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Diese Arbeit stellt eine Pionierarbeit zum Thema Keyline Design als ganzheitliches Gestaltungskonzept für landwirtschaftliche Betriebe im deutschsprachigen Raum dar und ist aus der Zusammenarbeit mit Akteuren der Gemeinschaft Schloss Tempelhof in Süddeutschland entstanden. Keyline Design hat zum Ziel, durch systematische Planung von landwirtschaftlicher Flächennutzung und Tiefenlockerung in einem topographieabhängigen Kultivierungsmuster, die Bodenfruchtbarkeit zu steigern sowie Wasserfluss auf Landschaften kontrolliert zu nutzen und gleichmäßig zu verteilen. Vor dem Hintergrund von Bodendegradation durch landwirtschaftliche Praktiken und sich verändernde klimatische Bedingungen, stellen divers gestaltete Landschaften eine wichtige Anpassungsstrategie zum Schutz gegen Extremwetterereignisse dar. Keyline Design hat bisher innerhalb dieses Diskurses in Zentral- und Nordeuropa wenig Beachtung erfahren. Für die transdisziplinäre Zusammenarbeit wurde innerhalb dieser Arbeit eine Vorgehensweise zur Erstellung eines Keyline Entwicklungsszenarios entwickelt: Mithilfe eines transdisziplinären Arbeitstreffens und einem online Fragebogen wurden die Ziele und Entwicklungswünsche der 140 Personen umfassenden Gemeinschaft Schloss Tempelhof erfasst und auf Basis eines Keyline Kultivierungsmusters ein Entwicklungsszenario für die landwirtschaftliche Flächennutzung erstellt. Keyline Design wurde als Planungskonzept für die topographieabhängige Integration von Agroforstsystemen, wie Pufferzonen, Waldweiden und Alley Cropping, sowie für die Platzierung von Wasserkörpern genutzt. Die Ergebnisse des Entwicklungsszenarios zeigen, dass das erarbeitete Kultivierungsmuster von der Topographie abhängig ist, die Ausgestaltung des Szenarios jedoch vor allem vom Kontext der Akteure. Durch den geringen Bekanntheitsgrad und mangelnde wissenschaftliche Datenlage zu der Wirksamkeit von Keyline Design eröffnet diese Arbeit Anschlusspunkte für vielfältige weitere Forschungsvorhaben.

Die Entfernung von Phosphor aus Abwasser bleibt ein Forschungsthema, das in Zukunft nur an Wichtigkeit gewinnen kann. Das wird durch die Umweltauswirkungen der Eutrophierung und den Verlust eines essentiellen Nährstoffes für die Nahrungsmittelproduktion dessen Knappheit immer offensichtlicher wird, immer deutlicher. Auf Kläranlagen werden heute hauptsächlich zwei Techniken verwendet um Phosphor zu entfernen, biologisch aktive Verfahren wie das Enhanced Biological Phosphorus Removal (EBPR) Verfahren und Fällungstechniken unter Verwendung von Metallsalzen. Bei beiden Methoden gibt es gegenwärtig Schwierigkeiten wie z.B. die Instabilität des EBPR Prozesses wegen des Mangels an Wissen über die Grundlagen des Stoffwechselprozesses. Bei der Verwendung von Fällungsmitteln kommt es zu vielen Nachteilen im Zusammenhang mit der Nachbehandlung des Schlammes, bei der Entsorgung kommt es zu dem Verlust der Schlammmassen und damit auch des Phosphors aus dem Nährstoffkreislauf. Das Ergebnis dieser Forschung ist, dass es möglich ist, die Phosphorspeicherkapazität von Belebtschlamm zu erhöhen wenn dieser spezifische Anforderungen erfüllt. Diese Anforderungen werden wie folgt zusammengefasst: Die Schlammmasse muss in der Lage sein, EBPR Prozesse zu entwickeln, auch muss der Schlamm aus einem Belebungsbecken-System kommen, weil die Schlammflocken unter den Umgebungsbedingungen des Reaktors stabilisiert worden sind. Schließlich muss der Belebtschlamm aus einem Verfahren kommen, bei dem man für die Phosphorentfernung keine Metallsalze verwendet. Die erhöhte Phosphorstoffspeicherkapazität der Belebtschlammmassen in Verbindung mit der Möglichkeit den Phosphor aus dem Belebtschlamm über Rücklösung in die wässrige Phase wieder gewinnen zu können, bietet großes Potential in der Zukunft einen in der Abwasserwirtschaft geschlossenen Phosphorkreislauf zu entwickeln und so den Verlust des wichtigen Nährstoffes nachhaltig zu verhindern.

Die Verringerung des Material- und Ressourcenverbrauchs ist eine wesentliche Herausforderung nachhaltiger Entwicklung. Bislang standen und stehen politische Maßnahmen zur Energieeffizienz im Vordergrund. Maßnahmen zur Verbesserung der Materialeffizienz gewinnen jedoch verstärkt an Bedeutung. Der Erfolg oder Misserfolg politischer Instrumente im Umwelt- und Klimaschutzbereich wird maßgeblich davon abhängen, ob die Instrumente die Fähigkeit besitzen, eine Entkoppelung von Lebensqualität und Ressourcenverbrauch zu erzeugen. Insbesondere im Rahmen der Ökodesign-Richtlinie, aber auch anderer Instrumente der Europäischen Union, sind Ansatzpunkte zur politischen Gestaltung einer ressourcenleichten Langfristökonomie angelegt. Die Dissertation wird schwerpunktmäßig die Governance-Instrumente im Produktbereich der Europäischen Union behandeln. Die Dissertation folgt der Theorie, dass die Produkte der Industriegesellschaft einzeln mehr oder weniger harmlos, in ihrer Menge jedoch die Quelle fast aller Umweltprobleme sind. Zur Erstellung der Dissertation sieht das spezifische Methodendesign die Anwendung eines Kriterienkatalogs zur Bewertung der Steuerungsinstrumente für Langfristökonomie im Produktbereich vor. Darüber hinaus werden die Hauptakteure in Form von Interviews befragt.

Traditional farming landscapes have been created in coexistence of rural dwellers and local ecosystems over long time spans, and can be considered tightly coupled ´social-ecological systems´ (SES). Since these landscapes typically embody exceptionally high levels of biological diversity and multiple socio-cultural values, their protection is critical from a sustainability perspective. Due to the pressures of globalization and social change, however, rural livelihoods and farmland biodiversity are at risk. While the focus of research is often on the Southern hemisphere, there are traditional farming landscapes in the former socialist countries of Central and Eastern Europe (CEE) which are equally affected by rapid change, and thus deserve particular attention. Since the institutional breakdown of socialism in 1989, the CEE states have not only been confronted with an unprecedented socio-economic and environmental transition. Their integration into the multi-level governance regime of the European Union (EU) further resulted in the transformation of decision-making structures and competition within the EU common market. In light of the profound changes traditional farming landscapes of Central and Eastern Europe are confronted with, they serve as a valuable source of learning about the institutional design necessary to harmonize socio-economic development and biodiversity conservation within regional social-ecological systems worldwide. This thesis is the result of an in-depth analysis of one traditional farming landscape of Central and Eastern Europe, namely Southern Transylvania (Romania). Based on empirical research involving diverse stakeholder groups, this thesis assessed the impact of EU policy on the area, the institutional features characterizing local-level governance in Southern Transylvania, and the barriers and bridges towards sustainable rural development. This thesis finds that while rural dwellers are highly dependent on smallholder farming and local ecosystems for their livelihoods, Southern Transylvania is currently confronted with a range of structural development barriers. These are likely to be exacerbated by a governance system consisting of historically grounded ´elite social networks´, and by EU policies which often do not fit rural realities. The findings of this dissertation underline that entrenched informal institutions, political will, and historical legacies play a critical role for the governance of traditional social-ecological systems since these ´social system features´ do not only mediate how external policies act on the local level. They may further restrict local adaptive and innovation capacities which, however, are critical for the transformation towards sustainable development. This thesis further finds that there are no blueprint solutions for the design of rural development strategies. Instead, (supra-) national policies should take better account of local socio-economic and cultural particularities.

This thesis makes an important contribution to better understanding biodiversity and ecosystem function relationships across trophic levels in forests - aspects that are still underrepresented in BEF research. Ongoing biodiversity loss can be expected to change important trophic interaction pathways in these ecosystems, making increased efforts in exploring the mechanisms underlying, and the drivers determining, the impact of trophic complexity on the relationships between biodiversity and ecosystem functioning a crucial objective for holistic approaches to BEF research.