) catchment characteristics and styles of glaciation and 2) other non-climatic factors controlling glacier dynamics when interpreting CN chronologies to make paleoclimate inference. / <p>At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 2: Manuscript. Paper 4: Accepted. Paper 5: Manuscript.</p> / Central Asia Paleoglaciology Project (CAPP)

Univ., Diss.--Regensburg, 2005.

Ce travail s’est intéressé à la dynamique de peuplement du sud de la Sibérie et de l’Altaï à l’âge du Bronze (IIIème - Ier millénaire avant J.-C), période pendant laquelle les steppes eurasiennes auraient connues de nombreux mouvements de populations. Les analyses moléculaires ont portés sur 69 spécimens anciens. La stratégie adoptée a consisté, en plus de l’étude de l’ADN mitochondrial, à étudier les lignées paternelles de ces individus, ainsi que des marqueurs autosomaux, informatifs de leur origine biogéographique (AIM) et des caractères pigmentaires. L’ensemble des données moléculaires obtenues nous a permis de mettre en évidence une évolution du pool génique au sein de la région étudiée. Le faible effectif observé par groupe culturel ainsi que le processus de recrutement funéraire peut avoir biaisé une partie des analyses. Néanmoins, ces données moléculaires ont amené de nouveaux éléments pour la compréhension du peuplement de cette région qui apparaît comme un processus complexe. / The present work has focused on the settlement of the South Siberia and the Altai mountains during the Bronze Age (III-I millennium BC), period during which the Eurasian Steppes knew a lot of population movements. The molecular analyses were performed on 69 ancient samples. The used strategy consisted in the study of maternal and paternal lineages and autosomal markers informative of biogeographical ancestry (AIM) and physical appearance. Taken together, these results show an evolution of the genetic pool in this area during the Bronze Age. The low effective observed in each cultural group and the funeral recruitment could of course have induced a bias in some analyses. Nevertheless, these molecular data gave new elements to understand the settlement of this region which seems to be a complex process that it will be necessary to deepen with new paleogenetic even paleogenomic studies.

I det här arbetet har jag studerat två sibiriska musiktraditioner som sammanför flera folkgrupper, för att sedan komponera ett orkesterstycke utifrån det. De två traditionerna som representeras i stycket är strupsångsmusik och schamanism, och genom att jämföra det färdiga resultatet med källmaterialet har jag sett hur musiken har förändrats genom processen. Jag har också undersökt hur processen har sett ut i de två delarna, och kommit fram till att den ser väldigt olika ut beroende på källmaterialets natur. I kompositionen har jag lagt till ett antal citat och referenser till den musik jag har utgått ifrån, och därför har jag behövt förhålla mig till begreppet “kulturell appropriering”. Det är ett komplext begrepp, men genom att jämföra kompositionen med källmaterialet har jag kommit fram till att musiken delvis faller under kulturell appropriering, eftersom jag som utomstående har tagit en musikstil ur sitt sammanhang. Den faller däremot inte under kulturell misappropriering, eftersom jag direkt bejakar musikens ursprungliga sammanhang och gör den mer synlig, bland annat genom det här arbetet.