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Seit den frühen 1990er Jahren wird transdisziplinäre Nachhaltigkeitsforschung in Form von problemorientierten Forschungs- und Lernprojekten konzeptioniert und praktisch umgesetzt, an denen außeruniversitäre Akteur_innen beteiligt sind. Diese Forschungsarbeit verfolgt drei Ziele: Erstens, die Konzeptualisierung der Begriffe Kultur, Multi-, Inter- und Transkulturalität in der Literatur zur transdisziplinären Nachhaltigkeitsforschung zu untersuchen. Zweitens, die Konzeptionierung und Umsetzung von transdisziplinären Forschungs- und Lernprojekten in Hinblick auf kulturelles Differenzieren zu analysieren. Drittens, konzeptionelle Beiträge zur Gestaltung von transdisziplinären Forschungs- und Lernprojekten zu entwickeln. Methodisch wird auf Literaturanalysen und eine qualitative Untersuchung zweier transdisziplinärer Lernforschungsprojekte zurückgegriffen. Unter dem Begriff Forschungs- und Lernprojekt werden in dieser Forschungsarbeit sowohl Forschungsprojekte als auch Lehr-Lernforschungsprojekte gefasst. Zentrale Ergebnisse der Forschungsarbeit sind die Folgenden: Erstens wird der Kulturbegriff in der transdisziplinären Nachhaltigkeitsforschung zwar vielfältig verwendet, als Forschungsthema, Hintergrund von Beteiligten, Kooperationsweise, Projektkontext, in Hinblick auf Interkulturalität oder als Wissenskultur, allerdings kaum ausdifferenziert und konkretisiert. Zweitens besteht auf der Ebene der Konzeptionierung von transdisziplinären Forschungs- und Lernprojekten: 1) ein starkes Übergewicht von Integration und Konsens gegenüber einer Auseinandersetzung mit Differenz, 2) eine implizite Vorauswahl von Beteiligten durch bestimmte Begrifflichkeiten und methodologische Ansätze und 3) eine Reproduktion von Machtverhältnissen durch (dichotome) Symmetrie- und Ausgleichsvorstellungen. Drittens zeigt sich auf der Ebene der Umsetzung von Lernforschungsprojekten: 1) eine starke Prozessorientierung der Projekte, 2) ein Spannungsfeld zwischen einer Öffnung und Steuerung in Hinblick auf den Projektverlauf und 3) vielfältige Differenzaushandlungen in Interaktionen (wie Zeitlichkeit, Verantwortung, Erfahrung, Relevanz). Die Ergebnisse zeigen, dass politische Implikationen der Forschung und zentrale Ungleichheitskategorien der Kultur- und Sozialwissenschaften (u.a. race, class, gender, body) kaum thematisiert werden. Vorschläge zur Gestaltung transdisziplinärer Forschungs- und Lernprojekte werden in Hinblick auf ein Verständnis von Forschungsdesigns als Prozesse, einem Erkunden von Differenzierungen und Forscher_innen-Positionen und der Bedeutung eines Verlernens entwickelt. Die folgenden Vorschläge zur Gestaltung von transdisziplinären Forschungs- und Lernprojekten werden aus den Ergebnissen entwickelt: Kulturkonzepte sollten nicht als voneinander getrennt, sondern als miteinander verschränkt betrachtet werden. Generell sollten Kulturkonzepte stärker definiert werden. So können durch offene Kulturkonzepte problematische Implikationen (Stereotypen, Rassismus, Kulturalisierung) vorgebeugt werden, die Zielen transdisziplinärer Forschung entgegenstehen. In Hinblick auf die Arten und Weisen kulturellen Differenzierens sollte bewusster mit Differenzierungen umgegangen werden (Wer differenziert wen wie?). Dies schließt ein, eine Sensibilität gegenüber kulturellem Differenzieren zu entwickeln und Differenzierungen in Forschungsprozessen zu erkunden. Kulturelles Differenzieren entfaltet ein wichtiges epistemologisches und transformatives Potential in der transdisziplinären Forschung, um Selbstverständlichkeiten zu reflektieren und Gemeinsamkeiten zu entdecken.
Machinima sind aus einer partizipatorischen Medienkultur der Zweckentfremdung, Aneignung und Adaption von Medientechnologie hervorgegangen und haben sich als ein maßgeblicher ökonomischer, sozialer und kultureller Faktor der Unterhaltungsindustrie etabliert. Das Ziel der vorliegenden Doktorarbeit besteht darin, die emergente Entstehung von Quake Movies und deren Stabilisierung als Machinima, d. h. als Akteur-Netzwerke menschlicher und nichtmenschlicher Akteure zu beschreiben, die Intermedialität des Mediums über Bildanalysen zu identifizieren und Akteur-Netzwerke und mediale Formen in einen Zusammenhang mit medialer Ästhetik zu setzen. Die Gesamtentwicklung reflektierend, werden diese Zusammenhänge wiederholt analysiert und gemäß der unterschiedlichen Entwicklungsphasen der Invention, Innovation und Diffusion interpretiert. Das Ergebnis dieser Analysemethode ist die Konstruktion eines Entwicklungsnarrativs, das am Werk empirisch nachvollziehbar ist und bis dato eine Forschungslücke bzgl. der Erschließung der Geschichte und Theorie von Machinima schließt. Es werden des Weiteren Kernfragen der Medien und Bildgeschichte, der Medientheorie sowie der Technikforschung und Innovationsforschung behandelt.
Einsatz der Planarchromatographie mit wirkungsbezogener Detektion zur Untersuchung von Wässern
(2018)
Unter Wirkungsbezogener Analytik (WBA) wird die Kopplung eines chromatographischen Trennverfahrens mit einem biologischen Testsystem verstanden. Der Vorteil bei dieser Herangehensweise ist, dass die zuvor getrennten Probeninhaltsstoffe anhand ihrer Aktivität mit einem in vitro-Testsystem detektiert werden. Es hat sich gezeigt, dass die Hochleistungsdünnschichtchromatographie (HPTLC) besonders geeignet für die WBA ist [1, 2]. Die Literaturrecherche ergab, dass die WBA mit der HPTLC an unterschiedlichen Proben z. B. Pflanzextrakte oder Wasserproben durchgeführt wurden. Doch bislang konnte nicht gezeigt werden, dass die WBA mit HPTLC auch als routinefähige Methode eingesetzt wurde. In dieser Arbeit erfolgte eine Optimierung der Detektion der Endpunkte Biolumineszenzhemmung (Aliivibrio fischeri), antibiotische Wirkung (Bacillus subtilis), Neurotoxizität (Acetylcholinesterase) von der HPTLC-Platte hinsichtlich Routinefähigkeit. Zusätzlich konnte in ersten Versuchen gezeigt werden, dass es möglich ist, direkt gentoxische Verbindungen mittels des umu-Tests auf der HPTLC-Platte nachzuweisen. Für die einzelnen Biotests sind unterschiedliche Inkubationszeiten, die von Minuten bis Stunden reichen, notwendig. Dies führt aufgrund von Diffusion auf der HPTLC-Platte zu einer Bandenverbreiterung. Es wurden unterschiedliche Methoden und Arbeitsweisen zur Verminderung der Diffusion erprobt und optimiert. Eine Möglichkeit ist die mechanische Eindämmung durch die Einbringung einer Gaze in eine verfestigte Calciumalginatschicht. Optimiert wurde dieses Verfahren am Bacillus subtilis-Hemmtest. Hier konnte gezeigt werden, dass zwar durch das Einbringen der Gaze die Sensitivität sinkt, aber bislang wurde noch kein geeigneteres Material gefunden. Für Enzymtests ist eine vergleichsweise kurze Inkubationszeit notwendig, daher tritt hier eine geringere Bandenverbreiterung auf, womit eine mechanische Einschränkung der Diffusion nicht geeignet ist. Um die auftretende Bandenverbreiterung möglichst gering zu halten, wurde besonders die Aufbringung des Substrats optimiert. Dies geschah am Beispiel des HPTLC-Acetylcholinesterasehemmtests. Durch Aufsprühen des Substrats konnte das Ergebnis im Vergleich zu dem in der Literatur beschriebenen Verfahren wesentlich verbessert werden. Die Ermittlung der unterschiedlichen bandenverbreiternden Einflussfaktoren wie beispielsweise Inkubationszeit, Auftragegeschwindigkeit und Konzentration des Substrats und deren gegenseitige Beeinflussungen (Wechselwirkungen) erfolgte mittels statistisches Versuchsplanung. In absteigender Reihenfolge hatten folgende Faktoren den größten Einfluss auf die Zielgröße Bandenverbreiterung: Substratmenge > Wechselwirkung von Substratmenge und Umsatzzeit des Substrats > Umsatzzeit des Substrates = Enzymaktivität. Anhand dieser Erkenntnis konnte die Methode soweit optimiert werden, dass die bei der Detektion von AChE-Inhibitoren auftretende Bandenverbreiterung sehr gering gehalten werden kann. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit des Verfahrens lassen sich selbst geringe Spuren von Verunreinigungen in Referenzsubstanzen detektieren. Besonders für den Routineeinsatz der WBA mit der HPTLC ist die Vergleichbarkeit der Ergebnisse erforderlich. Dazu wurde anhand des HPTLC-Leuchtbakterienhemmtests mit Aliivibrio fischeri eine Auswertestrategie erarbeitet. Die Ermittlung der Biolumineszenzhemmung findet analog zum Küvettentest statt und kann ortsaufgelöst als Hemmwert-Chromatogramm dargestellt werden. Die Darstellung der Hemmung in einem Hemmwert-Chromatogramm gleicht die Stauchung der Peaks aufgrund des sigmoiden Verlaufs der Dosis-Wirkungsbeziehung teilweise aus. Durch die nichtlineare Beziehung zwischen Konzentration bzw. Flächenmasse und Wirkung der unbekannten Substanzen ist es für den Vergleich von Proben notwendig, einen Bezugspunkt zu setzen. Bewährt hat sich dafür der EC50-Wert. Da aber in den meisten Fällen die Konzentration unbekannt ist, wird als Bezugspunkt das Auftragevolumen gewählt, welches erforderlich ist um eine Hemmung von 50 % auszulösen. Der Kehrwert des berechneten Auftragevolumens für 50% Hemmung stellt das reziproke Iso-Hemmvolumen (RIHV) dar. Dieser RIHV-Wert hat sich für den Probenvergleich in verschiedenen Anwendungen bewährt. Das Prinzip der Auswertung kann vom HPTLC-Leuchtbakterientest mit Anpassung auf den HPTLC-Bacillus subtilis-Hemmtest übertragen werden. Für den Vergleich der Wirkung auf die Acetylcholinesterase-Hemmung wird in Anlehnung zum RIHV, das reziproke Iso-Aktivitätsvolumen (RIAV) herangezogen. Hier wird das Auftragevolumen, welches notwendig ist, eine Aktivität der AChE von 50% zu erreichen, als Kehrwert angegeben. Zur Ermittlung der Messunsicherheit der Chromatographie und der detektierten Wirkung wurden parallel zu den Proben Referenzverbindungen untersucht. Bei der Überwachung einer gesicherten Deponie über einen Zeitraum von 4,5 Jahren konnte gezeigt werden, dass es sich bei der Hochleistungsdünnschichtchromatographie mittels automatisierter Mehrfachentwicklung (HPTLC/AMD) um ein reproduzierbares Chromatographiesystem handelt. Bei der Anwendung des Leuchtbakterien-, Bacillus subtilis- und des Acetylcholinesterase-Hemmtests auf verschiedene Deponie- und Abwasserproben wurden über einen Zeitraum von 7 Monaten Standardabweichungen von 5-9 % Hemmung für die testspezifischen Referenzsubstanzen ermittelt. Als Ergebnis der Validierung wurden der HPTLC-Aliivibrio fischeri-, der HPTLC-Bacillus subtilis- und der HPTLC-Acetylcholinesterase- Hemmtest am 24.03.2015 von der deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) akkreditiert (Akkreditierungsurkunde D-PL-18961-01-00). Zur Ermittlung potenziell gentoxischer Substanzen wurde der umu-Test ausgewählt. Da es sich beim umu-Test auch um einen Test mit einer notwendigen langen Inkubationszeit (2 h) handelt, muss hier ebenso die Bandenverbreiterung durch geeignete Maßnahmen minimiert werden. Hierzu wurde die aufwendige Calciumalginatverfestigung in Kombination mit einer medizinischen Gaze nach Baumann et al. [3] vereinfacht. Mit dem umu-Test auf der HPTLC-Platte ist es derzeit möglich, die aus der DIN 38415-3 [4] bekannte direkt wirkende gentoxische Substanz 4-Nitroquinolin-N-oxid (4-NQO) auf der HPTLC-Platte nachzuweisen. Die Nachweisgrenze für 4-NQO liegt bei einer Auftragemenge von 3 ng. Für einen erfolgreichen Nachweis von indirekt wirkenden Substanzen, die erst nach der Aktivierung durch Stoffwechselenzyme gentoxisch wirken, war es nicht möglich, das erforderliche Metabolisierungssystem auf der HPTLC-Platte aufrecht zu erhalten. Zur Durchführung der WBA ist für die meisten Wasserproben (z. B. Oberflächenwasser oder Grundwasser) eine Anreicherung erforderlich. Parallel zu den Arbeiten mit den biologischen Testsystemen erfolgte die Optimierung der Anreicherung von organischen Verbindungen aus Wasserproben. Für die Festphasenextraktion (SPE) wurden verschiedene Materialien bei den pH-Werten 2, 7 und 9 mit Substanzen unterschiedlicher Polarität getestet. Die besten Wiederfindungen über den gesamten Polaritätsbereich erzielte die Phase ´Agilent Plexa´ (Polydivinylbenzol) mit einer angepassten Elutionsabfolge. Bei der Auswahl des Materials und der Anpassung der Elutionsabfolge wurde auch auf einen möglichst geringen Blindwert für den Biolumineszenz-Hemmtest mit Aliivibrio fischeri geachtet. Damit wurde eine für die WBA geeignete Anreicherungsmethode gefunden. Zur Verbesserung der Extraktionsausbeute von polaren Verbindungen mittels Flüssig-Flüssig-Extraktion (LLE) wurde die Mikro-LLE mit dem in allen Verhältnissen mit Wasser mischbaren Extraktionsmittel Acetonitril getestet. Die im Blindwert auftretenden störenden Substanzen konnten durch Ausheizen des zur Phasentrennung erforderlichen Natriumchlorids erheblich reduziert werden. Bei den Untersuchungen zur Wiederholbarkeit mit einer Deponiesickerwasserprobe und der Detektion der Biolumineszenz von Aliivibrio fischeri waren nur geringe Abweichungen der Hemmwerte detektierbar. Aufgrund der zu erwartenden komplexen Zusammensetzung von Proben aus dem Deponiebereich ist eine Gradientenelution für die HPTLC/AMD notwendig. Anhand von Referenzverbindungen und Extrakten aus verschiedenen Deponien wurde die HPTLC/AMD-Trennung für ein Screening optimiert. Mit diesem Screening-Gradient ist es möglich, die wirkenden Probenbestandteile über die gesamte Trennstrecke zu verteilen. Zusätzlich fand noch eine Entwicklung einer isokratischen HPTLC-Trennung für eine schnelle Beurteilung von Proben statt, wobei bei dieser Methode Abstriche bezüglich der Trennleistung gemacht werden mussten. Zudem konnte gezeigt werden, dass der aufwendige Identifizierungsprozess durch spezifische postchromatographische Derivatisierungsreaktionen auf der HPTLC-Platte unterstützt werden kann. Dazu wurde der Bratton-Marshall-Nachweis von primären Aminen optimiert. Durch den Nachweis von austauschbaren Protonen mittels des H/D-Austausches lassen sich die denkbaren Strukturen deutlich einschränken. Für einen nahezu vollständigen H/D-Austausch hat sich die Kopplung von HPTLC und Massenspektrometer (MS) als besonders geeignet gezeigt, da hier nur wenige Milliliter an deuterierten Lösemitteln benötigt werden. Erprobt wurden die optimierten Methoden an verschiedenen Wässern, welche aus Kläranlagen und aus dem Umfeld von Deponien stammen. Durch die Einführung des RIHV- bzw. RIAV-Wertes ist es möglich Wässer von verschiedenen Probennahmestellen, z. B. Deponiesickerwässer, anhand ihrer Wirkung vergleichend zu beurteilen. Auch kann damit die Veränderung des Wirkungsmusters über einen Aufbereitungsprozess beobachtet werden. Die Untersuchungsergebnisse zeigen zudem, dass auch bei der WBA Feldblindproben entscheidend sind, um Proben sicher beurteilen zu können.
The overall aim of this PhD-thesis is to develop empirical probabilistic frameworks that help to quantify the impacts of temporal and spatial scale dependencies and model uncertainties of climate projections regarding precipitation-dependent parameters. The thesis is structured in four journal articles. Article one is the first study that analyzed climate projections from the spatially highly resolved regional climate model (RCM) ensemble EURO-CORDEX. Additionally, the significance and the robustness of the projected changes are analyzed, and improvements related to the higher horizontal resolution of the new data set are discussed. A major finding is, that RCM simulations provide higher daily precipitation intensities, which are missing in the global climate model (GCM) simulations, and that they show a significantly different climate change of daily precipitation intensities with a smoother shift from low towards high intensities. The second article elaborates on impacts of temporal and spatial aggregation on extreme precipitation intensities. By combining radar data with cloud observations, the different temporal and spatial scaling behavior of stratiform and convective type precipitation events can be analyzed for the first time. The separation between convective and stratiform type events also allows to quantify the contribution of convective events to the extremes. Further, it is shown that temporal averaging has similar effects on the precipitation distribution as spatial averaging. Associated pairs of temporal and spatial resolutions that show comparable intensity distributions are identified. Using precipitation data from radar observations, a gauge station network and a spatially highly resolved regional climate model, the third paper optimizes the process that finds associated temporal and spatial scales (see second article). This information is used to develop a method that adjusts point measurements to the temporal and spatial scale of a previously defined model grid. The study shows that this procedure can be used to improve bias-adjustment methods in areas with a low gauge station density. It is known that the EURO-CORDEX ensemble overestimates precipitation and shows a common cold bias in the Alpine region. The fourth article evaluates how these biases are changing the temperature distribution and the temperature dependency of precipitation-frequencies. These biases are a source of uncertainty that is not captured by the robustness tests performed in the first article. A probabilistic-decomposition-framework is developed to quantify the impact of these biases on precipitation-frequency changes and to investigate causes for the ensemble spread.
Organophosphorus flame retardants and plasticizers (OPEs) have been utilized for decades as plasticizers and, to a lesser extent, as flame retardants in various consumer products to improve their material properties. With the restriction and ban of the widely used brominated diphenyl ethers (PBDEs) by, ultimately, the Stockholm Convention due to their adverse effects on humans and the environment, the use of OPEs as replacements has increased rapidly. However, the potential adverse properties, environmental distribution and fate of OPEs are insufficiently understood. The research presented in this thesis investigated the occurrence, distribution and transport of OPEs with a focus on the coastal and estuarine environment. Due to the wide range of physicochemical properties of OPEs, the environmental fate and behaviour of OPEs was investigated over a range of compartments, starting from the atmospheric occurrence to the aquatic phase and the behaviour in sediments. The aim was to gather information on the OPE contamination situation in the coastal and estuarine environments, to identify specific contamination patterns for source assessment and to investigate the distribution behaviour of OPEs between gas- and particle-phases to evaluate their environmental transport mechanism. To achieve these scientific goals, sensitive and robust chemical analytical methods for the detection and quantification of OPEs in a variety of environmental samples using gas-chromatography coupled with tandem mass spectrometry were developed. Water samples were removed along the Elbe and Rhine Rivers to test the hypothesis of whether specific point sources, such as wastewater treatment plants, are the major input pathways for OPE contamination in rivers. A total of 65 water samples, including an intensive measurement campaign during the flood event in 2013 at the Elbe, was taken and analysed for OPEs. No obvious point sources were identified along either of the rivers analysed. No significant increase or decrease in the OPE concentrations or a change in patterns were observed over a transect of over 300 km at the Elbe, with an increase in water discharge of 2.5. This finding suggested that the OPE input in large rivers is primarily driven by diffuse sources, such as surface runoff, or by minor point sources rather than local point sources. To examine the specific pattern of OPE contamination in individual rivers and estuaries, 37 sediment samples from 8 rivers in Europe and China were analysed. With this analytical data, a fingerprint analysis of the OPE patterns identified could be conducted. All the rivers investigated in Europe displayed a very similar fingerprint, which can be explained by the common European market with consistent legislative regulations. In contrast, the fingerprint from China differed significantly from the one in Europe. For example, in China, the OPE restricted in Europe, Tris(2-chloroethly)phosphate, was found to be one of the major OPE components, while Tris(2-butoxyethyl) phosphate, a major compound in Europe, was negligible in China. The investigation showed that the fingerprinting analysis is a useful tool to identify different regions or characterize specific rivers regarding their OPE contamination. In addition, it could be shown that legislative restriction and processes have an impact on local or even EU-wide contamination patterns. At a coastal site next to the German city of Büsum, 58 air samples were taken over one year. Using the newly developed analytical method, it was possible to analyse the gas, as well as the particle phase, of the samples collected with very low detection limits for OPEs. In contrast to expectations, no annual trend in OPE concentrations, phase distributions or patterns was observed, but the investigation of the phase distribution challenged the previous scientific consensus that OPEs occur as primarily bound to particles in the atmosphere. Several compounds were detected in significant amounts in the gas phase. To validate these novel results, a model analysis based on the chemical properties of OPEs was conducted using three different phase distribution models. The results from the environmental data were strongly supported by the simulations, and the formal knowledge could be refuted. Consequently, the atmospheric transport assumptions and estimations about the long-range transport of OPEs have to be reassessed because compounds in the gas phase undergo other types of transport degradation and elimination mechanisms than particle-boundones. The novel findings presented in this thesis challenged an important aspect regarding the perceived scientific knowledge about the behaviour of OPEs in the environment and call on the scientific community to reassess the environmental behaviour of OPEs. The insights presented on the patterns highlight the impact of environmental policies and regulatory mechanisms to work towards the final goal of a good environmental status and the avoidance of adverse effects of discarded chemicals on humans and the environment.
Restoration and management of abandoned, dry continental heathland and sandy grassland communities
(2018)
Land-use changes and long-term abandonment are main drivers that change ecosystem functioning and cause biodiversity loss of many semi-natural habitats, such as heathlands and grasslands. Traditional management measures such as low-intensity grazing created these semi-open landscapes and maintained a high species richness. However, from the middle of the 19th century onwards, traditional management practices began to decline due to socio-economic changes, and large areas of heathlands and grasslands were subjected to succession and reverted to woodland. Nowadays, dry heathlands as well as dry sandy grasslands are recognized as being of high conservation value and classified as ´habitats of community interest´ (´European dry heaths´, habitat code 4030; ´Xeric sand calcareous grasslands´, habitat code *6120). Whereas heathlands in the Atlantic biogeographical region have been in the centre of interest, dry heathland communities in the Continental biogeographical region have been widely neglected, even though they comprise 30 percent of all dry heaths as well as 89 percent of all dry sandy grasslands, respectively, in Europe. Thereby, the conservation status of both habitat types is listed as unfavourable-bad across the Continental biogeographical region. Surprisingly, no detailed studies are available on cost-efficient and sustainable restoration and management schemes to successfully restore and maintain highly degraded, long-abandoned Continental heaths and sandy grasslands, and thus, to counteract the poor conservation status of the habitat types. This shows the great need for research for the Continental biogeographical region (chapter I). Thus, the present thesis provides substantial knowledge about the population dynamics of the key plant species of dry heaths Calluna vulgaris (L.) HULL (henceforth referred to as Calluna) by investigating key processes in the biology of the species as well as about the restoration and management of long-abandoned, dry Continental heathland and sandy grassland communities. In order to better understand the process of successful Continental heathland restoration, I analysed the reproductive potential (seed production, soil seed bank, and germination ability of seeds) of degenerate Calluna stands as well as the effects of single and combined management options on the generative rejuvenation (i.e., recruitment and survival) of Calluna (chapter II). The results are based on a comprehensive three-year field experiment including the management options year-round, low-intensity cattle and horse grazing, one-time mowing and one-time shallow soil disturbances combined with greenhouse investigations on the soil seed bank content and germination ability of Calluna seeds. The results showed that even after long-term abandonment, seed production of degenerate Calluna stands and the germination ability of seeds proved to be high, being similar to Atlantic heathlands, whereas the soil seed bank is considerably reduced probably due to the dry conditions in the Continental region. In addition, low-intensity grazing with free-ranging robust breeds and the combination with one-time mowing at the beginning of the restoration process is an effective means of supporting the generative rejuvenation of this key plant species in degraded Continental heaths. The second study of this thesis (chapter III) focussed on the first-year establishment of Calluna in managed and unmanaged dry heaths and heaths in mosaics with dry sandy grasslands. The germination ability of seeds of different life-history phases of Calluna was analysed to determine if the predominance of the late life-history phase restricts the rejuvenation process of this key plant species. In addition, beside effects of management measures (year-round, low-intensity grazing, one-time mowing, one-time shallow soil disturbances) I analysed the most important safe site conditions that possibly influenced the germination and the first-year survival of Calluna. The results of the study combine field experiments with growth chamber investigations. I found that life-history phase of Calluna did not significantly affect seed germination and thus, the predominance of the degenerate life-history phase does not restrict the rejuvenation process. In addition, the results of my study revealed that grazing and thus trampling intensity must be temporarily and locally enhanced at the beginning of the restoration process of highly degraded heaths to increase safe site availability for successful Calluna establishment. Thereby, shadowing is the most important safe site condition that limit Calluna recruitment and survival in the first year in both degraded heaths as well as in mosaics with sandy grasslands, since seedlings receiving full sunlight die significantly more frequently than slightly or fully shaded seedlings. In the third study (chapter IV), I investigated the impacts of year-round low-intensity cattle and horse grazing on the development of the highly competitive grass Calamagrostis epigejos (henceforth referred to as Calamagrostis), as well as the vegetation structure and plant species richness of long-abandoned but nutrient-poor dry heathland and sandy grassland communities, their mosaics and Calamagrostis stands. Finally, I assessed the local conservation status of the habitat types after seven years of grazing in comparison to long-abandoned sites. The results are based on a comprehensive field study on two spatial scales (plot-level: 25 square meters, macroplot-level: 1 ha). I found that grazing successfully reduced the coverage and prevented the further spread of Calamagrostis, while simultaneously maintained or improved characteristic species richness and vegetation structure across the different nutrient-poor vegetation types over time, and thus enhanced the local conservation status of habitat types of community interest. In conclusion, the results of my studies considerably improved the understanding of dry, Continental heathland and sandy grassland restoration and management. They provide evidence that even after long-term management abandonment, year-round low-intensity cattle and horse grazing is a suitable management tool for restoring, maintaining and even improving nutrient-poor heathland and sandy grassland communities. However, at the beginning of the restoration process, additional management measures are necessary to faster restore abandoned habitats, especially highly degraded heaths.
Die Öffnung der Universitäten in Deutschland für nicht-traditionelle Zielgruppen schafft neue Bildungsmöglichkeiten für Studienanwärterinnen und Studienanwärter mit beruflichen Vorbildungen. Eine entscheidende Funktion kommt hierbei den außeruniversitär akkumulierten Berufserfahrungen zu. Diese lassen sich mittlerweile auf Studienleistungen anrechnen. Vor dieser Ausgangslage werden Berufserfahrungen als ein in Berufsausbildung und Berufstätigkeit angeeignetes und akkumuliertes berufliches Kapital verstanden. Berufliches Kapital wird verstärkt von dieser neuen und nicht homogenen Gruppe zukünftiger Studierender als Zugangsmöglichkeit zur Universität genutzt. Zudem bieten Universitäten in wachsendem Umfang weiterbildende Studiengänge an, die den Erwerb von beruflichem Kapital synchron zum Erwerb von universitärem akademischem Kapital ermöglichen. Das Auftauchen neuer, nicht-traditioneller Studierendengruppen führt zu Veränderungen im System der Universität, auf welche die bereits etablierten Aktuere in diesem Feld, insbesondere die akademischen Mitarbeitenden, reagieren müssen. Die Dissertation untersuchte mit Hilfe eines Mixed-Method-Designs habitualisierte Verhaltens-, Denk- und Wahrnehmungsmuster von akademischen Hochschulmitarbeitenden im Hinblick auf Studierende mit beruflichem Kapital. Es wurde zum einen eine quantitative Befragung von akademischen Mitarbeitenden an einer Universität und zum anderen eine explorative qualitative Interviewstudie über akademische Hochschullehrende an insgesamt sechs deutschen Universitäten durchgeführt. Die Universiäten und Fächer in beiden Studien unterschieden sich in dem Grad, in dem die Hochschulöffnung bereits vorangeschritten war. In beiden Studien wurden geschlechtsbezogene, fachspezifische und organisationale Unterschiede analysiert, die Rückschlüsse auf den Habitus der Hochschulmitarbeitenden und deren Blick auf die (angehenden) Studierenden mit beruflichem Kapital ermöglichen. Die Analyse konnte in beiden Studien aufzeigen, dass akademische Hochschulmitarbeitende mehrheitlich Einstellungen geäußert haben, die zwischen Ambivalenz und einer ausgesprochen inklusiven Haltung gegenüber der Hochschulöffnung zu verorten sind. Durch die quantitative Studie ließ sich ermitteln, dass weibliche Befragte und Angehörige der sogennanten weichen Wissenschaften, hinsichtlich der Hochschulöffnung solche Positionen einnahmen, die durch ein hohes bzw. ein Höchstmaß an Inklusion gekennzeichnet sind. Die Auswertung der qualitativen Analyse konnte zeigen, dass Befragte, die ihrerseits offen auf die neuen Studierendengruppen zugehen, überwiegend auch eine konstruktivistische Lehr-Lern-Überzeugung haben und eine verstärkte Anwendungsorientierung in der Lehre praktizieren, organisationale Faktoren hatten hingegen einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Einstellungen und den Habitus der untersuchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.
The German energy system is under transformation. The so-called Energiewende (in English, Energy turn) relies, among other things, on renewable energies for building a more sustainable energy system. Regions (Landkreise) are one relevant level where different administrative bodies make decisions and plans both for the implementation and for the use of renewable energies. However, in order to realize the goals of the Energiewende, developments in the wider society are necessary. This is why, scientific research can and should foster such developments with more research on the social aspects of energy-related topics. The present work contributes to the understanding of transition processes towards a sustainable use of regional renewable energy by focusing on the role of contextual conditions, practical experiences, and temporal dynamics in the implementation and use of renewable energy in German regions. In this way, this work wants to contribute fostering the development of regional energy transition strategies for the realization of the Energiewende. The conceptual background for this piece of transformation research lies in three bodies of literature dealing respectively with transitions of socio-technical systems, transformations of socioecological systems, and time ecology. From a critical engagement with this literature, three main results have emerged. First, an evidence-based, spatially distinct analysis of contextual conditions for the use of renewable energy in all German regions has resulted in the identification of nine types of regions, so-called energy context types. Second, empirical research on practices in regional settings learned from the knowhow of actors from regional administration has shown that political and economic conditions are crucial as well as that process management, exchange, and learning are helpful for renewable energy implementation. Third, conceptual work about a deeper understanding of the temporal dimensions of transformation processes has made it possible to point out a three-step approach to include temporal dynamics into sustainability transformations management - the time-in-transformations-approach. The literature suggests that regions need to be treated individually; but developing an energy transition strategy for each region individually would be extremely resource intensive. Overall, my work outlines a compromise for a more efficient approach towards regional energy transition strategies which still considers the individuality of regions. As a result, I suggest to develop generic regional energy transition strategies that are adapted to each of the nine energy context types of German regions, that include the experiences of practitioners, and that consider temporal dynamics of transformation processes. Transdisciplinary research is a promising approach to meet many of the challenges for the realization of the Energiewende. A transdisciplinary steering board on the national level could create generic regional energy transition strategies that guide the energy transition and give clear goals and orientation for the realization of policies on the lower levels. On the regional level, these strategies would need to be adapted with regard to each region´s situation. Relying on the results of my research, I conclude that this could also be informed through transdisciplinary processes.
