Holocene environmental change in Northwest Iceland

Abstract

For most of the Holocene the main driver of vegetation and environmental change in Iceland was climate, although intermittent volcanic events had short term impacts. This changed with the Norse colonisation in the late 9th century AD, from when land use became a dominant force in terrestrial ecosystem development. This thesis presents a regional vegetation and environmental reconstruction from Northwest Iceland, based on data from three lake sediment cores and one peat core. The aim of the study was to examine the sensitivity of the Icelandic terrestrial ecosystem to external forcing mechanisms i.e. climate, tephra deposition and land use. The study sites form a transect from the coast on northern Skagi peninsula, through the lowland to the highland margin. The reconstructions reveal that vegetation changes were asynchronous between sites as a result of their different environmental settings. Vegetation changes in the lowland were primarily driven by climate. Based on pollen data the warmest periods of the Holocene were c. 10,100-8700 and 8000-6000 cal. yr BP and the optimum period for Betula pubescens woodland was c. 8000-6000 cal. yr BP. Cooling climate led to a woodland decline after c. 6000 cal. yr BP. Vegetation succession in the early Holocene was slower at the highland margin than in the lowland. Open woodland developed c. 7800 cal. yr BP and persisted until c. 4200 cal. yr BP. The woodland was probably at its ecological limit for most of that time. Human settlement began to influence the environment at the highland margin c. 1000 cal. yr BP, marked by changes in vegetation and increased environmental instability. Birch woodland is not observed in the record from the coast, probably due to oceanic influences. Dwarf shrub heath probably endured there throughout the Holocene. Examination of the influence of the Hekla 4 tephra (c. 4200 cal. yr BP) on vegetation revealed that the tephra had an impact on both relatively stable open woodland in the lowland and open woodland under pressure at the highland margin. The vegetation community at Barðalækjartjörn passed a tipping point at the time of the tephra fall and the struggling woodland was replaced by a hardier ecosystem, dwarf shrub heath.

Umhverfi Íslands hefur tekið miklum breytingum frá landnámi. Fyrir landnám var loftslag helsti áhrifaþáttur gróður- og umhverfisbreytinga en einnig höfðu eldgos skammvinn áhrif. Til rannsóknar í þessari ritgerð eru eðli og ástæður gróður- og umhverfisbreytinga í Austur-Húnavatnssýslu á nútíma, bæði í tíma og rúmi. Saga umhverfisbreytinga er byggð á greiningum frjókorna, plöntuleifa og seteiginleika úr þremur stöðuvötnum og einum mýrarkjarna. Rannsóknastaðirnir mynda langsnið frá strandsvæði á Skaga upp að hálendisbrún. Umhverfisaðstæður á hverjum stað höfðu mikil áhrif á gróðurframvindu og var töluverður munur á gróðurframvindu milli svæða. Gróðurfar á láglendi stjórnaðist að mestu af loftslagi. Hlýjustu skeið nútíma voru fyrir um 10.100-8700 og 8000-6000 árum. Birkiskógar náðu hámarksútbreiðslu fyrir um 8000-6000 árum en tók að hnigna vegna kólnandi loftslags fyrir um 6000 árum. Gróðurframvinda á fyrri hluta nútíma var hægari við hálendisbrún þar sem birkikjarr eða skógur myndaðist fyrir um 7800 árum en birki var þar nálægt vistfræðilegum mörkum tegundarinnar. Birki hélt þar velli þar til fyrir um 4200 árum. Áhrif mannvistar verða greinileg fyrir um 1000 árum en þau koma fram í breytingum á gróðri og auknum óstöðugleika í umhverfinu. Engin ummerki eru um birkikjarr eða skóga nyrst á Skaga, líklega vegna hafrænna áhrifa á vaxtarskilyrði birkis. Gróðurfar þar hefur líklega einkennst af lyngmóa allan nútíma. Áhrif gjóskulagsins Heklu 4, sem féll fyrir um 4200 árum á gróður voru skoðuð sérstaklega. Gjóskufallið hafði áhrif bæði í stöðugu skóglendi á láglendi og opnu skóglendi/kjarri við hálendisbrún. Gjóskufallið ásamt kólnandi loftslagi gerði það að verkum að gróður við hálendisbrún breyttist varanlega úr birkikjarri eða skóglendi í fjalldrapamóa eftir gosið.