Was the termination of the Jizera River meandering during the Late Holocene caused by anthropogenic or climatic forcing?

Abstract

The Jizera River in Czechia is a typical mid-sized Central European watercourse. Its floodplain shows a morphological contrast between the laterally stable low-sinuous current channel and preserved palaeomeanders. The aim of this paper was to date and explain the obvious metamorphosis of the channel pattern from meandering to low-sinuous. We analysed the morphology of the lower river reach using a digital terrain model (DTM) and historical maps from the 1840s. Furthermore, the floodplain architecture was described based on the DTM, geophysical imaging (ground penetrating radar, GPR), sediment lithology and anthropogenic contamination using geochemical proxies, and optically stimulated luminescence (OSL) dating. The geochemical proxies were processed using log-ratio methods from the compositional data analysis toolbox. According to our results the Jizera River showed signs of systematic lateral floodplain reworking during the Late Holocene with only minor aggradation, although parts of the catchment are covered by easily erodible loess.Interestingly, vertical aggradation did not show a significant increase during the last millennium. In the main study area, this limited vertical aggradation resulted in the preservation of palaeomeander fragments and palaeochannel belts with 100-200 m mean width in the 300-600 m wide floodplain, which are recognisable in the topography and in subsurface GPR imaging. This channel meandering took place between around 4 and 1.2 ka, and the transition towards the laterally stable modern channel with low sinuosity occurred around 1.2 ka. This timing indicates a climatic rather than anthropogenic impact, which was rather weak around that time. One likely cause for this transition was the influx of material from ravines incised into the sandstone valley edges during past climatic extremes. Subsequently, the re-establishment of a meandering pattern was possibly prevented by a combination of low fluvial activity and the construction of weirs that reduced stream power.

Výzkum sedimentů zaniklého Leštinského rybníku na Zábřežsku

“…6) zachycují široká spektra hodnot měrného odporu od 1 do 800 Ω.m, v profilu lze vyčlenit tři domény. Doména A, s nejnižšími hodnotami měrného odporu (1-100 Ω.m), vystupuje mělce při povrchu do hloubky maximálně 1 m. Hodnoty Zdrojem chaotických reflektorů jsou ve fluviálním prostředí převážně hrubozrnné sedimenty (štěrky) (Bábek et al 2021;Elznicová et al 2022), nárůst amplitudy je spojen s rychlou změnou prostředí doprovázenou velkým rozdílem relativních dielektrických permitivit (Bristow & Jol 2003;Neal 2004). Ve fluviálním prostředí se takto nejčastěji projevují náhlé změny zrnitosti sedimentu, např.…”

“…Ve fluviálním prostředí se takto nejčastěji projevují náhlé změny zrnitosti sedimentu, např. rozhraní jesepní val/nivní půda (Petřík et al 2018;Elznicová et al 2022). RF1 je typickým představitelem projevu hrubozrnných sedimentů (štěrků) v radarovém záznamu fluviálního prostředí.…”

“…V hlubších částech radarových profilů byla mimo RF1 zachycena i RF2, nízká amplituda těchto průběžných reflektorů naznačuje buď na poměrně homogenní prostředí, nebo pozvolnou změnu do podloží, která je pro georadar jen velmi těžko zachytitelná a projevuje se jako oblast bez výrazných reflektorů (Neal 2004;Bábek et al 2021;Elznicová 2022). V ERT profilech této facii odpovídá především doména B se středními odpory.…”