Raport de cercetare privind implementarea proiectului in perioada octombrie 2015 – septembrie 2017

PN-II-RU-TE-2014-4-0855 Reconstituirea istoriei holocene târzii a râurilor din Romania pe baza interpretării geomorfologice și dendrocronologice a trunchiurilor subfosile (RECONHIST)

Prezentarea raportului științific la proiectul RECONHIST este făcută cronologic în relație cu planul

de obiective și activități și cu accent pe diseminarea rezultatelor. In acest mod este evidențiat

progresul realizărilor în conformitate cu fluxul finanțării cercetărilor.

In anul 2015

Obiectivele de cercetare pentru Etapa 2015 ale proiectului ReconHist au fost: (i) o revizuire a

celor mai recente cercetări în domeniul de reconstituirilor de paleomediu holocen cu accent pe

mediul fluvial și (ii) o prezentare a zonelor de aplicație a propriilor investigații. Acestea au fost

relevate în raportul de cercetare pentru perioada octombrie – decembrie 2015.

Promovarea unora dintre metodele de cercetare pe care le-am utilizat pe sectoarele de râu de

aplicație a fost făcută în Revista de Geomorfologie în următorul articol:

Chiriloaei F, Radoane M (decembrie 2015)The metamorphosis of a braided river channel during

the last 100 years: Moldova River as a case study, Revista de Geomorfologie, nr. 17, 19-28, revistă

cotată B+

In acest articol noi am discutat răspunsul unei albii împletite la schimbările climatice și

intervențiile umane în ultimii 100 de ani. Între Gura Humorului și confluența cu râul Siret, pe o

lungime de 110 km, râul Moldova are trăsăturile unei albii împletite, alimentată fiind cu

sedimente grosiere de afluenții montani de pe partea dreaptă a râului. Între 1910 și 2005 albia s-

a adâncit și s-a îngustat cu până la 76%. În același timp, vegetația marginală și-a extins suprafața

în albia majoră de la 38% în 1960 la 71% în 2005. Rezultatul final a constat în metamorfoza râului

de la o albie de tip împletit la o albie de tip ”wandering” spre o albie de tip sinuos. Fenomenul s-

a instalat prima data în partea din avale a râului și a migrat treptat spre amonte.

In anul 2016

Etapa 2016 a avut două obiectve majore de realizat: (1) Cartografierea geomorfologica si analize ale faciesurilor Etapa sedimentologice in care au fost sedimentate trunchiurile subfosile; (2)

Obținerea vârstei absolute pentru trunchiurile subfosile si realizarea de investigații dendrometrice si dendrocronologice. Pentru realizarea activităților din cadrul celor două obiective s-au efectuat:

Campanii de teren pentru cartografiere geomorfologică și recoltare carote de bușteni subfosili (Fig. 1.1) a)În lungul râului Somes s-au cartografiat sectoarele Florești (8 km), Măluț (7 km), Valea Luncii

(10km) și Cicârlău-Berindan (45 km), iar din secțiunile Floresti, Mogoșeni, Măluț, Îndemânarea, Reteag, Valea Luncii, Cicârlău, Băbășești, Berindan – s-au recoltat in total 88 de probe de busteni subfosili;

b) În lungul râului Moldova în secțiunile Botești, Nisiporești – s-au recoltat 119 probe de arbori subfosili; în secțiunea Tupilați s-au recoltat 33 probe;

c) În lungul râului Suceava în sectorul Liteni-Dornești – s-au recoltat 24 probe probe de arbori subfosili.

d) În lungul râului Siret s-a cartografiat sectorul Mircești – Berindan

Fig. 1.1. Colaj de fotografii din Campania de teren de pe valea Someșului: a) în groapa balastierei de la

Măluț s-a descoperit un trunchi subfossil prelucrat de mâna omului; b)imagine asupra unei gropi de balastieră; c) activitatea de carotare a unui trunchi subfossil: d) activitatea de înregistrare și marcare a

probelor de carote.

Realizarea hărților geomorfologice ale sectoarelor reprezentative de luncă Datele obținute în teren asupra micromorfologiei sectoarelor de luncă Florești (8 km) (Fig.1.2), Măluț (7 km), Valea Luncii (10km) și Cicârlău-Berindan (45 km) au fost prelucrate în sistem GIS și obținute hărțile geomorfologice. Acestea vor sta la baza cunoașterii fazelor de sedimentare și eroziune a luncilor, de formare a teraselor de luncă, de migrare a albiilor minore în zona fâșiei active.

Fig.1.2. Exemplu de harta geomorfologică în sistem GIS a sectorului de luncă Florești a râului Someș

Realizarea de profile sedimentologice în malurile albiei minore În zonele de recoltare ale bustenilor subfosili s-a realizat o ridicare a profilului de mal pentru a

identifica faciesul aluvionar și poziția în care a fost descoperit trunchiul subfossil. Un exemplu este dat in Fig.1.3.

Fig.1.3. Profil sedimentologic în faciesul aluvionar al luncii joase a Someșului în punctul de recoltare a

carotei de trunchi subfossil de la Valea Luncii.

Măsurători morfometrice Pe o lungime de 350 km a râului Someș (între localitatea Nimigea, amonte de Beclean și granița cu Ungaria) s-au realizat măsurători asupra următorilor indici morfometrici: lungimea râului de la obârșie, lățimea albiei majore, lățimea fâșiei active, lățimea albiei, lungimea de undă a meandrelor, raza curburii buclelor de meandru, indicele de sinuozitate. Toate aceste variabile au fost măsurate pe segmente de 250 m în lungul râului și pentru următoarele momente de timp: 1860, 1890, 1962, 1977, 2005. În final s-a obținut o baza de date foarte mare care necesită o procesare statistică adecvată. Datarea absolută (cu 14C) a probelor de arbori subfosili La acest moment s-au obținut 42 de carote datate cu 14C, plus probele recoltate in campaniile de teren recente (în total 142 probe datate). Acestea vor sta la baza corelatiilor cu masuratorile dendrometrice si dendrocronologice și cu interpretările faciesurilor aluviale.

Valorificarea parțială a fondului de date obținute s-a realizat prin intermediul comunicărilor la

reuniuni științifice naționale și internaționale, prin realizarea de articole științifice și prin

participarea la sinteze de anvergură.

Participări la reuniuni științifice internaționale

1) General Assembly of European Geoscience Union, EGU2016, 17-23 aprilie, 2016, Viena, Austria

Radoane Maria, Nechita Constantin, Chiriloaei Francisca, Radoane Nicolae (2016) Changes in precipitation, runoff and sediment transport in the Eastern Romania during the period 1950 to 2010, Geophysical Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-4066, 2016 EGU General Assembly 2016

Lucrarea a analizat înregistrările climatice și hidrologice de la 29 de stații meteorologice și 48 de stații hidrometrice care se află pe teritoriul bazinelor hidrografice Siret și Prut din partea de est a României. La aceste înregistrări au fost adăugate 20 de serii dendrocronologice, parte din ele obținute în cadrul proiectului RECONHIST. Pentru a obține corelații între creșterea radial a arborilor și climat au fost folosite datele din National Climatic Grid cu rezoluție spațială de 10x10 km. Seriile de timp climatice, hidrologice și dendrocronologice au fost analizate pentru a obține informații dincolo de perioada de înregistrări instrumentale (în special înainte de 1900) care să permită răspunsul la următoarele întrebări: Care este variabilitatea spațială a comportării acestor serii? Putem noi identifica areale cu trăsături similar ale seriilor? Ce factori ”au complicat” transmiterea în cascadă a semnalului proceselor precipitații – debite de apă scurse – mișcarea sedimentelor? Se pot identifica praguri commune în schimbarea seriilor? În competiția natural versus uman se poate identifica originea acestor acestor praguri de schimbare? Folosind analiza dendrocronologică noi vom putea stabili anii cu evenimente hidrologice excepționale, generatoare de activități fluviale anterior anilor cu înregistrări instrumentale.

Nechita Constantin, Chiriloaei Francisca, Radoane Maria, Popa Ionel, Radoane Nicolae (2016) Climate signal detected in sub-fossil and living oak trees data. An analysis of signal frequency components, Geophysical Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-4441, 2016 EGU General Assembly 2016

Lucrarea a avut în vedere analiza componentelor de frecvență a semnalului climatic detectat în seriile inelelor de creștere ale arborilor vii și ale celor subfosili în diferite perioade de timp. Proiectul RECONHIST s-a implicat în această lucrare cu seriile dendrocronologice ale arborilor subfosili datați cu radiocarbon. Principalul obiectiv al studiului a fost evaluarea caracteristicilor semnalului climatic în present și pentru ultimile șapte milenii. 2)Tree Rings in Archaeology, Climatology and Ecology, TRACE2016, Bialowieza, 11-15 mai 2016, Polonia

Nechita C, Popa I, Badea O, Chiriloaei F, Leca S (2016) Periodic response of intra-annual radial growth features for Quercus sp. to climate oscillations in southern Romania, TRACE 2016, 11-15 mai, Bialowieza, Polonia

Obiectivul cercetarilor este reprezentat de evidențierea potențialului dendroclimatologic al unei rețele de serii de inele anuale de creștere pentru speciile genului Quercus (Q. robur, Q. petraea, Q. fraineto, Q. ceris). Studiul pornește de la serii dendrocronologice ce acoperă o perioadă de peste 150 de ani, cu fidelitate a răspunsului la factorii climatici. Rezultatele au aratat că: (i) un semnal climatic foarte puternic este regăsit în seriile de stejari mezofiți și xerofți (cer și garniță); (ii) seriile de stejari au un potențial ridicat în reconstituirile paleoclimatice. Aceste cercetări ne-au permis concluzii privind alegerea speciilor dintre arborii subfosili folosiți în rezolvarea tematicii proiectului RECONHIST.

Nechita C, Popa I, Chiriloaei F, Rădoane M, Roibu C, Mursa A, Cheptea S, Apăvăloaei B (2016), Preliminary results on building long oak and elm dendrochronological series in Eastern Romania, TRACE2016, 11-15 mai, Bialowieza, Polonia

Lucrarea a prezentat rezultate preliminare privind constituirea unei serii dendrocronologice lungi pentru partea de est a României. Localizarea cercetărilor se afla în bazinul mijlociu al Siretului. Pentru construirea seriei am identificat și prelevat probe de la cele mai vechi cladiri care aparțin patrimoniului național si UNESCO (Curtea Domnească Iasi, Mănăstirea Putna, Mănăstirea Adancata, Manastirea Banesti, Manastirea Forasti). Pentru perioade mai vechi decat lemnul arheologic am ales ca sursă de material biologic raul Siret cu afluenții săi, care stochează în maluri trunchiuri de stejari, ulm și anin. Datarile cu C14 atestă faptul că raurile Moldova, Suceava si Siret sunt depozitare de trunchiuri subfosile ce au capacitatea de a lega/prelungi seria constituita de lemnul arheologic. 3)Forum Carpathicum, Bucuresti, 28-30 octombrie 2016

Constantin NECHITA, Ionel POPA, Maria RĂDOANE, Francisca CHIRILOAEI, Cătălin ROIBU, Andrei

MURSA (2016), Multidirectional analysis of a dendrochronological network from NE Romania in

order to build a 600 years chronology used to reconstruct past climate, Forum Carpathicum, 28-

30 septembrie, București

Obiectivul acestei lucrări a constat în realizarea unei serii dendrocronologice de 600 ani pentru a

reconstitui schimbările climatice ale ultimului mileniu. Proiectul RECONHIST s-a implicat în analiza

spațială multivariată. Rezultatele au arătat un răspuns al arborilor la climat, distinct, în funcție de

poziționarea geografică și principalele forme de relief enumerate.

Participări la reuniuni științifice naționale

1)Simpozionul național de geomorfologie, Piatra Neamț, 19-22 mai 2016

Chiriloaei Francisca (2016), Albia extracarpatică a râului Moldova își continuă evoluția pe

traiectoria îngustării și a degradării, sau se pregătește de recuperare?, SNG2016, 19-22 mai,

Piatra Neamț

Prezentarea a valorificat măsurătorile pe date LiDAR asupra indicatorilor morfometrici ai albiei râului Moldova pentru a înțelege mai bine metamorfoza albiei și care sunt cauzele ce o determină. S-a analizat potențialul de recuperare a albiei in condițiile în care punem scăderea fluxului de sedimente, în special, pe seama exploatărilor de agregate minerale, iar acest aspect nu pare să se diminueze momentan. Recuperarea albiei poate fi posibilă doar dacă acest fenomen încetează și dacă se vor mai efectua și alte intervenții la nivel de subsector, la nivel de bazin sau pur și fără nici un fel de intervenție antropică

Constantin Nechita, Ionel Popa, Francisca Chiriloaei, Maria Rădoane (2016), Rezultate

preliminare privind formarea unei serii dendrocronologice lungi din secvențe de stejari și ulm în

Estul României, SNG2016, 19-22 mai, Piatra Neamț

Prezentarea a valorificat investigațiile asupra inelelor de creștere ale arborilor vii și a celor subfosili pentru construirea unei serii lungi cu reprezentativitate pentru estul României.

Constantin Nechita, Francisca Chiriloaei, Ionel Popa (2016), Semnalul climatic extras din inelele

de creștere la stejari în NE României, proxy pentru evaluarea paleomediului pentru ultimii 7000

de ani, SNG2016, 19-22 mai, Piatra Neamț

În această prezentare s-a urmărit variația semnalelor din inele de creștere indiferent de natura lor, folosind înalta frecvență, și semnalul climatic evidențiat prin joasa frecvență. Studiul s-a realizat pe probe datate cu C14, poziționate în diferite perioade temporale din ultimii 7000 de ani (cal ani BP) și furnizate de proiectul RECONHIST. Probele datate cu vârste mari au fost analizate individual, deoarece semnalul este constant. Arborii din ultimii 200 de ani, prezintă trenduri diferite ale semnalelor în raport cu seria de creștere radială (TRW). Din acest motiv am evaluat frecvența semnalului pe un număr de 400 de arbori. Compararea semnalului de joasă frecvență la arborii subfosili și actuali este necesară în cazul formării unei serii cu acoperire temporală mare și aplicabilitate în dendroclimatologie și reconstituiri.

Maria Rădoane, Constantin Nechita, Francisca Chiriloaei, Nicolae Rădoane (2016), Rolul

schimbarilor climatice si a impactului antropic asupra sistemelor fluviale. O estimare din

perspectivă dendroclimatică si instrumentală pentru estul României, SNG2016, 19-22 mai, Piatra

Neamț

În această prezentare s-au pus bazele unui nou proietc de cercetare privind tranmiterea în cascadă a influenței schimbărilor climatice și a impactului antropic, astfel: precipitațiile determină scurgerea care, la rândul ei, determină eroziunea. Baza de date oferită de proiectul RECONHIST a contribuit la completarea tabloului temporal de analiză a proceselor de timp dincolo de anul 1900 când nu există înregistrări instrumentale asupra proceselor studiate. Articole

Nechita Constantin, Popa Ionel, Radoane Maria, Chiriloaei Francisca (2016, in evaluare)

Maximizing climate signal in oak tree-rings chronologies under temperate continental climate of

southern Romania, Climate Research.

In acest studiu noi am combinat 14,388 inele de crestere de la 60 de stejari din Romania pentru a identifica calitatea semnalului climatic oferit de arbori. Inelele de crestere au fost masurate in trei dimensiuni: inel anual, lemnul tarziu si lemnul timpuriu. Sensibilitatea stejarului la variațiile climatice și, în particular, la semnalul precipitațiilor a fost studiata pe baza indicatorului SPIE3 (Standardized Precipitation Evaporation Index cumulated for 3 months). Rezultatele au arătat că formarea inelului anual este condiționată de regimul precipitațiilor și frecvența cumulată cu

magnitudinea secetelor. De asemenea, au fost identificate comportamente diferite ale tipului lemnului analizat în raport cu aceiași factori climatici analizați. Relația dintre creștere și parametrii climatici este stabilă în timp. Acoperirera spatiala a corelatiei este reprezentativa pentru sudul si estul Romaniei aratand influenta majora a factorilor climatici continentali in limitarea areala a speciei stejar.

Nechita Constantin, Popa Ionel, Chiriloaei Francisca, Timis-Gansac Voichita (2016), Climate

signal derived from oaks tree ring using daily resolution climate data, Analele Universitatii din

Oradea, Fascicula Protectia Mediului, 26, 209-214.

It is known that increased temperatures and decreased precipitation level, combined with extreme summer droughts will affect growth of pedunculate oak (Quercus robur L.) at low altitudes. Sessile oak (Quercus petraea (Mat.) Liebl.) has the same reaction at the lower altitude boundary of its naturally range. In this study, we have developed three chronologies from samples taken from living trees and we have performed correlations with climate parameters.

Nechita Constantin, Popa Ionel, Chiriloaei Francisca, Timis-Gansac Voichita (2016, in evaluare),

Dendrochronological dating of the supporting pillars wooden bridges in historical Bukovina,

Romania, Natural Resources and Sustainable Development, 8, 116-121.

Lucrarea valorifică investigațiile dendrocronologice asupra lemnului de stejar din podurile vechi din zona Bucovinei. Au fost identificate proveniențele stejarului folosit și anul când podul a fost construit (cu o eroare de aproximativ 1 an). Capitole de carte

In septembrie 2016 a apărut la Editura internațională Springer, volumul Landform Dynamics and Evolution in Romania, editat de Maria Rădoane și Alfred Vespremeanu-Stroe, o sinteză cuprinzătoare (865 p) a ultimilor cercetări în domeniul cunoașterii modificărilor categoriilor de forme de relief ale teritoriului României. Unele capitole din această lucrare au primit suport din partea proiectului RECONHIST pentru constituirea bazelor de date ce au permis rafinarea unor observații asupra cunoașterii comportării și ajustării albiilor de râu în ultimii 150 ani (în special, au fost folosite măsurătorile asupra evoluției albiei râului Someș) și a sursei și transferului de sedimente în aria geografică a României.

Maria Rădoane, Ioana Perșoiu, Franciscsa Chiriloaei, Ionuț Cristea, Delia Robu (2016) Styles of

Channel Adjustments in the Last 150 Years, In: Lanform Dynamics and Evolution in Romania,

Maria Rădoane, Alfred Vespremeanu-Stroe (eds.) Springer Geography, 489-521 pp.

Dan Dumitriu, Maria Rădoane, Nicolae Rădoane (2016) Sediment Sources and Delivery, In:

Lanform Dynamics and Evolution in Romania, Maria Rădoane, Alfred Vespremeanu-Stroe (eds.)

Springer Geography, 629-654 pp.

Maria Rădoane, Nicolae Rădoane, Dan Dumitriu, Crina Miclăuș (2016) River Channel Sedyments,

In: Lanform Dynamics and Evolution in Romania, Maria Rădoane, Alfred Vespremeanu-Stroe

(eds.) Springer Geography, 655-677 pp.

In anul 2017

Din cauza fragmentării finanțării inițiale, am fost nevoiți să decalăm obiectivele de cercetare, astfel încât în Etapa 2017 s-au acumulat cele mai dificile obiective, și anume: să obținem vârsta absolută pentru trunchiurile subfosile recoltate în etapele anterioare, să determinăm prin metode indirecte paleodebitele râurilor cu trunchiuri subfosile și să estimăm perioadele de recurență a marilor evenimente hidrologice in Holocen, să investigăm legăturile între morfologia relictă, sedimentologia fluvială și dendrocronologia arborilor subfosili. Toate aceste informații au fost necesare pentru a elabora un model al fazelor de migrare lateral, avulzie și sedimentare a luncilor pentru râurile studiate.

In anul 2017 s-au continuat activitățile de teren concretizate în: (a)cartografierea geomorfologică a sectoarelor de vale cu paleoalbii (din care exemplificam Tupilați - Fig. 2.1A) și ridicări de profile de rezistivimetrie (din care exemplificăm profilul cd (Fig.2.1B). Rezultatele obținute au permis corelarea morfologiei relicte de suprafata cu dispunerea structurilor fluviale în adâncime și vârsta 14C a acestora.

Fig. 2.1. Sectorul Tupilați al albiei râului Moldova. A. Harta geomorfologică care arată modificarea tipologiei albiei în timp, succesiunea teraselor de luncă, poziția paleomeandrelor și a profilului de rezistivimetrie, B. Profilul de rezistivimetrie (cd)

(d) (c)

Fig. 2.2. Profilul sedimentologic al sitului Veresti (malul drept al râului Suceava)

(b) s-au cartografiat malurile albiei râului Suceava între confluența cu Suceava și localitatea Dornești și s-au inventariat siturile cu trunchiuri subfosile (intre care situl Veresti este unul deosebit de complex prin faptul ca râul a decopertat un nivel continuu pe cca 500 m lungime de arbori îngropati în sedimente – fig. 2.2). Carote din acesti arbori au fost trimisi pentru datare cu radiocarbon. (c) s-au realizat măsurători dendrometrice pe inelele de creștere ale trunchiurilor subfosile recoltate, iar rezultatele sunt în curs de valorificare. In mod specific, rezultatele obținute în anul 2017 au condus la următoarele realizări:

Datări ale unităților sedimentare fluviale Un număr 21 de datări noi cu radiocarbon pentru materialul biologic recoltat din structurile

sedimentare ale râurilor Suceava, Moldova și Someș a completat baza de date pe care am reușit să o construim. Astfel vârstele structurilor sedimentare fluviale pentru România sunt în total de 166 de datări 14C. Această activitate ne-a permis să completăm baza de date combinată de noi la nivel național privind cronologia evenimentelor paleofluviale în care am inclus 249 datări din mediul lacustru cu conexiune directă la rețeaua hidrografică, 65 serii dendrocronologice trunchiuri subfosile încastrate in sedimente aluviale; 29 standuri de stejarii vii, Q. robur and Q petraea distribuiți pe teritoriul României cu serii dendrocronologice cu rezoluție anuala - ne-au ajutat să detaliem condițiile climatice pentru ultimii 200 ani. Mediile depozitionale pe care le-am urmărit au fost: umpluturi ale paleoalbiilor, depozite de maluri (prin acretie laterală și acreție verticală), terasele fluviale (sub 10 m altitudine relativă), coluviile, conurile aluviale, paleosoluri, depozitele zonelor mlăștinoase din albiile majore. Tabloul a fost întregit cu includerea unităților sedimentare din lacuri mici și mlaștini tranzițional pe o rețea fluvială. Baza de date astfel

constituită ne-a permis să elaborăm primele concluzii privind istoria holocenă a evenimentelor fluviale pentru râurile din România care au făcut obiectul a două comunicări științifice și a unui articol științific aflat în evaluare.

Determinarea paleodebitelor râului Someș. Morfologiile mostenite ale albiei raului Someș

au permis determinarea indirectă a paleodebitelor. Parametrul morfometric cel mai usor de identificat (si cu cele mai reduse costuri) a fost raza curburii meandrelor pentru resturile de paleoalbii de pe suprafata luncii Someșului. Pe sectorul studiat de 252 km al luncii Someșului au fost identificate două generatii de paleomeandre (Rc2 și Rc3) a caror dimensiuni au fost comparate cu cele actuale (Rc1). Fiecare generație de paleomeandre corespunde la un nivel de terasa de luncă. Terasele mai înalte de 4 m păstrează pe suprafata lor paleomeandre a căror rază medie de curbură este de 354 m (amonte de ”jugul carpatic”) și 589 m (aval de ”jugul carpatic”). Pe următorul nivel de terasă de 3-4 m altitudine relativă, raza medie de curbură a paleomeandrelor a înregistrat 300 m, respectiv, 451 m. La final, razele medii de curbură a meandrelor actuale sunt de 188 m, respectiv, 313 m. Exista așadar un trend descendent al reducerii razei de curbura de la cea mai veche generatie de paleomeandre, pana la cea mai recenta, un indice evident că debitele de formare ale dimensiunilor paleomeandrelor au fost mult mai mari decat a celor actuale (Fig. 2.3).

Fig. 2.3. Raza curburii generatiilor de meandre identificate pe suprafata luncii Someșului: (A) pe

lunca Someșului amonte de ”jugul carpatic”; (B) pe lunca Someșului aval de ”jugul carpatic”. Capetele liniilor sunt valorile extreme ale razei curburii, capetele dreptunghiurilor, Q75 si Q25, intre ele fiind linia medianei, iar punctul este valoarea medie. Rc2 corespunde paleomeandrelor identificate pe terasa de lunca de 3 – 4 m; Rc3 corespunde paleomeandrelor identificate pe terasele de luncă mai mari de 4 m, până la 5-7 m.

Fig.2.4. Relatia intre raza curburii diferitelor generatii de meandre si distanta in lungul raului Somes.

Relația între raza de curbură a paleomeandrelor și lungimea râului Someș ( Fig. 2.4) arată

că fiecare din cele 3 generatii de paleomeandre variază independent și direct cu lungimea raului

(ca substitut pentru debitul de albie plina). Relatiile sunt insotite de ecuația exponentiala intre

raza curburii si lungimea raului, iar coeficientul de determinare si numarul de observatii indica

faptul toate relatiile sunt semnificative statistic.

Următorul pas a fost determinarea paleodebitelor pentru fiecare generatie de meandre

plecand de la faptul că debitele de albie plină care modeleaza generatia actuala (Rc1) sunt

cunoscute. Având drept argument regula proportiilor, am dedus indirect mărimea paleodebitelor

pentru celelalte generatii de meandre. Pe aceasta baza am estimat debitele de albie plina,

cunoscand in prealabil relatia intre raza curburii meandrelor actuale si debitele actuale de albie

plina in lungul raului Someș. Rezultatul este prezentat in tabelul 2.1 sub forma unor ecuatii ale

functiei de putere pe baza carora se pot estima paleodebitele cu asigurare intre 2 - 10 % sau cu

debitul al cărui interval de recurenţă este de cca 1,58 ani – cf Leopold şi Maddock, 1953).

Tabel 2.1. Ecuatii pentru determinarea debitului de albie plina utilizand raza curburii generatiilor de meandre

Generatia de paleomeandre

Ecuatia

Coeficient de

determinare (R2)

Numar de obv

(n)

Raza curburii (Rc,

m)

Debitul de albie plina

estimat (Qb, m3/s)

Raportul paleodebite fata de cele

actuale

Rc1 (meandre actuale)

Qb= 29,261Rc*exp (0,3865)

0.3611 81 56,4….349 25,4…231

Rc1 = 118,54e0,0036LR² = 0,3711

Rc2 = 213,53e0,0025LR² = 0,3843

Rc3 = 130,98e0,0049LR² = 0,485

10

100

1000

10000

0 50 100 150 200 250 300 350

Raz

a cu

rbu

rii b

ucl

elo

r d

e m

ean

dru

, Rc,

m

Lungimea râului, L, km

Rc1 (T 1 - 2 m) Rc2 (T 2,5- 3,5m)Rc3 (T 4-5 m) Expon. (Rc1 (T 1 - 2 m))Expon. (Rc2 (T 2,5- 3,5m)) Expon. (Rc3 (T 4-5 m))

Rc2 Qb = 88.526Rc2*exp (0,2236)

0,3269 88 110…500 38,4…407 1,5

Rc3 Qb = 87,913Rc3* exp(0,2205)

0,1811 55 197…772 78,1…1033 1,8

Rc4 (paleomeandre pe Campia Somesului)

37 669….1737 ~1200….1800 ~4…8 ori mai mari

In mod evident, generatiile de paleomeandre mostenite pe suprafa luncii Somesului au

fost modelate de un debit mai mare de 1,5 ori pana la 1, 8 ori decat cel actual. Rezultatele obținute de noi se corelează cu cele determinate pentru râul Siret – cf Rădoane et al, 2015) sau pentru râul Mureș (Kiss et al, 2012).

Cronologia evenimentelor fluviale în Holocen.

Acest obiectiv a avut drept scop o revizie pe baze statistice asupra înregistrărilor existente, publicate, plus cele obținute în cadrul acestui proiect, privind cronologia activității fluviale ale râurilor din România ca urmare a unor evenimente hidrologice excepționale. Pe această bază am realizat o reconstituire a fazelor activității geomorfologice ale râurilor în momente diferite ale Holocenului. Fazele astfel identificate le-am pus în corelație cu pragurile climatice, cu indicatorii privind impactul uman, cu alte cronologii environmentale și geoarheologice din aria noastră geografică.

Sectoarele de râu studiate au fost identificate în ce privește lungimea râului de la obârșie la punctul de probare, altitudinea relativă (față de patul albiei de râu) și absolută a punctului de probare, adâncimea profilului sedimentar de unde a fost extrasă proba, o descriere a tipului morfologic de albie, înălțimea terasei fluviale datate și altele. Au fost astfel selectate 95 de situri (Fig. 2.5), într-un sit fiind inventariate de la o structură sedimentară datată și până la 11 – 19 structuri sedimentare datate.

Două sisteme hidrografice au fost în atenția noastră de mai mulți ani, prin cercetări individuale, în cadrul proiectelor științifice, sau prin teze de doctorat, astfel încat cea mai mare densitate a siturilor inventariate provin din lungul râului Somes si afluentii (35%) și din lungul râului Siret și afluenții (25%). Restul privesc Mureșul și afluenții săi, afluenții Tisei, Dunărea, Teleormanul, Oltul. Baza de date astfel obținută a fost prelucrată, utilizând câteva metode statistice: curba cumulativă a datelor de vârstă BP calibrate; determinarea funcției de densitate a probabilității (FDP) pentru variate seturi de datări, teste statistice și analize de senzitivitate.

Fig. 2.5. Localizarea siturilor cu datări absolute (14C, OSL, 210PB, dendrocronologice) în mediul

fluvial și limnologic tranzițional rețelei hidrografice.

Concluzia finală a acestui obiectiv este sintetizată în Fig. 2.6. In această diagramă au fost

combinate toate informațiile compilate din cercetările proprii și din publicații științifice privind ”datele de schimbare” în stilurile de sedimenare în mediul fluvial și cel limnologic. Intreaga baza de date a fost prelucrată în aceeași manieră a funcției de densitate a probabilităților pentru ultimii 12000 ani. Cu cât probabilitatea este mai mare, peak-urile curbei de variație sunt mai înalte și în intervalul respectiv s-au concentrat mai multe evenimente. Dimpotrivă, o probabilitate apropiată de zero arată o șansă redusă în acel interval de timp de a se întâlni datări absolute, respective, stiluri de sedimentare în schimbare. Pe diagramă au fost indicate 15 peak-uri ale curbei FDP care indică intervalele cu mari evenimente hidrologice: 10300, 9800, 9200, 8500, 8000, 6790, 5650, 3750, 3300, 2850, 2350, 1500, 1300, 880, 500 ani BP.

Fig. 2.6. Sinteză a dinamicii mediilor de sedimentare (fluvial și limnologic) din România utilizând funcția

de densitate a probabilităților. Interpretarea fazelor de creștere a densității probabilităților cu evenimente paleoenvironmentale raportate pentru Holocen (oscilații climatice, dinamica vegetației,

impact antropic, paleoviituri. Răspunsul în comportarea albiilor de râu.

Table 2.2. Fazele de inundații majore pe râurile din Germania, Polonia și România Germania

(Hoffman et al, 2008)

Polonia

(Starkel et al, 2012)

România

(acest proiect, parțial)

Lake Știucii proxy record

(Feurdean et al, 2012)

500 500 500-750

880 880

1275 1300

1500 1500 1450-1550

2325 2350 1900-2200

2820 2850 2850 2600-2850

3350 3300 3300-3600

3700 3750

4250 3950-4250

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600

4000

4400

4800

5200

5600

6000

6400

6800

7200

7600

8000

8400

8800

9200

9600

1000

0

1040

0

1080

0

1120

0

1160

0

1200

0

Pro

bab

ilit

y d

istr

ibu

tio

n f

un

ctio

n

Calibrated ages, YBP

8000-7500 YBPbeginning of arable

agriculture

braiding phase of river channels

4700 YBP represent the most important abrupt

climatic oscillation

channel incisions, 4 - 7 m

45-20 k YBPcoarser sediments from

the floodplain perimeters where deposited mainly in periglacial conditions 10700 YBP

large scale vegetation changes

?

exceptional hydrological events identified by sufossil dendrochronology

avulsions

gravel and sand sheets of 2 - 4 m on low floodplain and lateral sedimentation

narrowing and incision

avulsions

after 3500 YBP abundance of pastoral indicators,massive deforestation

Mesolithic Neolithic Copper Age Bronze Age Iron Age Antiquity MA M

meandering channels

a decrease in soil erosion by 5 - 6 times

SubatlanticSuborealAtlanticBorealPreborealYD

4850 4750-5000

5690 5600 5650 5650-5900

6400 6790 6750-7100

7525 7700 8000 7900-8200

8250 8400 8500

9050 9200 9400-9550

9600 9800

10200 10300 10200-10500

Perioadele cu evenimente hidro-geomorfologice majore obținute de noi au fost comparate cu cele raportate pentru râuri din Europa Centrală (Tabel 2.2) și care au urmat aceeași abordare metodologică. Se poate remarca o bună concordanță a peak-urilor importante pentru toate cele 3 regiuni geografice. Patru peak-uri (2850, 5650, 7500-8000 și 8500 YBP) au fost comune în bazele de date pentru Germania, Polonia și România; 11 peak-uri din 15 sunt comune pentru bazele de date din Polonia si România. Pentru comparație am inclus evidența environmentală dedusă pe baza unei suite de 12000 ani de proxy record in sedimentele Lacului Știucii situat în Câmpia Transilvaniei. Am ales acest exemplu pentru poziția altitudinală comună cu a râurilor pentru care am combinat datele, atenuând în acest fel influența etajării climatice.

Valorificarea rezultatelor obținute s-a realizat prin intermediul comunicărilor la reuniuni

științifice naționale și internaționale, prin realizarea de articole științifice și teze de doctorat.

Participări la reuniuni științifice

1) General Assembly of European Geoscience Union, EGU2016, 23-28 aprilie, 2017, Viena, Austria

Nechita Constantin, Popa I., Chiriloaei Francisca, Radoane Nicolae (2017) Oak tree-ring chronologies-an instrument to estimate Carpathians role to separate climate influence in Northern Romania, Geophysical Research Abstracts Vol. 19, 11844, EGU General Assembly, Viena, Austria

Lucrarea a analizat răspunsul inelelor de creștere ale seriilor dendrocronologice de stejari de pe

flancul estic si vestic al Carpatilor Orientali (grupa nordică). Concluzia a fost că semnalul

macroclimatic al celor două arii geografice s-a imprimat senzitiv în caracteristicile analtomice ale

stejarilor analizati. Aceste rezultate au fost applicate la seriile dendrocronologice ale stejarilor

subfosili pentru a identifica influentele macroclimatice în cadrul acestor serii.

2) Simpozionul national de geomorfologie, ediția 33, 11-14 mai, 2017, Iași, România

Radoane M., Persoiu I., Chiriloaei F., Nechita C., Robu D., Radoane N. (2017), History of Holocene

fluvial activity in Romania: evidences based on absolute dating.

A fost realizata o prima comunicare a rezultatelor combinate ale celor peste 400 de datări cu

radiocarbon ale structurilor sedimentare fluviale si limnologice din Romania si a fost publicat un

abstract extins in Proceeding-ul simpozionului.

Chiriloaei F., Radoane M.,Nechita C., Radoane N. (2017), The implications of the riparian

vegetation cover on the metamorphosis and stability of some river channels in Romania.

3) Simpozionul Calitatea Mediului și Utilizarea terenurilor, CMUT2017, 3-4 iunie 2017, Suceava,

Romania

Chiriloaei F., Radoane M., Nechita C., Radoane N. (2017), Implications of riparian vegetation

cover dynamics on river channel modifications and stability. Study cases from Siret and Moldova

Rivers

In cadrul acestui studiu au fost prezentate implicatiile dinamicii vegetatiei ripariene asupra

schimbarilor de albie.

Articole

Nechita C., Popa I., Eggertsson O. (2017), Climate response of oak (Quercus spp.), an evidence of

a bioclimatic boundary induced by the Carpathians, Science of the Total Environment, 599:1598-

1607

In acest articol se prezintă rezultatele aplicării metodelor de cuantificare a semnalului climatic

conservat în inelele de creștere ale arborilor de stejar, utilizând diferite surse de date climatice

(CRU TS 3.23, E-OBS v13.1 și grila națională ROCADA). Rezultatele obținute au putut fi aplicate

pentru reconstituirea paleoclimatelor cu ajutorul arborilor subfosili din structurile sedimentare

fluviale.

Belletti B., Surian N., Williams R., Chapuis M., Stecca G., Welber M., Dixon S., Bätz N., Storz-Peretz Y., Kasprak A., Leduc P., Singh U., Ramos Madrona E, Chiriloaei FA, Ashmore P., Bertoldi W., Mosselman E., Piégay H., Recking A., Vericat D., Hicks M. Church M. (2017), Braiding rivers: contemporary approaches and future challenges, Earth Surface Processes and Landforms, in evaluare

Lucrarea reprezinta o sinteza ampla referitoare la raurile impletite. Structura articolului este concentrata pe 4 directii de cercetare: definirea si caracterizarea paternului impletit, transportul de sedimente si relatia cu hidraulica, sedimentologie si paternuri de sortare, tehnici de

monitorizare si modelare matematica. La elaborarea acestei sinteze au participat 47 scientisti din 12 tari, printre care si Romania, care a contribuit cu rezultate obtinute in cadrul proiectului RECONHIST.

Radoane M., Persoiu I., Chiriloaei F., Nechita C., Robu D., Radoane N. (2017), Fluvial chronology over the last 12 000 years in Romania based on absolute datings, Quaternary International (in evaluare)

Lucrarea reprezintă o valorificare a unui însemnat volum de informație, partial obținut și prin acest proiect, privind interpretarea ”schimbărilor de fază” în sedimentarea structurilor fluviale, comparative cu cele de natură limnologică din România. Ca rezultat final, au fost identificate 15 faze de activitate hidrogeomorfologică, capabile de modificări în structura și tipologia sedimentelor și în morfologia albiilor de râuri. Fazele identificate au un grad ridicat de sincronizare (peste 73%) cu cele obținute în Polonia și unul mediu (peste 47%) cu fazele obținute în Germania. Teza de doctorat

Delia Robu (2017) Evoluția albiilor de râu din Câmpia joasă a Someșului

In teza de doctorat sunt valorificate datele privind morfologia actuală și cea relictă a râului Someș

în zona câmpiei joase a Someșului, datările cu radiocarbon ale structurilor sedimentare,

cartografierea geomorfologică în zona siturilor de recoltare a probelor pentru radiocarbon,

evoluția coridorului fluvial al râului în perioada 1860-2010.