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- Chemie (21)
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Since its establishment, the African Union (AU) has assumed an important role in matters of peace and security on the continent. This doctoral dissertation is dedicated to its conflict and crisis interventions and seeks to identify as well as subsequently explain the broader patterns that have emerged. The dissertation posits that neither the AU’s regime-serving roots, which emphasize the primacy of incumbents’ parochial interests, nor the AU’s problem-solving commitment, which emphasizes the pursuit of its declared organizational mission, can convincingly explain these patterns on their own. Instead, we should understand the AU as being driven by two different logics of cooperation at the same time: a problem-solving and a regime-serving logic. Across its three constitutive articles, the dissertation makes empirical as well as theoretical contributions to the existing literature. Empirically, it offers a broad and systematic analysis of AU interventions over time, across different intervention types, and without bias towards high-profile cases. The novel dataset, on which the dissertation builds, constitutes the hitherto most comprehensive effort to capture the AU’s responses to crises and conflicts. Theoretically, the dissertation develops a set of testable theory-driven expectations based on the notion of two different logics of cooperation. While identifiable in the literature on the AU and linking to broader existing debates on international cooperation, the dissertation breaks ground by clearly outlining the implications of each logic and bringing them together under a single theoretical framework. Jointly, the articles provided strong evidence that the AU is indeed driven by both a problem-solving and a regime-serving logic of cooperation, and that this serves as the foundation for explaining the AU’s broader intervention patterns. This contributes not only to a better understanding of AU interventions but also has a chance to enrich other important debates, including the debates on African regionalism, comparative regionalism, and multilateral interventions.
Motivation: Artificial intelligence, most prominently in the form of machine learning, is shaping up to be one of the most transformational technologies of the 21st century. Auditors are among the professions forecasted to be the most affected by artificial intelligence, as the profession encompasses many highly structured and repetitive tasks. Automating such tasks would naturally increase the efficiency of financial statement audits. By allowing auditors to focus on higher value-added tasks, and the capability to analyze large volumes of data at a fracture of the time a human would need, artificial intelligence would also benefit the effectiveness of auditing. Despite these benefits, to this day, the actual adoption of artificial intelligence in the audit domain remains rather limited. The audit profession is highly regulated and has to consider requirements regarding, e.g. the application of professional standards, codes of conduct, and data protection obligations. Hence, the question arises of how audit firms can be supported in their efforts to adopt artificial intelligence and how machine learning systems can be designed to comply with the specific demands of the audit domain.
Research Approach: The goal of this dissertation is to better understand the adoption of artificial intelligence in the audit domain and to actively support the adoption of artificial intelligence in auditing based on this understanding. To this end, we employ a mixture of research methods. On the one hand, the research presented here adopts a qualitative approach, examining the adoption of artificial intelligence and other advanced analytical technologies of the audit domain through taxonomy development and grounded theory. The findings of these studies inspire the second stream of work within this dissertation, which adopts a quantitative and design-oriented approach: It focuses on using machine learning to extract information from invoices for tests of details. Tests of details are essential substantive audit procedures used in nearly every audit. This dissertation proposes a new machine learning model architecture for information extraction from invoices, compares different machine learning models, and proposes design principles for machine learning pipelines for an audit application addressing the test of details through action design research.
Contribution: This dissertation presents several contributions to the research on the adoption of artificial intelligence in auditing. To form an initial understanding of the problem environment around the application of artificial intelligence to auditing, we developed a taxonomy. The taxonomy integrates the audit and technology perspective in a structured manner and supports the description of use cases in the audit domain. The dissertation further presents a process theory that illustrates how audit firms adopt artificial intelligence and other advanced data analytics technologies. The study uses a previously unused theoretical perspective, which allows for contextualizing known technology adoption factors in the audit domain. Based on the understanding of the problem environment obtained through the taxonomy and process theory, we engaged in developing artifacts and methods for applying information extraction from invoices. Here, we offer the first contribution by developing a novel graph-based neural network architecture and showing its ability to extract information accurately from invoice data sets with a significant layout variance. The second contribution deepens the understanding of the effects of layout distributions on the generalization ability of neural networks: We compared different model types and disaggregated the evaluation into in-sample and out-of- sample layouts. We show that the gap in accuracy between in- and out-of-sample layouts varies across models. To arrive at these results, we developed an end-to-end machine learning pipeline. As part of the last contribution of this dissertation, we automatically orchestrated this pipeline which serves as a structured approach to evaluate and deploy machine learning models for information extraction from invoices. We designed it such that new models from the continuously flowing stream of research are easily integrated. By reflecting on the genesis of the pipeline and the design choices that guided its emergence, we also propose a set of design principles for information extraction pipelines in audit tools.
Limitations: The results presented in this dissertation must be seen in the light of some limitations. First, we obtained the taxonomy’s dimensions and characteristics to describe use cases from the scientific literature. Use cases only identified in practice might not be characterized in their entirety by the taxonomy. The presented process theory is grounded in data obtained from expert interviews. Hence, the sampling of interview partners can affect its generalizability. For instance, most of our interview partners are located in Germany and take on roles in the upper management of their respective organizations. The results presented in the design-oriented studies are limited by the characteristics of the available data sets. These characteristics include the languages of the documents, which is primarily English, their quantity, and the recurring vendor layouts. Finally, we conducted the action design-oriented research within a large multinational audit firm. Hence, the requirements for the developed artifact and the proposed design principles might not be transferable to smaller firms.
Future Research: Several threads are laid out in the presented body of work that may be picked up in future research endeavors. The taxonomy could be updated to the most recent developments in artificial intelligence, such as generative and conversational systems. In the process theory, the nature of the relationship between the contextual factors and the adoption process could be explored in more detail. Concerning information extraction for the test of details, future research could explore how the extraction results could be parsed into standardized formats or how they could be internally validated. Larger audit firms have clients from a variety of countries, which begs the question of whether language-specific models or multilingual models are better. In this context, the need for labeled training data poses a challenge for adapting models to different languages. Therefore, future inquiries could explore how the utilization of training paradigms such as active learning to reduce the need for labeled training data.
Antibiotika sind aus der Human- und Veterinärmedizin nicht mehr wegzudenken. Ihr hoher Verbrauch führt jedoch zu stetig steigenden Konzentrationen der Wirkstoffe und ihrer Transformationsprodukte in der Umwelt. Antibiotika in der Umwelt haben das Potential Funktionen von Ökosystemen zu stören und tragen zur Entwicklung und Selektion von resistenten Bakterien bei. Um diese negativen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt zu reduzieren, sind vielseitige Lösungen notwendig. Benign by Design (BbD) ist ein wichtiger Baustein dafür. Daher ist es wichtig zu verstehen, inwiefern das BbD Prinzip auf verschiedene Substanzgruppen anwendbar ist und welche Limitierungen zu berücksichtigen sind.
Mit dieser Arbeit soll ein Beitrag zur Entwicklung von in der Umwelt mineralisierbaren Antibiotika entsprechend des Benign by Design Konzeptes geliefert werden. Dies wurde am Beispiel der Fluorchinolonantibiotika durchgeführt, da diese sehr wichtige, aber auch sehr persistente Wirkstoffe sind. Ziel war es, zu verstehen, welche Veränderungen an der Grundstruktur vorgenommen werden können, um Derivate zu erzeugen, die während der Wirkdauer und Lagerung ausreichend stabil bleiben, aber anschließend in der Umwelt möglichst schnell und vollständig mineralisiert werden können.
Im ersten Teil der Arbeit wurden die BbD Ansätze des targeted und non-targeted Re-Designs und de novo Designs, sowie die Verwendung von in silico Tools zu deren Umsetzung, untersucht. Basierend darauf wurde ein Workflow entwickelt, der eine mögliche Verwendung von computergestützten Methoden innerhalb des BbD Frameworks aufzeigt. In der resultierenden Veröffentlichung wurde dieser Workflow vorgestellt und dessen Chancen und Limitierungen für die Umsetzung des BbD beleuchtet. Die herausgearbeiteten BbD Ansätze bildeten die Grundlage für das folgende targeted und non-targeted Design von Fluorchinolonen.
Der Ansatz des non-targeted Re-Designs wurde für neun verschiedene Substanzen aus der Klasse der Fluorchinolone angewandt. Dafür wurden Transformationsprodukte der Muttersubstanzen mittels Photolyse und Photokatalyse erzeugt. Das resultierende Substanzgemisch wurde hinsichtlich der biologischen Abbaubarkeit und Toxizität untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass durch die Bestrahlung mit UV-Licht eine Vielzahl an neuen Strukturen entstehen und das Gemisch oft eine gesteigerte biologische Abbaubarkeit im Vergleich zur Muttersubstanz aufweist. Die Zuordnung der gemessenen Abbaueffekte zu einzelnen enthaltenen Strukturen gestaltete sich aufgrund fehlender Referenzsubstanzen und anwendbarer in silico Modelle schwierig. Es konnten daher abschließend keine eindeutig abbaubaren Derivate mit diesem Ansatz identifiziert werden. Trotzdem zeigte sich in den Untersuchungen, dass eine Hydroxylierung der Ausgangssubstanzen sehr wahrscheinlich zu einer verbesserten Abbaubarkeit dieser führt.
Das targeted Re-Design wurde am Beispiel von Fluorchinolon-Glucosamin-Derivaten untersucht. Dabei galt es zu verstehen, inwiefern Glucosamin-Substituenten die biologische Abbaubarkeit beeinflusst. Keine der untersuchten Strukturen konnte in den verwendeten OECD Tests als leicht biologisch abbaubar klassifiziert werden. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass durch die Verwendung von acetylierten Glucosamin-Substituenten ein partieller Abbau stattfindet. Diese Erkenntnisse können zukünftig in das gezielte, fragment-basierte Design von grüneren Strukturen einfließen.
Im letzten Teil der Arbeit wurden die Struktur-Bioabbau-Beziehungen von N-hetero-zyklischen Verbindungen, welche auch die Basis des Fluorchinolon-Grundgerüstes sind, untersucht und leicht biologisch abbaubare Leitstrukturen identifiziert. Dafür wurden 84 verschiedene N-Heterozyklen nach OECD 301 Richtlinien getestet. Basierend darauf wurde zum einen ein lokales 3D-QSAR Modell, insbesondere zur Visualisierung der Effekte der Substituenten im dreidimensionalen Raum, erstellt, als auch Regeln für das Design von umweltfreundlicheren Chinolonen und verwandten Strukturen abgeleitet. Weiterhin wurden abbaubare Strukturen aus der Gruppe der Chinazoline identifiziert, welche vielversprechende Leitstrukturen für das Design von Topoisomerase-Inhibitoren oder anderer Chemikalien darstellen.
Die Diskussion der verschiedenen Ansätze, die Entwicklung eines in silico Workflows, sowie die Machbarkeitsstudien am Beispiel von Fluorchinolonen haben demonstriert, dass die Umsetzung von BbD im Wirkstoffdesign möglich ist und wie potentielle Vorgehensweisen aussehen können. Dabei konnte gezeigt werden, dass selbst die als besonders persistent geltenden Fluorchinolonantibiotika das Potential bieten, zu besser abbaubaren Derivaten re-designt zu werden. Es wurde jedoch auch deutlich, dass es keine allgemeingültige Herangehensweise gibt und Methoden den entsprechenden Substanzklassen und Anforderungen angepasst werden müssen. Daher ist es wichtig die vorgestellten BbD Ansätze zukünftig weiter hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit auf weitere Substanzklassen zu untersuchen. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls wichtig, experimentelle Bioabbaudaten von weiteren Strukturen zu generieren, um vorhandene Bioabbau-Modelle hinsichtlich ihrer Anwendungsdomäne zu verbessern und für das Design von grünen Wirkstoffen zu nutzen.
Over the past two decades, transitions research has witnessed rapid development. However, there is still a notable gap in our understanding of sustainability transitions in conflict settings and the role of international organizations in these transitions. Little is known about the dynamics of power, limiting and facilitating factors, and the role of (international) actors in sustainability transitions in conflict settings. This dissertation seeks to make contributions to these discussions by examining energy transitions in Afghanistan, a conflict-affected country, between 2001 and 2021. It specifically focuses on the involvement of international development organizations, shedding light on their role in energy access, institutional change, and imagining Afghanistan’s future energy system development.
After security, access to affordable energy is frequently reported to be Afghanistan’s most pressing need. Following the fall of the first Taliban regime in 2001, billions of dollars and dozens of international development organizations poured into Afghanistan to support the reconstruction of the country including its energy sector. In the twenty years between 2001 and 2021, the government of Afghanistan and the international development organizations worked on various aspects of energy system development despite on-going insurgency and threats against infrastructural projects. After two decades of armed opposition, the Taliban regained power on August 15, 2021, resulting in the suspension of operations for most development organizations, with only a few humanitarian agencies remaining active. Within this context, this thesis explores topics such as the country’s energy potential and policy, the role of international development organizations in the energy sector, and visions for a future energy system in Afghanistan.
The research conducted for this thesis employed a qualitative case study approach, utilizing semi-structured interviews and document analysis. The key findings of this research can be summarized as follows: Afghanistan possesses a renewable energy potential exceeding 300 GW, encompassing 23 GW of hydro power (across all scales), 220 GW of solar power, 67 GW of wind power, and 4 GW of biomass. However, the domestic installed capacity remains limited, ranging between 600 and 700 MW, mainly sourced from large hydro facilities and thermal plants, with renewable energy playing a minor role. Throughout the period of 2001-2021, Afghanistan heavily relied on electricity imports from Central Asian countries, fulfilling around 80% of its electricity needs. International development organizations played a crucial role in assisting the governments of Afghanistan in establishing a regulatory framework for the energy sector. Notably, they contributed to the development of key laws and policy documents, such as the Renewable Energy Policy, which outlines Afghanistan's objective of sourcing 95% of its electricity from renewable sources by 2032.
Further findings of this research concern firstly the role of international organizations in institutional change and secondly the energy imaginaries in the conflict-affected setting of Afghanistan. Throughout their 20-year involvement, international organizations sought
VIII International Organizations and Energy Transitions in Afghanistan
wide-ranging institutional changes in relation to the energy sector of Afghanistan. These included (a) the development of a regulatory framework for the sector involving several organizational and regulative changes, (b) extensive privatization efforts including corporatization of the state-owned energy utility DABS, and (c) empowerment of women in both general and energy-specific contexts.
In terms of energy imaginaries, a dominant imaginary is that of ‘Afghanistan as an energy corridor’ between Central Asia and South Asia, which is supported by the government and several powerful actors. When considering energy sources, experts advocate for a least-cost supply approach, regardless of the specific energy sources. Additionally, experts recommend implementing small-scale off-grid projects in remote and sparsely populated rural areas, while advocating for grid-connected large-scale projects in urban areas. The suggestion for off-grid projects stems from their resilience in the face of armed conflicts, such as the numerous attacks documented on energy projects in Afghanistan. This research contributes to literature on the role of international organizations in sustainability transitions, transitions in conflict settings, and the energy sector of Afghanistan.
Keywords: Afghanistan; International development organizations; Energy Transitions; Sustainability transitions; Fragile and conflict settings
The emergence of sustainability as a guiding principle for tourism development came along with needs to introduce instruments that can monitor the actual impacts of tourism. Sustainability assessments in tourism (SAT) have gained popularity in recent years with a range of measurement schemes being introduced for national and subnational tourism destinations. With the help of sustainability indicators these schemes intend to guide decision-makers in making better evidence-informed decisions and to improve the overall sustainability performance of tourism. Yet, sustainability assessments have hardly led to changes in organisational or management structures in tourism in the last years.
With this dissertation I aim to contribute to a deeper understanding of the implementation and performance of sustainability assessments, by linking transformative needs of tourism with necessary assessment approaches that can serve as effective instruments for a shift towards a more sustainable tourism development. Thus, the research is part of recent efforts to establish profound and effective measurement approaches for sustainable tourism.
I employ a mixed-methods approach combining qualitative, quantitative, set-theoretic, and review methods, with the aim of maximising the validity of results. First, I explore the general progress and current state of research on sustainability assessments in tourism, with the intention to identify patterns, key elements and research gaps within assessment approaches This is followed by subsequent detailed analyses that examine specific environmental and socio-economic sustainability issues with the aim of providing conceptual, methodological and empirical solutions for assessing them in detail.
My dissertation highlights that concrete assessment tools are needed for evidence-informed decision-making and the establishment of effective actions in destination management. The findings indicate that assessments will be more successful in terms of serving as tools for decision-making, if they tackle main drivers of change and encourage management or policymakers to take decisions that affect multiple sustainability issues. It also reviews different concepts and accounting principles and rises awareness of a cautious selection of methods and measurement approaches, as this may affect overall results. The thesis empirically evaluates and applies different measurement approaches in specific destinations, with the help of quantitative and qualitative data collection methodologies. In general, my thesis provides further clarification about key environmental and socio-economic measurement methodologies, which supports ongoing debates about sustainability impacts of tourism. Thus, the research contributes to knowledge, frameworks, methodologies and practical application for tourism governance and tourism sustainability science.
Mikroalgen können bei den internationalen Bemühungen zur Begrenzung der CO2-Emissionen einen wichtigen Beitrag leisten. In der Photosynthese der Mikroalgen wird, wie auch bei Landpflanzen, das CO2 aus der Atmosphäre in Biomasse fixiert. Im Gegensatz zu Landpflanzen können Mikroalgen zudem exponentiell wachsen, haben geringere Anforderungen an die Wasserqualität und konkurrieren nicht mit Agrarflächen, die begrenzt und für die Nahrungsmittelsicherheit der Weltbevölkerung erforderlich sind. Die produzierte Mikroalgenbiomasse kann als regenerative Ressource zu Biokraftstoffen wie Biogas und Biodiesel umgewandelt und somit als Energieträger genutzt werden. Zudem können Mikroalgen auch bei der biotechnologischen Produktion kommerziell relevanter Wertstoffe wie Pigmenten und Omega-3-Fettsäuren für die Nahrungsmittelindustrie Anwendung finden. Mit dem Ziel der Steigerung dieser Wertstoffe stand die Untersuchung des Einflusses der Kultivierungsparameter Licht und Temperatur auf das Wachstum und die Zusammensetzung der Mikroalgenbiomasse im Mittelpunkt dieser Dissertation. Insbesondere der Einfluss unterschiedlicher Lichtspektren auf das Wachstum und die Wertstoffproduktion in Mikroalgen wird in der Literatur kontrovers diskutiert und wurde daher detailliert untersucht. Zusätzlich wurde überprüft, ob sich die gewonnenen Erkenntnisse auch auf Landpflanzen übertragen lassen.
Im Rahmen dieser Promotion wurde erstmals systematisch der Einfluss unterschiedlicher Temperaturen und Lichtspektren im zeitlichen Verlauf der Kultivierung auf Mikroalgen untersucht. Hierbei konnten distinkte Spektralbereiche sowie Temperaturen ermittelt werden, die für eine maximale Produktion von Biomasse und Pigmenten sowie einem maximalen Desaturierungsgrad der Fettsäuren erforderlich sind. Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse tragen zu einem besseren Verständnis der Biochemie von photosynthetischen Organismen bei. Dieses Wissen ist bereits in die Entwicklung eines Hybridsystems zur komplementären Nutzung des Sonnenlichts für die Photovoltaik und Biomassenproduktion eingeflossen und könnte künftig bei der gezielten Produktion von Wertstoffen mittels Mikroalgen weitere Anwendungen finden.
In den Untersuchungen wurden Mikroalgen sowie zusätzlich Rapspflanzen (Brassica napus L.) unter verschiedenen Bedingungen kultiviert und die Biomassenkonzentration sowie die Fettsäure- und Pigmentkomposition zu festgelegten Zeitpunkten untersucht. Mit einer modifizierten Folch-Extraktion wurden die Fettsäuren extrahiert, umgeestert und mittels Gaschromatografie mit Elektronenstoßionisation Massenspektrometrie (GC-EI/MS) analysiert. Die Analyse der Photosynthesepigmente erfolgte durch Hochleistungsflüssigkeitschromatografie gekoppelt mit einem UV/VIS Spektrometer (HPLC-UV/VIS).
Zunächst wurde die grüne Mikroalge Acutodesmus obliquus (Turpin) bei unterschiedlichen Temperaturen mit blauem, grünem und rotem Licht unterschiedlicher Photonenflussdichte kultiviert. Die Bestrahlung mit blauem Licht führte unter allen Bedingungen zur geringsten Biomassenproduktion.
Demgegenüber bewirkte die Behandlung mit rotem Licht bei allen Experimenten eine höhere Biomassenproduktion. Die Biomassenproduktion unter grünem Licht war dagegen sehr variabel und abhängig von den Rahmenbedingungen. Entgegen der klassischen Lehrmeinung ließ sich mit diesem Spektralbereich insbesondere bei hohen Photonenflussdichten und hohen Biomassenkonzentrationen ein höheres Wachstum als mit rotem Licht erzielen. In nachfolgenden Untersuchungen wurde zudem festgestellt, dass die Biomassenkonzentration im Vergleich zur Behandlung mit rotem Licht signifikant erhöht ist, wenn das Lichtspektrum neben langwelligeren Anteilen zusätzlich noch kurzwelligere Spektralanteile unter 550 nm enthält. Diese Ergebnisse wurden mehrfach an A. obliquus und bei der nah verwandten Grünalge Monoraphidium braunii (Nägeli) reproduziert.
Bei der Fettsäureanalyse war ein starker Einfluss der Parameter Temperatur und Lichtspektrum auf die Fettsäurekomposition in A. obliquus feststellbar. So bewirkte eine niedrige Kultivierungstemperatur einen erhöhten prozentualen Anteil der mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAs) 16:4, 18:3 und 18:4. Eine starke Erhöhung der prozentualen Anteile dieser PUFAs wurde ebenfalls bei Kultivierung mit grünem und blauem Licht gegenüber rotem Licht festgestellt. Umgekehrt waren die relativen Proportionen der ungesättigten Fettsäuren mit niedrigerem Desaturierungsgrad (16:1, 16:2, 16:3, 18:1 und 18:2) unter rotem Licht gegenüber grünem und blauem Licht erhöht. Weil der Spektralbereich zwischen 450 und 550 nm (blaugrünes Licht) im grünen und blauen Licht, nicht jedoch im roten Licht enthalten ist, wurde geschlossen, dass dieser Spektralanteil für den Einbau von Doppelbindungen in die Kohlenwasserstoffkette der Fettsäuren in A. obliquus relevant ist. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde diese Beobachtung bei A. obliquus reproduziert und durch die Kultivierung mit spezifischen Lichtspektren auf einen Spektralbereich von 470–520 nm eingegrenzt. Zudem wurde auch eine maximale Konzentration aller in A. obliquus identifizierten Pigmente bei Kultivierung mit blaugrünem Licht gemessen. Da sowohl die PUFAs 16:4 und 18:3 als auch die Pigmente vorwiegend in der Thylakoidmembran vorkommen, wurde die Hypothese entwickelt, dass blaugrünes Licht eine physiologische Reaktion bewirkt, die zu einer erhöhten Bildung von Thylakoidmembranen führt.
Im letzten Teil der Arbeit wurde überprüft, ob die an A. obliquus gewonnenen Erkenntnisse auf die phylogenetisch nah verwandte Grünalgenart M. braunii und auf die Landpflanze B. napus übertragen werden können. Bei M. braunii wurde, ähnlich wie bei A. obliquus, ein maximaler Desaturierungsgrad der Fettsäuren und eine maximale Konzentration der Photosynthesepigmente bei Behandlung mit blaugrünem Licht gemessen. Zudem konnten Hinweise dafür gefunden werden, dass blaugrünes Licht ebenfalls relevant für die Desaturierung der Fettsäuren in den Folgeblättern von B. napus ist.
The global loss of biodiversity has been widely studied, yet it has many different facets depending on the context. Key drivers for biodiversity loss are anthropogenic, including agricultural intensification, expansion and land abandonment. Though the loss of biological diversity is an ecological phenomenon, it also has a social dimension. This makes the study of the social landscape, encompassing the multitude of perspectives and aspirations by different stakeholders, highly relevant for better navigating trade-offs between biodiversity conservation and other land use objectives. Engaging with and addressing contextual understandings of biodiversity is vital to develop socially palatable solutions for biodiversity loss. This dissertation, therefore, takes a place-based approach to studying biodiversity conservation trade-offs and seeks to understand how the perspectives and aspirations of different stakeholders shape them. First, it aims to identify shared viewpoints as ensembles of perceptions and meanings about human-nature relations and biodiversity (research aim 1). Second, it aims to understand how biodiversity is valued and constructed in stakeholders’ aspirations towards their landscape (research aim 2). To this end, a convergent mixed methods approach and case study design are used. Two cases were selected that face different underlying drivers of land-use change, resulting in loss of biodiversity. The Muttama Creek Catchment area is a farming landscape in south-eastern Australia where the ongoing intensification of agricultural production threatens native biodiversity. In the Spreewald Biosphere Reserve in north-eastern Germany, land abandonment and the resulting loss of the biodiversity-rich wet meadows presents a key challenge for biodiversity conservation. Narratives and discourses provide conceptual lenses through which I study biodiversity conservation trade-offs. Drawing on Q-methodology, this dissertation identifies biodiversity-production discourses for the first case study and cultural landscape narratives for the second case study. Moreover, based on a participatory futures approach, the Three Horizons Framework, it elicits narratives of change that highlight opportunities for biodiversity conservation in farming landscapes.
The findings highlight that despite some overlap in how stakeholders perceive biodiversity, contrasting problem framings and different biodiversity priorities present hindrances to concerted action to protect biodiversity and for collaboration (research aim 1). The findings also identify shared values among stakeholders (research aim 2). However, there is polarity and contestation around the role and importance of biodiversity in rural development. In conclusion, the findings contribute to three key themes in sustainability science and conservation debates: (1) They support calls for more inclusive and pluralistic biodiversity governance and highlight the need to engage holistically with multiple trade-offs with biodiversity conservation. (2) The empirical findings highlight the potential for stewardship as a broad value for place-based actions and biodiversity disvalues as another realm of engagement to improve conservation outcomes. (3) This dissertation demonstrates how a participatory approach helped identify opportunities for change and supported collective sensemaking about current issues and ways forward. Arts-based research is suggested as an avenue for future research to engage with different ways of knowing and thinking. In conclusion, this dissertation highlights how people value biodiversity differently based on their relative perspectives, the role of biodiversity in aspirations for the future and what this means for governing the transformative changes needed to address the issue of biodiversity loss.
As human rights evolved to become part of a dominant moral discourse in world politics, regional organisations (ROs) often portray themselves in the language of human rights. Facing growing contestation and politicisation, they have also gradually begun to legitimate their authority drawing on human rights. Yet not all ROs do so to the same extent, in the same manner, or consistently over time. ROs with a long tradition in human rights work and democratic membership, such as the Council of Europe use it highly consistently. ROs with no historical record of human rights protection and autocratic membership, such as the Arab League (LoAS) use it too, although more irregularly. This begs the question: why and how do ROs use human rights for self-legitimation? To answers this research question, I combine a macro analysis using qualitative comparative analysis (QCA) on 23 ROs from 1980 to 2019 with a micro analysis via process-tracing in two cases – LoAS and the Caribbean Community (CARICOM).
Ultimately, ROs use human rights in their legitimation because they strive for congruence. When norms, values, and moral principles purported and embodied by the RO are congruent with those of its core constituency and all relevant audiences, I observe human rights legitimation. I argue that the degree of congruence combines with different degrees of delegitimation stemming from the distinct constellation of agents and audiences of legitimation. I circumscribe this via four types of human rights legitimisers. Testing existing theories on legitimacy, legitimation, and human rights, the QCA suggests that ‘Self-containing Legitimisers’ are ROs with a status quo of congruence between the RO and its core constituency. ‘Signalling Legitimisers’ irregularly use human rights legitimation as a signal to respond to additional audiences. Thanks to the case studies, I further refine existing theory. CARICOM constitutes a case of a ‘Reviving Legitimisers’ where delegitimation towards their core constituency occurs to which it reacts by reviving what it embodies which entails including human rights in its legitimation. With LoAS, I observe a ‘Brokering Legitimisers’ in which case delegitimation is on the verge of a legitimacy crisis, but its Secretary General manages to broker human rights to two diverging audiences thanks to localisation. Thus, this book contributes to existing research first by providing an explanation of how a distinct norm is used in self-legitimation, second by nuancing our understanding of agents and audiences of legitimation, and third by introducing the concept of localisation to the study of legitimation.
Key words: Human Rights, Self-Legitimation, Regional Organisations, Legitimacy, International Authority, Norm Diffusion, League of Arab States, Caribbean Community, Global South, International Institutions
Mathematisches Problemlösen ist eine in den Bildungsstandards verankerte Kompetenz, die es bei Schüler_innen explizit zu fördern gilt. Für eine erfolgreiche Bearbeitung von Problemlöseaufgaben ist laut Begriffsverständnis der Bildungsstandards des Faches Mathematik die Auswahl und zielführende Anwendung von Heurismen erforderlich, was für Schüler_innen durchaus herausfordernd sein kann. Bereits seit Jahrzehnten beschäftigt sich daher die Forschung der deutschsprachigen Mathematikdidaktik mit der Schaffung geeigneter Lernmaterialien zur Förderung von Problemlösekompetenz und dennoch sind bislang nicht alle Unklarheiten ausreichend beantwortet. So ist beispielsweise nach wie vor weitestgehend unklar, wie eine Förderung der Kompetenz etwa durch geeignete Lernmaterialien unterstützt werden kann. Daraus ergibt sich nicht zuletzt der unmittelbare Forschungsansatz, wie geeignete Lernmaterialien geschaffen bzw. ausgestaltet sein sollten, um die Entwicklung von Problemlösekompetenz von Schüler_innen zu fördern.
Im Fokus stand dabei die Beantwortung folgender übergeordneter Forschungsfrage, welche sich in der Dissertationsschrift in weitere Teilfragen untergliedert: „Welche Veränderung des Bearbeitungserfolgs bei Problemlöseaufgaben zur Flächeninhaltsberechnung zeigen Schüler_innen – hinsichtlich der Auswahl und Anwendung von Heurismen – durch die Bearbeitung eines papier- bzw. eines videobasierten Lösungsbeispiels?“
Die Beantwortung der Forschungsfrage fand im Rahmen einer durchgeführten Studie in Form einer quasiexperimentellen Laborstudie mit insgesamt 38 Schüler_innen statt. Untersucht wurde dabei, inwiefern medial unterschiedlich aufbereitete Lösungsbeispiele eine geeignete Lernunterstützung zur Entwicklung von Problemlösekompetenz darstellen. Dafür wurde in einer Treatmentgruppe eine Problemlöseaufgabe zur Flächeninhaltsberechnung mit Hilfe eines papierbasierten Lösungsbeispiels bearbeitet, während in einer zweiten Treatmentgruppe ein inhaltlich identisches Lösungsbeispiel videobasiert in Form eines Erklärvideos zur Verfügung stand.
Tropical ecosystems are critical for biodiversity conservation and local people’s livelihood sustenance. However, these ecosystems are under high pressure from land-use and land cover (LULC) change, which is further projected to intensify and increase rapidly, thereby affecting biodiversity and the provisioning of vital ecosystem services (ES). It is thus important to understand how LULC might change in the future and how such changes could affect biodiversity and ES provisioning in a given landscape of tropical ecosystems. Scenario planning has become an increasingly popular tool and technique to produce narrative scenarios of the future landscape change. Thus, quantifying changes under different land-use scenarios could be a means to elucidate the synergies and trade-offs within the scenarios. In this dissertation, I examine the future of biodiversity and ES provisioning for different plausible land-use scenarios in southwestern Ethiopia.
First, I translated four future plausible narrative social-ecological land-use scenarios (namely, ‘Gain over grain’, ‘Coffee and conservation’, ‘Mining green gold’ and ‘Food first’) developed for southwestern Ethiopia by participatory scenario planning into spatially explicit LULC scenario maps. Results showed distinct LULC changes under each scenario. For instance, forest cover under the ‘Gain over grain’ and ‘Coffee and conservation’ scenarios remained similar to the current landscape covering about half of the landscape, in contrast it decreased by 27% and by about 18% under ‘Mining green gold’ and ‘Food first’ scenarios, respectively. Coffee plantation and arable land for cereal crop production covered about half of the landscape under ‘Mining green gold’ and ‘Food first’ scenarios, respectively. Second, I investigated the impact of these land-use scenarios on biodiversity by specifically modelling woody plant species richness in farmland and forest. Both indicators of human disturbance and environmental conditions were used. The results indicated that the ‘Mining green gold’ and ‘Food first’ scenarios would result in strong losses of biodiversity, whereas the ‘Gain over grain’ scenario largely maintained biodiversity relative to the baseline. Only the ‘Coffee and conservation’ scenario showed positive changes for biodiversity that are likely viable in the long run. Third, I also investigated the effect of these land-use scenarios on woody plant-based ES provisioning by combining woody plant species with household surveys on how woody plants were used by the local community. I modelled and predicted the current and future availability of woody plant-based ES under the four scenarios of landscape change. The results showed that land-use scenarios with intensified food or cash crop cultivation would lead to the contraction of woody-plant based ES from farmland to forest patches, implying increased pressure on remaining forest patches. In such a context, attempts to ‘spare’ forest patches from local people will likely be ineffective or alternatively, will have serious negative consequences for local livelihoods. I further modelled and mapped the spatial distribution of six ES: two regulating services (erosion control and carbon storage), three provisioning services (coffee production, crop production and livestock feed) and a supporting service (woody plant richness) for the current landscape and the four land-use scenarios. Results showed smallholder farmers specializing on cash crops (‘Gain over grain’ scenario) would likely cause little change to ES generation, but major losses in ES would result from intensification scenarios (‘Mining green gold’ and ‘Food first’). Finally, the ‘Coffee and conservation’ scenario appears to be the most sustainable scenario because it would secure diverse ES in the long run. This study provides methodological and empirical contributions to the developing fields of scenario planning, social-ecological systems analysis, conservation and landscape change sciences. In addition, it has practical implications for local stakeholders and decision-makers, who can draw on findings for a better-informed land-use management.
Overall, the findings of this dissertation showed the importance of integrating future land-use mapping with participatory, narrative-based scenarios to assess the social-ecological outcomes of alternative futures. The spatially explicit maps of LULC change, biodiversity and ES (at different scales) could be used as a valuable input to support stakeholders and decision-makers to weigh the advantages and disadvantages of different development trajectories on ecosystems and human well-being and to avoid or minimize future undesirable consequences. To this end, apart from the benefits of coffee production under ‘Mining green gold’ and crop production under ‘Food first’ scenarios, the findings under these scenarios of large-scale agricultural intensification point to a potentially high loss of biodiversity and ES. These two scenarios could have a negative long-term impact on ecosystems and human well-being. Finally, the ‘Coffee and conservation’ scenario, which involves the creation of a new biosphere reserve, appears to be the most sustainable scenario. This scenario could result in a sustainably managed, diversified landscape which could make major contributions to biodiversity conservation and human well-being in the region and beyond.