Die Veränderung der einstigen natürlichen Landschaft ist in Etappen oder kontinuierlich erfolgt. In jeder geschichtlichen Epoche kamen andere Umgestaltungen, Eingriffe und technische Bauten hinzu. Diese Veränderungen sind in die Landschaft eingeprägt, haben sich überlagert und sind aus allen Epochen in mehr oder weniger sicht- oder auffindbaren Spuren vorhanden. Direkte anthropogene Veränderungen wie begradigte Flüsse, terrassierte Hänge, Steinbrüche und Restgruben oder Mülldeponien stehen im Zusammenhang mit indirekt ausgelösten (quasinatürlichen) Prozessen wie Bodenerosion, Eutrophierung, Auensedimentation, Absenkung und Belastung des Grundwassers, Anreicherung der Böden mit Schwermetallen oder Änderung des Fließverhaltens der Gerinne. Im Mittelpunkt des Forschungs- und Lehrprogramms steht die Hypothese, daß das heutige Landschaftsbild wesentlich stärker historisch überprägt ist als bisher angenommen wurde; es beeinflußt daher auch indirekt die zukünftige Planung. Das heutige Nebeneinander von Land-schaftsformen und Prozessen kann mit archäologischen und historischen sowie durch zahlreiche naturwissenschaftliche Methoden und Verfahrensweisen mit Blick auf ihre Entstehungszeiten aufgelöst werden.
Die menschliche Geschichte ist zugleich Geschichte des Raumes; veränderte Umwelt wirkt auf die Menschen zurück. Diese gegenseitigen Abhängigkeiten und Wechselwirkungen sollen paradigmatisch entlang von Landschaftstransekten erforscht werden, die von den Vogesen über das Oberrheinische Tiefland, den Schwarzwald und die Baar bis zur Schwäbischen Alb reichen (Regionaler Schwerpunkt Regio TriRhena). Die Untersuchungsobjekte liegen in unterschiedlichen naturräumlichen Einheiten (Bergland-Vorbergzone-Tiefland) und weisen bezüglich Relief, Klima und Vegetation milieuspezifische Rahmenbedingungen auf. So spielen sich zur gleichen Zeit verschiedenartige Prozesse ab, die im hohen Bergland in den Oberläufen der Entwässerungsysteme zur Erosion und in den mittleren und unteren Bergstufen zur Sedimentation in den Talauen führen. Gleiche Ursachen, z.B. ein Klimawandel, bewirken ebenfalls verschiedenartige Veränderungen in den Talauen der jeweiligen Landschaftsräume. Aufgrund der naturbedingten Unterschiede setzten die anthropogenen Aktivitäten wie Rodung, Ackerbau oder Bergbau in den einzelnen Landschaftsräumen zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlicher Intensität und Wirksamkeit ein. Folglich tritt im Untersuchungsgebiet vor allem der Gegensatz zwischen den eher siedlungsfeindlichen Hochlagen des Schwarzwaldes und der Vogesen und den lößbedeckten, klimatisch begünstigten Teilen des Oberrheinischen Tieflandes auf, wo wirksame Eingriffe des Menschen seit dem Neolithikum nachgewiesen wurden. Entsprechend wird der Schwerpunkt der Untersuchungen auf den letzten 7500 Jahren bis heute liegen.
Bei den Themenkreisen des Forschungsprogramms wird die Wechselwirkung Mensch-Umwelt diachron erforscht. Die Schwerpunkte der beteiligten Wissenschaftler(innen) liegen entweder in den abiotischen Sphären (Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre /Reliefsphäre), den biotischen Sphären (Vegetations/Boden-Komplex) oder in der Anthroposphäre (Komplex vorwiegend anthropogener Einwirkung auf den Landschaftswandel). Das Forschungsprogramm berücksichtigt sowohl die Verknüpfung der Sphären untereinander als auch den unterschiedlichen zeitlichen Einstieg sowie die verschiedenen Zeitscheiben für die Bearbeitung der Landschaftsentwicklung bis zur Gegenwart.
Die Analyse der Akkumulation von Veränderungen der natürlichen Umwelt bis zum gegenwärtigen Erscheinungsbild erfordert das vernetzte Arbeiten einer Reihe von Disziplinen. Seit mehreren Semestern wurde die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Antragstellern der vier beteiligten Fakultäten durch Forschungsarbeiten im Gelände sowie durch Lehrveranstaltungen, Kolloquien und Gesprächsrundengepflegt.
Insgesamt ergeben sich mehrere Lehr- und Forschungsfelder, die interdisziplinär bearbeitet werden und im Rahmen des Sphärenkonzepts inhaltlich und regional zueinander in Beziehung stehen. Entsprechend gliedert sich das Graduiertenkolleg in drei Forschungsgruppen, die schwerpunktmäßig die abiotischen Sphären (A1 bis A5), die biotischen Sphären (B1 bis B5) und die Anthroposphäre (C1 bis C5) bearbeiten. Nach intensiven Gesprächsrunden aller Fachvertreter des GK sowie der Forschungsgruppen wurden aus den Lehr- und Forschungsfeldern 16 Dissertationsthemen für die erste Förderungsphase des Graduiertenkollegs ausgewählt.
Der Themenkomplex "Abiotische Sphären" umfaßt verschiedene Fragestellungen der Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre/Reliefsphäre entlang eines Landschaftsprofils von den Vogesen über das Oberrheinische Tiefland, den Schwarzwald bis zur Schwäbischen Alb. Im Mittelpunkt stehen dabei naturwissenschaftliche Forschungsansätze und Arbeitsmethoden, die im Rahmen des Mensch-Umwelt-Gefüges eine enge Verknüpfung zu den Themen der biotischen Sphäre und der Anthroposphäre aufweisen. Im einzelnen werden klimatologische, meteorologische und klimageschichtliche Fragen behandelt (Teilprojekte A1 und A2), die Basisdaten für alle Teilprojekte liefern, u. a. für Klima- und Umweltveränderungen und ihren Einfluß auf das Abflußverhalten der Gewässer, die Vegetation und Landnutzung. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der holozänen Flußentwicklung und Talgeschichte des Oberrheins und seinen Nebenflüssen. Inhalte des Forschungs- und Lehrprogramms bilden hier sowohl die naturbedingten und anthropogenen Einflüsse auf die Flußlandschaft als auch die Beeinflussung der Nutzungs- und Siedlungstätigkeit des Menschen durch die natürlichen Gewässer. Die dazu gehörigen Teilprojekte werden speziell von Seiten der Geomorphologie, Hydrologie und Landespflege (A3, A4 und A5) betreut und interdisziplinär mit den Teilprojekten der biotischen Sphären (B1 bis B5) und denen der Anthroposphäre (C1 bis C5) bearbeitet. Der gemeinsame methodische Ansatz im Bereich der abiotischen Sphären umfaßt die Auswertung von schriftlichen Primärquellen und historischen Karten, die Luftbildauswertung, Geländeerhe-bun-gen (z.T. Aufnahme von Längs- und Querprofilen mit Bohrungen) und die flächenhafte und objektbezogene Kartierung (z. B. von Sedimenten, Oberflächenformen und Böden sowie von Relikten historischer Gewässernutzungen) in verschiedenen Maßstabsebenen. Dazu kommen sedimentologische, geochemische und bodenkundliche Laboranalysen der aus Aufschlüssen, Grabungen und Bohrkernen gewonnenen Sedimente und ihre relative und absolute Datierung (Pollenanalyse, 14C-Datierungen, Dendrochronologie).
Das Lehr- und Forschungsprogramm kann bereits auf umfangreiche Erfahrungen und international anerkannte Ergebnisse früherer Forschungsprojekte aufbauen. Zu erwähnen sind u. a. das Regio-Klima-Projekt (REKLIP) oder die DFG-Schwerpunktprogrammme "Fluviale Geomorphodynamik im jüngeren Quartär" und "Wandel der Geo-Biosphäre in den letzten 15000 Jahren" sowie verschiedene regionale Forschungs- und Partnerschaftsprojekte im Rahmen der vergleichenden Flußgeschichte Mitteleuropas.
Die Forschungsgruppe der biotischen Sphäre befaßt sich mit Themen des Vegetation/Boden-Komplexes (Biosphäre/Pedosphäre). Im Mittelpunkt steht die Frage, inwieweit die aktuelle Pflanzendecke nicht von den gegenwärtigen ökologischen Bedingungen und Nutzungen bestimmt, sondern von historischen Ereignissen (insbesondere anthropogenen Eingriffen) mitgeprägt wird. Die Rekonstruktion der historischen Zustände selbst tritt etwas zurück (anders bei den Forschungsthemen A und C). Zurückliegende Ereignisse wirken dabei auf das derzeitige Pflanzenkleid zum einen direkt durch irreversible Veränderungen der Standorte in historischer Zeit (Entwässerung, Aufdüngung, Aushagerung, Sedimentation etc.), zum anderen indirekt durch die Schaffung einer anderen biotischen Ausgangssituation (z.B. verändertes Diasporenpotential, Verschiebung der Abundanz von Matrixarten) für spontan ablaufende Prozesse (z.B. Sukzessionen). Doppelt indirekt wirken frühere Ereignisse auf die heutige Vegetation insofern, als die Optionen für das Handeln des Menschen vom Ist-Zustand der Landschaft mitbestimmt werden. Bei der Raumnutzung und aktuellen Strukturierung der Pflanzendecke spielen z.B. die Besitzverhältnisse und das Erbrecht eine Rolle. Die Raumbewertung ist auch vom Zeitgeist abhängig, z.B. die Rolle der Schwarzwaldmoore in einer agrarischen (Brennstoffressourcen) und einer postindustriellen (Schutz- und Erholungsgebiete) Gesellschaft. Auf den jeweiligen Etappen der Kulturlandschaftsgenese kommt es zu Rückkopplungsprozessen zwischen Landschaft und agierenden Menschen.
Die Auswirkung historischer Prozesse für das Heute ist abhängig von ihrer räumlichen und zeitlichen Dimension, ihrer Intensität und davon, welche Ökosystemkomponente verändert wurde. Auch die Methode der Erforschung dieser Prozesse und die Aussageschärfe der Ergebnisse ist von der räumlichen und zeitlichen Skala, der man nachspürt, und von der Datenlage abhängig. Um im Graduiertenkolleg insgesamt zu einem breiten methodischen Ansatz und zu einer vielfältigen Sichtweise zu kommen, wird daher in den Forschungsthemen B1 bis B5 der Genese der aktuellen Vegetationslandschaft in mehreren Raum- und Zeitskalen nachgegangen (siehe Abb. 1 bis 3).
Die Forschungsthemen werden in interdisziplinärer Zusammenarbeit von Vertretern der Biologie, der Geo- und der Forstwissenschaften betreut. Dabei besteht sowohl inhaltlich als auch methodisch eine enge Verknüpfung mit den Themen der abiotischen Sphären (insbesondere zu A1, A3 und A5) und der Anthroposphäre (insbesondere zu C1/3 und C4).
Der Themenkomplex "Anthroposphäre" vereinigt Fragestellungen und Forschungsansätze, die den unmittelbaren, direkten Eingriff des Menschen selbst in die Landschaft bewerten wollen. Der interdisziplinäre Ansatz verbindet hier mehrere historisch arbeitende Fächer aus dem Bereich der Philosophischen Fakultät IV und der Geowissenschaftlichen Fakultät (Urgeschichtliche Archäologie, Frühgeschichtliche Archäologie und Archäologie des Mittelalters, Provinzialrömische Archäologie: also Archäologien von der Urzeit bis ins die Neuzeit, weiterhin Landesgeschichte und Historische Geographie bzw. Kulturgeographie). Dabei kann die Fächerkombination Frühgeschichtliche Archäologie, Provinzialrömische Archäologie und Mittelalterliche Landesgeschichte für einen Zeitausschnitt schon auf eine langjährige Zusammenarbeit zurückblicken, zusammengefaßt im "Forschungsverbund Archäologie und Geschichte des ersten Jahrtausends in Südwestdeutschland", der 1987 gegründet wurde, mehrere gemeinsame Forschungsprojekte durchführt, Tagungen veranstaltet und eine Schriftenreihe (bisher 10 Bände) herausgibt. Bei einem der seinerzeit gewählten Schwerpunktthemen, der "Montanarchäologie", hat sich zusätzlich eine kontinuierliche Zusammenarbeit mit einer Reihe von Naturwissenschaften ergeben (Mineralogie, Geologie, Botanik, Physische Geographie etc.), aus der Dissertationen erwachsen sind und die im Rahmen des Graduiertenkollegs jetzt auch auf dem Feld der wissenschaftlichen Ausbildung verstärkt weiter verfolgt werden soll.
Der gemeinsame methodische Ansatz im Bereich der "Anthroposphäre" ergibt sich aus der Beschaffung neuer Quellen über Ausgrabungen, Feldforschungen wie archäologische Prospektion (systematische Begehungen und Kartierungen von Fundstellen), systematische Netze von Bohrungen in den durch Bodenerosion zugedeckten Gebieten und Auswertung der schriftlichen Überlieferung in verschiedenen Zeitebenen. Die Oberrheinlandschaft wird dabei von den einzelnen Forschungsvorhaben unterschiedlich erfaßt, führt insgesamt jedoch zu einem Gesamtbild: Der Schwarzwald und sein unmittelbares Vorgelände (1), das Flußsystem des Rheins (2), die Waldgebiete in der Oberrheinebene (3) und der Kaiserstuhl (4) stehen jeweils im Mittelpunkt eines Projektes, das die verschiedenen natur- und geisteswissenschaftlichen Zugriffsmöglichkeiten auf das unterschiedliche, aber indirekt voneinander abhängige Quellenmaterial anwendet.