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Assessment of forest functionality and the effectiveness of forest management and certification
(2021)
Forest ecosystems are complex systems that develop inherent structures and processes relevant for their functioning and the provisioning of ecosystem services that contribute to human wellbeing. With increasing climate change impacts, especially regulating ecosystem services such as microclimate regulation are ever more relevant to maintain forest functions and services. A key question is how forest management supports or undermines the ecosystems’ capacity to maintain those functions and services. The main objective of this thesis is the development of a concept to assess the functionality of forests and to evaluate the effectiveness of forest ecosystem management including certification. An ecosystem-based and participatory methodology, named ECOSEFFECT, was developed. The method comprises a theoretical and an empirical plausibility analysis. It was applied to the Russian National FSC Standard in the Arkhangelsk Region of the Russian Federation - where boreal forests are exploited to meet Europe's demand for timber. In addition, the influence of forestry interventions on temperature regulation in Scots pine and European beech forests in Germany was assessed during two extreme hot and dry years in 2018 and 2019. Microclimate regulation is a suitable proxy for forest functionality and can be applied easily to evaluate the effectiveness of forest management in safeguarding regulating forest functions relevant under climate change. Thus, the assessment of forest microclimate regulation serves as convenient tool to illustrate forest functionality. In the boreal and temperate forests studied in the frame of this thesis, timber harvesting reduced the capacity to self-regulate forests’ microclimate and thus impair a crucial part of ecosystem functionality. Changes in structural forest characteristics influenced by forest management and silviculture significantly affect microclimatic conditions and therefore forest ecosystems' vulnerability to climate change. Canopy coverage and the number of cut trees were most relevant for cooling maximum summer temperature in pine and beech forests in northern Germany. The Russian FSC standard has the potential to improve forest management and ecological outcomes, but there are shortcomings in the precision of targeting actual problems and ecological commitment. It is theoretically plausible that FSC prevents logging in high conservation value forests and intact forest landscapes, reduces the size and number of clearcuts, and prevents hydrological changes in the landscape. However, the standard was not sufficiently explicit and compulsory to generate a strong and positive influence on the identified problems and their drivers. Moreover, spatial data revealed, that the typical regular clearcut patterns of conventional timber harvesting continue to progress into the FSC-certified boreal forests, also if declared as "Intact Forest Landscape". This results in the need to verify the assumptions and postulates on the ground as it remains unclear and questionable if functions and services of boreal forests are maintained when FSC-certified clearcutting continues.The analysis of satellite-based data on tree cover loss showed that clearcutting causes secondary dieback in the surrounding of the cleared area. FSC-certification does not prevent the various negative impacts of clearcutting and thus fails to safeguard ecosystem functions. The postulated success in reducing identified environmental threats and stresses, e. g. through a smaller size of clearcuts, could not be verified on site. The empirical assessment does not support the hypothesis of effective improvements in the ecosystem. In practice, FSC-certification did not contribute to change clearcutting practices sufficiently to effectively improve the ecological performance. Sustainability standards that are unable to translate principles into effective outcomes fail in meeting the intended objectives of safeguarding ecosystem functioning. Clearcuts that carry sustainability labels are ecologically problematic and ineffective for the intended purpose of ecological sustainability.The overexploitation of provisioning services, i.e. timber extraction, diminishes the ecosystems' capacity to maintain other services of global significance. It also impairs ecosystem functions relevant to cope with and adapt to other stresses and disturbances that are rapidly increasing under climate change.
This cumulative dissertation investigates food policy councils (FPCs) as potential levers for sustainability transformation. The four research papers included here on this recent phenomenon in Germany present new insights regarding the process of FPCs' emergence (Emergence paper), the legal conditions which affect their establishment (Legal paper), the different roles of FPCs in policy-making processes (Roles paper) and FPCs' potential to democratise the food system (Food democracy paper). Drawing on and contextualizing the results of the four individual studies, the framework paper uses the leverage points concept originally developed by Meadows (1999) and adopted by Abson et al. (2016) as a lens to discuss FPCs’ potential as levers for sustainability transformation. This conceptual background includes three so-called realms of leverage, which are considered to be of particular importance in transformational, solution-oriented sustainability science: first, the change, stability and learning in institutions (re-structure), second, the interactions between people and nature (re-connect) and third, the ways in which knowledge is produced and used (re-think). Framing the findings of the four research papers in terms of these three realms, the framework paper shows that FPCs could serve as cross realm levers, i.e. as interventions that simultaneously address knowledge production, institutional reform and human-nature interactions.
Maximizing the value from data has become a key challenge for companies as it helps improve operations and decision making, enhances products and services, and, ultimately, leads to new business models. While enterprise architecture (EA) management and modeling have proven their value for IT-related projects, the support of enterprise architecture for data-driven business models (DDBMs) is a rather new and unexplored field. The research group argues that the current understanding of the intersection of data-driven business model innovation and enterprise architecture is incomplete because of five challenges that have not been addressed in existing research: (1) lack of knowledge of how companies design and realize data-driven business models from a process perspective, (2) lack of knowledge on the implementation phase of data-driven business models, (3) lack of knowledge on the potential support enterprise architecture modeling and management can provide to data-driven business model endeavors, (4) lack of knowledge on how enterprise architecture modeling and management support data-driven business model design and realization in practice, (5) lack of knowledge on how to deploy data-driven business models. The researchers address these challenges by examining how enterprise architecture modeling and management can benefit data-driven business model innovation. The mixed-method approach of this thesis draws on a systematic literature review, qualitative empirical research as well as the design science research paradigm. The investigators conducted a systematic literature search on data-driven business models and enterprise architecture. Considering the novelty of data-driven business models for academia and practice, they conducted explorative qualitative research to explain "why" and "how" companies embark on realizing data-driven business models. Throughout these studies, the primary data source was semi-structured interviews. In order to provide an artifact for DDBM innovation, the researchers developed a theory for design and action. The data-driven business model innovation artifact was inductively developed in two design iterations based on the design science paradigm and the design science research framework.
This doctoral thesis contributes to the vibrant discourse on boundary-crossing collaboration in the German teacher education system. It offers theoretical advancements, programmatic guidelines, and empirical findings which advocate for a transdisciplinary perspective. In order to do so, the framing paper critically links persistent challenges and current reform processes in the teacher education system with theoretical foundations and conceptual positions of transdisciplinarity. Against this backdrop, four articles provide further insights on: a) how to expand the prevalent systematic of innovation and transfer approaches (top-down, bottom-up, cooperative) by a transdisciplinary perspective, b) outlining guiding principles for the realization of transdisciplinary collaboration in the context of a boundary-crossing research and development project, c) providing empirical findings on effect relationships between transdisciplinary dimensions of integration characteristics, and d) identifying empirical types of actors based on specific assessment patterns towards these characteristics.
Das Bildungskonzept Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) gilt als Schlüsselfaktor für eine nachhaltige Entwicklung. Die Stärkung der Kompetenzen von Multiplikatoren und somit Lehrkräften als Gestalter formaler Bildung ist ein Ziel auf dem Weg zu einer qualitativ hochwertigen Bildung. Es gilt, im Verlauf der Lehrkräftebildung Möglichkeiten zu schaffen, die Entwicklung relevanter Kompetenzen gezielt zu unterstützen, um effektivere Ergebnisse im Bereich BNE zu erreichen. Für den universitären Teil der Lehrkräftebildung geht dies einher mit einer entsprechenden Gestaltung von Lernumgebungen, durch die angehende Lehrkräfte relevante Kompetenzen zu Beginn ihres individuellen Bildungsweges entwickeln können. Darüber hinaus sollen durch entsprechende Fort- und Weiterbildungsformate auch bereits im Schuldienst tätige Lehrkräfte erreicht werden. Das als transdisziplinäres Format angelegte Entwicklungsteam Sachunterricht, bestehend aus Sachunterrichtslehrkräften, Vertretern außerschulischer Bildungsorte und Forschenden der Universität, bildet den Ausgangspunkt dieser Arbeit. Die vorliegende Arbeit fokussiert die Untersuchung von Möglichkeiten der Professionalisierung von (angehenden) Lehrkräften zu BNE im Kontext des Entwicklungsteams. Dazu wurde zunächst theoretisch-konzeptionell der Frage nachgegangen, welche Kompetenzen relevant für die Integration von BNE in Schule und Unterricht sind und wie Lehr-Lernsettings gestaltet werden sollten, um die Entwicklung entsprechender Kompetenzen zu unterstützen. Im Rahmen zweier empirischer Studien wurde anschließend einerseits die Kompetenzentwicklung seitens der Studierenden analysiert, die an einem durch das Entwicklungsteam begleiteten Seminar teilnahmen. Andererseits liegt der Fokus auf dem spezifischen Format des transdisziplinären Entwicklungsteams und es wurde untersucht, inwiefern wechselseitiges Lernen zwischen den Entwicklungsteammitgliedern initiiert werden und dies in einer Veränderung der pädagogischen Praxis resultieren kann. Aufgrund seiner hohen Anschlussfähigkeit an den bildungswissenschaftlichen Diskurs wurde das Modell der BNE-spezifischen professionellen Handlungskompetenz den konzeptionellen Überlegungen und den darauf aufbauenden empirischen Untersuchungen zugrunde gelegt. Die Gestaltung eines Lehr-Lern-Settings für angehende Lehrkräfte mit dem Ziel der Förderung entsprechender Kompetenzen wurde anhand des Konzepts der offenen Lernumgebung vorgenommen. Die Ergebnisse zeigen zum einen, dass das in enger Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsteam als offene Lernumgebung durchgeführte Seminar die Professionalisierung der Studierenden unterstützt und der Aufbau von (BNE-spezifischer) professioneller Handlungskompetenz durch kollaboratives Gestalten in Kooperation mit der Praxis ermöglicht wird. Zum anderen zeigt sich, dass die transdisziplinäre Zusammenarbeit ein wechselseitiges von- und miteinander Lernen zu BNE im Entwicklungsteam Sachunterricht fördert und Professionalisierungsprozesse sowohl seitens der Lehrkräfte als auch des außerschulischen Akteurs zumindest in einigen Bereichen angestoßen wurden.
Pestizide werden als Pflanzenschutzmittel im landwirtschaftlichen Bereich und als Biozide z. B. in der Industrie, in Haushalten und Kommunen eingesetzt. Bereits auf den behandelten Flächen und in den angrenzenden Gewässern können Pestizide Abbauprozessen durch u. a. Photolyse unterliegen. Diese Prozesse führen zur Entstehung von Transformationsprodukten (TP), deren Berücksichtigung bei der Umweltrisikobewertung für ein umfassendes Risikomanagement von großer Bedeutung ist. Doch gibt es über die in der Umwelt vorkommenden Transformationsprozesse und die dabei entstehenden TP immer noch Wissenslücken. Darüber hinaus sind die Eintragswege von TP, vor allem von Biozid-TP, in die angrenzenden Gewässer zum Teil unbekannt. Da eine Vielzahl von TP mit unterschiedlich starken ökotoxikologischen Effekten bewertet werden muss, besteht ein großer Bedarf an schnellen und umfassenden Methoden, um die stetig wachsende Anzahl an Chemikalien auf dem Markt erfassen zu können. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher, das Verhalten und den Verbleib ausgewählter Pestizid-TP in der aquatischen Umwelt zu analysieren. Zu diesem Zweck wurden unterschiedliche Phototransformationsprozesse von Pestiziden sowie der Eintrag aus Fassaden über Regenwasserversickerungsanlagen (RVA) in angrenzenden Gewässern der Stadt Freiburg untersucht. Schlussendlich erfolgte die Identifizierung der ökotoxikologischen Eigenschaften von 45 Pestizid-TP in einem mehrstufigen Ansatz durch die Kombination experimenteller und computerbasierter Methoden. Inwiefern unterschiedliche Phototransformationsprozesse zu unterschiedlichen TP führen, wurde im ersten Teil der Arbeit durch einen Vergleich der Entstehung von TP durch direkte und indirekte Photolyse der Substanzen Penconazol, Terbutryn und Mecoprop untersucht. Weiterhin wurde der Abbau durch die Bestrahlung mit unterschiedlichen Xenonlampen untersucht. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Eintrag von Bioziden, die in Fassadenanstrichen Anwendung finden, und deren TP über Regenwasserversickerungsanlagen in das Grundwasser untersucht. Dabei wurden qualitative und quantitative Target-Screening-Methoden zum Nachweis und zur Quantifizierung bekannter und unbekannter TP der Biozide Diuron, Terbutryn und Octhilinon (OIT) in der aquatischen Umwelt mittels Flüssigkeitschromatographie mit gekoppeltem Massenspektrometer (LC-MS) kombiniert. Die ökotoxikologischen Eigenschaften von 45 Pestizid-TP wurden im dritten Teil dieser Arbeit in einem mehrstufigen Ansatz untersucht. Insgesamt zeigte sich, dass die Berücksichtigung von TP im Rahmen von Gewässerüberwachung und Risikobewertung eine genauere Abschätzung der Risiken durch Schadstoffe ermöglicht. Die in dieser Dissertation entwickelte Vorgehensweise, bei der TP zunächst im Labor erzeugt und bewertet und anschließend in aquatischen Systemen gezielt analysiert werden, kann einen wichtigen Beitrag zur Regulatorik des Einsatzes und der Zulassung von Pestiziden leisten.
This thesis analyses how European merger control law is applied to the energy sector and to which extent its application may facilitate the liberalisation of the electricity, natural gas and petroleum industries so that only these concentrations will be cleared that honour the principles of the liberalisation directives. After having discussed the complex micro- and macro-economic considerations which accompany any concentration of business activities, this thesis discusses the merger control regime of the European Community (EC) so as to establish whether the merger control under either Art. 66 Treaty Establishing the European Coal and Steal Community (ECSCT), the case law under Art. 101 and 102 Treaty on the functioning of the European Union (TFEU) and (Art. 81 and Art. 82 Treaty Establishing the European Economic Community (ECT), as it was introduced by the Commission and reviewed by the CJEU, the original Merger Regulation (MR1989) or the amended Merger Regulation of 1997 (MR1997) or the amended Merger Regulation of 2004 (MR2004) facilitate the liberalisation of European electricity and gas markets. Said liberalisation was introduced by the Internal Electricity Market Directive (IEMD), the Hydrocarbons Licensing Directive and the Internal Gas Market Directive (IGMD). The paper focuses on the contestable idea that regulatory amendments - especially the introduction of third party access by means of the directives - only form a first necessary condition for attaining economic alterations whereas pro-active conduct of the marketers is the second and decisive one in order to increase the competitive performance of the European energy supply industries. The analysis is supported by a second argument which relates closely to the ambivalent nature of concentrations: A concentration may be used to increase the process of market opening and the expansion into new markets by pooling of scarce resources. It may also be used as a retro -active means so as to create national champions, increase barriers to market entry of new competitors, enable cross-subsidisation so as to expand dominant positions on heretofore competitive up- and downstream markets.
Since the early 2000s, ecosystem services strongly gained significance as a research topic. However, the temporal dimension of ecosystem services has not been taken into consideration, although this should be the basis for a sustainable long-term management of ecosystems and their services. Therefore, the author presents three articles in this thesis that deal with temporal aspects of ecosystem services. In two of them she also present a proposal for a framework for the classification of ecosystem services based on their temporal dynamics. In this dissertation she differentiates between two types of temporal aspects, both of which have in common that change takes place over a certain period of time. The concepts of transformation, transition and regime shift are used to describe changes in social or ecological systems as a whole, for example the transformation towards a more sustainable society. The temporal dynamics, on the other hand, relate to the temporal changes in ecosystem services themselves. The first article focuses on how the literature on ecosystem services incorporates social and ecological change. The second and third articles deal with the temporal dynamics of ecosystem services. While the second article presents a preliminary framework for categorizing the temporal dynamics of ecosystem services, the third article uses this framework to test how the temporal dynamics of ecosystem services are represented in the literature. Based on the insights from the three articles, the author concludes that most of the studies on ecosystem services only focus on one point in time. One reason for this is that most studies are conducted over a maximum of a four-year time span which does not allow to monitor dynamics over longer time spans.
"Einfachheit" gehört zu den maßgeblichen Begriffen, mit denen in der Kunst-, Kultur- und Literaturgeschichte unterschiedliche Wertzuschreibungen einhergehen. Seit Ende des 20. Jahrhundert setzt sich nebenher ein globalisierter Lifestyle durch, der mit geschickten Werbetriggern eine "Sehnsucht nach Einfachheit" weckt und hohe Erwartungen an das Ideal der Komplexitätsbewältigung knüpft. Das damit einhergehende breite Funktionalisierungspotential wird hier aufgegriffen, um den neuen Fragen nachzugehen, warum die Einfachheit einen bemerkenswerten Erfolg in der deutschsprachigen Gegenwartsliteratur feiert und was uns vergleichbare Bewegungen in Architektur, Design und den visuellen Künsten über den aktuellen Ruf nach Einfachheit erzählen. Am Beispiel des erzählerischen Werks von Judith Hermann, Peter Stamm und Robert Seethaler wird erstmalig gefragt, mit welcher Intention und Qualität sich die Einfachheit in den Texten dieser Autoren formiert und ob es sich bei der Kunst der erzählerischen Reduktion um ein spezifisch für die Gegenwart relevantes Konzept handelt. Die Studie leistet damit einen wesentlichen Beitrag zu der noch ausstehenden literaturwissenschaftlichen Systematisierung einer "Ästhetik der Einfachheit".
The wide accessibility of the Internet and web-based programs enable an increased volume of online interventions for mental health treatment. In contrast to traditional face-to-face therapy, online treatment has the potential to overcome some of the barriers such as improved geographical accessibility, individual time planning, and reduced costs. The availability of clients' treatment data fuels research to analyze the collected data to obtain a better understanding of the relationship among symptoms in mental disorders and derive outcome and symptom predictions. This research leads to predictive models that can be integrated into the online treatment process to assist clinicians and clients. This dissertation discusses different aspects of the development of predictive modeling in online treatment: Categorization of predictive models, data analyses for predictive purposes, and model evaluation. Specifically, the categorization of predictive models and barriers against the uptake of mental health treatment are discussed in the first part of this dissertation. Data analysis and predictive modeling are emphasized in the second part by presenting methods for inference and prediction of mood as well as the prediction of treatment outcome and costs. Prediction of future and current mood can be beneficial in many aspects. Inference of users' mood levels based on unobtrusive measures or diary data can provide crucial information for intervention scheduling. Prediction of future mood can be used to assess clients' response to the treatment and expected treatment outcome. Prediction of the expected treatment costs and outcomes for different treatment types allows simultaneous optimization of these objectives and to increase the cost-effectiveness of the treatment. In the third part, a systematic predictive model evaluation incorporating simulation analyses is demonstrated and a method for model parameter estimation for computationally limited devices is presented. This dissertation aims to overcome the current challenges of predictive model development and its use in online treatment. The development of predictive models for varies data collected in online treatment is demonstrated and how these models can be applied in practice. The derived results contribute to computer science and mental health research with client individual data analysis, the development ofpredictive models, and their statistical evaluation.