A spatial model of forest area in the middle ages based on historical, archaeological and geographic data: Case study of 13th-century Chełmno Land (North-Central Poland)
PDF

Keywords

historical landscape reconstruction
forest area
Middle Ages
Multi-Criterion Evaluation
Chełmno Land

How to Cite

Molewski, P. (2022). A spatial model of forest area in the middle ages based on historical, archaeological and geographic data: Case study of 13th-century Chełmno Land (North-Central Poland). Quaestiones Geographicae, 41(3), 53–74. https://doi.org/10.2478/quageo-2022-0025

Abstract

The settlement established under German law in Chełmno Land in the 13th century, the resultant changes in the structure of agriculture and land cultivation techniques, and the growing demand on wood as timber, fuel and raw materials for crafts, all combined to contribute to the significant deforestation of the territory. The extent of this deforestation remains conjectural. The purpose in creating a model of forest area in 13th-century Chełmno Land was to attempt to reconstruct it and determine its size and, consequently, to verify hypotheses concerning the scale and the ultimate end of deforestation in the research area. The spatial model is based on published historical and archaeological data relating to selected components of the geographical environment that pertain to the forest area. A retrogressive method combined with Multi-Criterion Evaluation (MCE) was used to build a forest area model. The basic platform for collecting, analysing and visualising spatial data was the geographic information system (GIS). The presented estimates indicate that the forest area of Chełmno Land in the 13th century was larger than had previously been assumed, at about 20–25% of the entire territory.

https://doi.org/10.2478/quageo-2022-0025
PDF

References

Abdel-Gawad G.I., 1986. Maastrichtian non-cephalopod mollusks (Scaphopoda, Gastropoda and Bivalvia) of the Middle Vistula Valley, Central Poland. Acta Geologica Polonica 36: 69 -224.

Abraham M.T., Satysm N., Pradhan B., Segoni S., Alamri A., 2021. Developing a prototype landslide early warning system for Darjeeling Himalayas using SIGMA model and real-time field monitoring. Geosciences Journal. DOI https://doi.org/10.1007/s12303-021-0026-2

Banasik K., Wałęga A., Węglarczyk S., Więzik B., 2017. Aktualizacja metodyki obliczania przepływów i opadów maksymalnych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia dla zlewni kontrolowanych i niekontrolowanych oraz identyfikacji modeli transformacji opadu w odpływ. Stowarzyszenie Hydrologów Polskich, Warszawa.

Borecka A., Kaczmarczyk R., 2007. Geologiczno-inżynierska ocena zagrożeń osuwiskowych w utworach lessowych południowo-wschodniej Polski. Geologos 11: 347 -356.

Calvello M., d'Orsi R.N., Piciullo L., Paes N., Magalhaes M., Lacerda W.A., 2015. The Rio de Janeiro early warninh system for rainfall-induced landslides: Analysis pf performance for the years 2010 -2013. International Journal of Disaster Risk Reduction 12: 3 -15. DOI https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2014.10.005

Chae B.G., Park H.J., Catani F., Simoni A., Berti M., 2017. Landslide prediction, monitoring and early warning: A concise review of state-of-the-art. Geosciences Journals 21(6): 1033 -1070. DOI https://doi.org/10.1007/s12303-017-0034-4

Chomicz K., 1951. Ulewy i deszcze nawalne w Polsce, Wiadomości Służby Hydrologicznej i Meteorologicznej 3: 5 -88.

Demczuk P., Zydroń T., Siłuch M., 2019. Rainfall thresholds for the occurrence of shallow landslides determined for slopes in the Nowy Wiśnicz Foothills (Polish Flysch Carpathians). Geological Quarterly 63(4): 822 -838. DOI https://doi.org/10.7306/gq.1504

Dziewański J., Wota A.K., Limanówka D., Cebulak E., Michalik S., 2004. Katastrofalny spływ wodno-gliniasty w Muszynie w lipcu 2002 roku. Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków.

Gariano S.L., Brunetti M.T., Iovine G., Melillo M., Peruccacci S., Terranova O., Vennari C., Guzzetti F., 2015. Calibration and validation of rainfall thresholds for shallow landslide forecasting in Sicily, southern Italy. Geomorphology 228: 653 -665.

Harasimiuk M., 1980. Rzeźba strukturalna Wyżyny Lubelskiej i Roztocza. Rozprawa habilitacyjna. Wydawnictwo UMCS, Lublin: 136.

Harasimiuk M., Henkiel A., 1975/1976. Wpływ budowy geologicznej i rzeźby podłoża na ukształtowanie pokrywy lessowej w zachodniej części Płaskowyżu Nałęczowskiego. Annales UMCS sectio B, 30/31, Lublin, 55-80.

Harasimiuk M., Henkiel A., 1976. Osobliwości pokrywy lessowej zachodniej części Płaskowyżu Nałęczowskiego (Peculiarities of the loess cover in the western part of the Nałęczów Plateau). Bulletin of the Geological Institution 297: 177-184.

Harasimiuk M., Henkiel A., 1978. Wpływ budowy geologicznej i rzeźby podłoża na ukształtowanie pokrywy lessowej w zachodniej części Płaskowyżu Nałęczowskiego. Annales UMCS sectio B 30/31: 55-80.

Harasimiuk M., Jezierski W., 1998. Północna krawędź Wyżyny Lubelskiej w okolicy Skowieszyna. In: Dobrowolski R. (ed.), Główne kierunki badań geomorfologicznych w Polsce. Stan aktualny i perspektywy. IV Zjazd Geomorfologów Polskich. III. Przewodnik wycieczkowy. Wydawnictwo UMCS, Lublin: 169-173.

Harasimiuk M., Rodzik J., Zgłobicki W., 2000. The role of mass-movements in development of gullies in loess areas of the Lublin Upland (SE Poland). In: Book of Abstracts of International Symposium on "Gully Erosion under Global Change", Leuven, Belgium, 16 -19 April 2000: 72.

He S., Wang J., Liu S., 2020. Rainfall event-duration thresholds for landslide occurrences in China. Water 12: 494. DOI https://doi.org/10.3390/w12020494

Henkiel A., Nitychoruk J., 1983. Spękania ciosowe i drobne struktury tektoniczne w skałach kredowo-paleoceńskich północno-zachodniej części Wyżyny Lubelskiej. Annales UMCS sectio B 35/36: 13 -27.

Higgins J.D., Modeer V.A., Jr. 1996. Loess. In: Turner K.A., Schuster R. (eds), Landslides - investigation and mitigation. Special Report 247. National Academy Press, Washington, USA.

Hunter D., 2007. Matplotlib: A 2D Graphics Environment. Computing in Science & Engineering, 9 (3), 90 -95. In: Heifangtai platform, North-West China. Environmental Earth Sciences 66: 1707 -1713. DOI https://doi.org/10.1109/MCSE.2007.55

Kaczmarczyk R., Tchórzewska S., Woźniak H., 2011. Charakterystyka wybranych osuwisk z terenu południowej Polski uaktywnionych po okresie intensywnych opadów w 2010 roku. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 446(1): 65-73.

Kaczorowska Z., 1962. Opady w Polsce w przekroju wieloletnim. Prace Geograficzne, 33: 70-74.

Kaszewski B.M., 2008. Klimat. In: Uziak S., Turski R. (eds), Środowisko przyrodnicze Lubelszczyzny. Lubelskie Towarzystwo Naukowe, Lublin: 75-112.

Kaszewski B. M., Siwek K., 2005. Dobowe sumy opadu atmosferycznego ≥ 50 mm w dorzeczu Wieprza i ich uwarunkowania cyrkulacyjne (1951 -2000), In: Bogdanowicz E., Kossowska-Cezak U., Szkutnicki J. (eds), Ekstremalne zjawiska hydrologiczne i meteorologiczne. IMGW: 325 -335.

Kęsik A., 1961. Valles des terrains loessiques de la partie Ouest du Plateau de Nałęczów. Annales UMCS sectio B XV: 123 -153.

Lee W.Y., Park S.K., Sung H.H., 2020. The optimal rainfall thresholds and probabilistic rainfall conditions for a landslide early warning system for Chunchean, Republic of Korea. Landslides. DOI https://doi.org/10.1007/s10346-020-01603-3

Leng X., Wang C., Zhang J., Sheng Q., Cao S., Chen J., 2021. Deformation Development Mechanism in a Loess Slope With Seepage Fissures Subjected to Rainfall and Traffic Load. Frontiers Earth Science, Geohazards and Georisks 9:769257. DOI https://doi.org/10.3389/feart.2021.769257

Lorenc H., Cebulak E., Głowicki B., Kowalewski M., 2012. Struktura występowania intensywnych opadów deszczu powodujących zagrożenie dla społeczeństwa, środowiska i gospodarki Polski. In: Lorenc H. (ed.), Klęski żywiołowe a bezpieczeństwo kraju. Monografie IMGW -PIB: 7-32.

Lumb P., 1975. Slope failure in Hong Kong. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology 8: 31-65. DOI https://doi.org/10.1144/GSL.QJEG.1975.008.01.02

Machalski M., 2005. Late Maastrichtian and earliest Danian scaphitid ammonites from central Europe: Taxonomy, evolution, and extinction. Acta Palaeontologica Polonica 50: 653-696.

Marjanovic M., Krautblatter M., Abolmasov B., Duric U., Sandic C., Nikoic V., 2018. The rainfall-induced landsliding in Western Serbia: A temporal prediction approach using Decision Tree technique. Engineering Geology 232: 147-159. DOI https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2017.11.021

Maruszczak H., 1973. Erozja wąwozowa we wschodniej części pasa wyżyn południowopolskich. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 151: 15 -30.

Maruszczak H., 1986. Tendencje sekularne i zjawiska ekstremalne w rozwoju rzeźby małopolskich wyżyn lessowych w czasach historycznych. Czasopismo Geograficzne 57(2): 271-282.

Maruszczak H., 1991. Zróżnicowanie stratygraficzne lessów w Polsce. In: Maruszczak H. (ed.), Podstawowe profile lessów w Polsce. Wydawnictwo UMCS, Lublin: 13-35.

Maruszczak H., Trembaczowski J., 1958. Geomorfologiczne skutki gwałtownej ulewy w Piaskach Szlacheckich koło Krasnegostawu, Annales UMCS sectio B 11: 129-160.

Mularz S., Rybicki S., 1999. Geologiczno-inżynierskie uwarunkowania deformacji terenu i szkód budowlanych w staromiejskiej dzielnicy Sandomierza. Przegląd Geologiczny 47: 1117-1124.

Oszczypko N., Golonka J., Zuchiewicz W., 2002. Osuwisko w Lachowicach (Beskidy Zachodnie): skutki powodzi z 2001 r. Przegląd Geologiczny 50(10/1): 893-898.

Parczewski W., 1960. Warunki występowania nagłych wezbrań na małych ciekach. Wiadomości Służby Hydrologicznej i Meteorologicznej 8(3): 83-155.

Peruccaci S., Brunetti M.T., Gariano S.L., Melillo M., Rossi M., Guzzetti F., 2017. Rainfall thresholds for possible landslide occurrence in Italy. Geomorphology 290: 39-57. DOI https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2017.03.031

Pińskwar I., Choryński A., Graczyk D., Kundzewicz Z.W., 2019. Observed changes in extreme precipitation in Poland: 1991 -2015 versus 1961 -1990. Theoretical and Applied Climatology 135: 773 -787. DOI https://doi.org/10.1007/s00704-018-2372-1

Poprawa D., Rączkowski W., 1998. Geologiczne skutki powodzi 1997 na przykładzie osuwisk województwa nowosądeckiego. In: Starkel L., Grela J. (eds), Powódź w dorzeczu górnej Wisły. Wydawnictwo PAN, Kraków: 119 -131.

Poprawa D., Rączkowski W., 2003. Osuwiska Karpat. Przegląd Geologiczny 51(8): 685-692.

Pożaryska K., 1967. Badania warstw pogranicznych kredy i trzeciorzędu w Polsce pozakarpackiej. Kwartalnik Geologiczny, t. 11, z. 3, Warszawa.

Pożaryski W., 1948. Jura i kreda między Radomiem, Zawichostem i Kraśnikiem. Poland Institute of Geology Bulletin 46: 1-141.

Pożaryski W., Maruszczak H., Lindner L., 1994. Chronostratygrafia osadów plejstoceńskich i rozwój doliny Wisły środkowej ze szczególnym uwzględnieniem przełomu przez wyżyny południowopolskie. Prace Państwowego Instytutu Geologicznego 147, Warszawa.

Rączkowski W., Mrozek T., 2002. Activating of landsliding in the Polish Flysh Carpathians by the end of the 20th century. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica XXXVI: 91-111.

Rodzik J., Ciupa T., Janicki G., Kociuba W., Tyc A., Zgłobicki W., 2008. Współczesne przemiany rzeźby Wyżyn Polskich. In: Starkel L., Kostrzewski A., Kotarba A, Krzemień K. (eds), Współczesne przemiany rzeźby Polski. SGP, IGiGP UJ, Kraków: 165-214.

Rodzik J., Janicki G., 2003. Local downpours and their erosional effects. Papers on Global Change IGBP 10: 49-66.

Rodzik J., Janicki G., Zagórski P., Zgłobicki W., 1998. Deszcze nawalne na Wyżynie Lubelskiej i ich wpływ na rzeźbę obszarów lessowych. Dokumentacja Geograficzna IGiPZ PAN 11: 45-68.

Rybicki S., Margielewski W., Domagała A., 1998. Osuwisko na stoku góry Palenica w Szczawnicy (pieniński pas skałkowy) i jego związek z ekstremalnymi opadami w lipcu 1997 r. Przegląd Geologiczny 46(11): 1162-1170.

Segoni S., Rosi A., Rossi G., Catani F., Casagli N., 2014. Analysing the relationship between rainfalls and landslides to define a mosaic of triggering thresholds for regional-scale warning systems. Natural Hazards Earth System Science 14: 2637. DOI https://doi.org/10.5194/nhess-14-2637-2014

Shi W., Li Y., Zhang W., Liu J., He S., Mo P., Guan F., 2020. The loess landslide on 15 March 2019 in Shanxi Province, China. Landslides 17: 677-686. DOI https://doi.org/10.1007/s10346-019-01342-0

Siwek K., 2006. Zróżnicowanie opadów atmosferycznych na Lubelszczyźnie w latach 1951 -2000, praca doktorska, Archiwum Biblioteki Głównej UMCS, Lublin.

Starkel L., 1986. Rola zjawisk ekstremalnych i procesów sekularnych w ewolucji rzeźby (na przykładzie fliszowych Karpat). Czasopismo Geograficzne 57(2): 203-213.

Starkel L., 1996. Geomorphic role of extreme rainfalls in the Polish Carpathians, Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica 30: 21-38.

Starkel L., 1997. Mass movement during the Holocene: Carpathian example and the European perspective. Palaeoclimate Research 19: 385-400.

Starkel L., 2008. Rola ekstremalnych zjawisk meteorologicznych w przekształcaniu rzeźby południowej Polski. In: Kotarba M. J. (ed.), Przemiany środowiska naturalnego a rozwój zrównoważony. Wydawnictwo TBPŚ GEOSFERA, Kraków: 41-52.

Szalińska W., Otop I., 2012. Ocena struktury czasowo-przestrzennej opadów z wykorzystaniem wybranych wskaźników do identyfikacji zdarzeń ekstremalnych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, T. 12, z. 2.

Teisseyre A. K., 1994. Spływ stokowy i współczesne osady deluwialne w lessowym rejonie Henrykowa na Dolnym Śląsku. Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław.

Teja T. S., Dikshit A., Satyam N., 2019. Determination of rainfall thresholds for landslide prediction using an algorithm-based approach: Case study in the Darjeeling Himalayas. India. Geosiences 9: 302. DOI https://doi.org/10.3390/geosciences9070302

Thiel K. (ed.), 1989. Kształtowanie fliszowych stoków karpackich przez ruchy masowe na przykładzie badań na stoku Bystrzyca w Szymbarku. Wydawnictwo IBW PAN, Gdańsk.

Tu X. B, Kwong A. K. L., Dai F. C., Tham L. G., Min H., 2009. Field monitoring of rainfall infiltration in a loess slope and analysis of failure machanism of rainfall-induced landslides. Engineering Geology 105: 134 -150. DOI https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2008.11.011

Vaz T., Zezere J.L., Pereira S., Oliveira S.C., Garcia R.A.C., Quaresma I., 2018. Regional rainfall thresholds for landslide occurrence using a centenary database. Natural Hazards and Earth System Sciences 18: 1037 -1054. DOI https://doi.org/10.5194/nhess-18-1037-2018

Waskom M.L., 2021. Seaborn: Statistical data visualization. The Journal of Open Source Software 6(60): 3021. DOI https://doi.org/10.21105/joss.03021

Wojciechowski T., 2019. Podatność osuwiskowa Polski. Przegląd Geologiczny 67: 320 -325. DOI https://doi.org/10.7306/2019.25

Wysokiński L., 1980. Kryterium dynamiki zboczy. Biuletyn Instytutu Geologicznego 324.

Wysokiński L., 2011. Metody prognozowania i zabezpieczania osuwisk. XXV Konferencja Naukowo Techniczna Awarie budowlane 2011, 2 -27 May 2011: 291 -320.

Chen X.-L., Liu C.-G., Chang Z.-F., Zhou Q., 2016. The relationship between the slope angle and the landslide size derived from limit equilibrium simulations. Geomorphology 253: 547 -550. DOI https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2015.01.036

Xie W.-I., Gu Q., Wu J.Y., Li P., Yang H., Zhang M., 2021. Analysis of loess landslide mechanism and numerical simulation stabilization on the Loess Plateau in Central China. Natural Hazards 106: 805 -827. DOI https://doi.org/10.1007/s11069-020-04492-w

Xing X., Li T., Fu Y., 2016. Determination of the related strength parameters of unsaturated loess with conventional triaxial test. Environmental Earth Sciences 75: 82. DOI https://doi.org/10.1007/s12665-015-4797-5

Xu C., Xu X.W., Zheng W.J., Wei Z.Y., Tan X.B., Han Z.J., Li C.Y., Liang M.J., Li Z.Q., Wang H., Wang M.M., Ren J.J., Zhang S.M., He Z.T., 2013. Landslides triggered by the April 20, 2013. Lushan, Sichuan Province Ms7.0 strong earthquake of China. Seismology and Geodynamics 35(3): 45-55.

Xu L., Coop M.R., Zhang M., Wang G., 2018. The mechanics of a saturated silty loess and implications for landslides. Engineering Geology 236: 29-42. DOI https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2017.02.021

Xu, L., Dai, F.C., Gong, Q.M., Tham, L.G., Min, H., 2012. Irrigation-induced loess flow failure in Heifangtai Platform, North-West China. Environmental Earth Sciences 66: 1707 -1713. DOI https://doi.org/10.1007/s12665-011-0950-y

Yates K., Fenton C.H., Bell D.H., 2018. A review of the geotechnical characteristics of loess and loess-derived soils from Canterbury, South Island, New Zealand. Engineering Geology 236(26): 11-21. DOI https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2017.08.001

Żarski M., 1988. Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1: 50 000, arkusz Puławy. Wydawnictwa Geologiczne.

Żarski M., Jakubowski G., Gawor-Biedowa E., 1998. The first Polish find of Lower Paleocene crocodile Thoracosaurus Leidy, 1852: Geological and paleontological description. Kwartalnik Geoliczny 42: 141-160.

Zhou Y.F., Tham L.G., Yan R.W. M., Xu L., 2014. The mechanism of soil failuresalong cracks subjected to water infiltration. Computers and Geotechnics 55: 330-341. DOI https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2013.09.009

Zhu Y., Qiu H., Yang D., Liu Z., Ma S., Pei Y., He J., Du C., Sun H., 2021. Pre- and post-failure spatiotemporal evolution of loess landslides: A case study of the Jiangou landslide in Ledu, China. Landslides. DOI https://doi.org/10.1007/s10346-021-01714-5