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Development and Application of a Classification System for Undisturbed and Disturbed Tropical Montane Forests Based on Vegetation Structure
(2002)
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Axel Paulsch
- Classification of the vegetation was a central part of a DFG-financed analysis of undisturbed and disturbed montane rain forest ecosystems in Southern Ecuador. The aim of the study presented here was the development and application of a classification system based on structural characters for both, undisturbed and disturbed forests. In an altitude between 1570 m a.s.l. and 3100 m a.s.l. 139 plots of 20 m x 20 m were established and the abundance of 151 structural parameters was quantified per tree stratum. Cluster analysis allowed grouping of the 139 plots into 14 groups, called structural forest types. These types were: Secondary growth after road construction, Secondary growth after landslide, Plantation of Pinus patula, Forest on edges of natural gaps, Secondary ravine forest, Ravine forest under human influence, Primary ravine forest at lower altitude, Primary ravine forest at higher altitude, Microphyll ridge forest, Mesophyll ridge forest, Macrophyll ridge forest, and megaphyll ridge forest. Two forest types were investigated outside the closer investigation area and were classified as Secondary forest in Mindo and Primary forest in Cajanuma. Primary forest types were only found south of the Rio San Francisco, whereas on the northern side in a matrix of pastures and farmland only plan-tations and secondary vegetation along ravines could be detected. In the area of primary forest, a primary ravine forest type of lower altitudes turned into a type of higher altitudes around 2100 m a.s.l. in ravines. Both types were characterised by comparably great tree heights and wide stem diameters. On ridges, three types of ridge forest coexisted in the lower part until microphyll ridge forest dominated in altitudes above 2200 m a.s.l.. Timberline was reached at 2650 m a.s.l. on the eastern side of the cordillera, at approximately 3000 m a.s.l. on the western side in Cajanuma. Decreasing canopy height on ridges could be explained by water stress in wind exposed sites and unfavourable N-mineralisation conditions (due to decreasing pH, profile depth, raising C/N-values, and water stagnation with increasing altitude). Secondary forest types were characterised by human influence (felling of emergent trees), pioneer vegetation and high abundance of connecting elements like lianas and bamboo. The structural forest types could be integrated into accepted schemes of altitudinal zonation of the Andean vegetation without contradiction, but allowing a further distinction of the zone under investigation. Frequency analysis and calculation of correlation between variables allowed the reduction of the catalogue from 151 to 104 structural parameters by excluding variables that did not contribute to the clustering. This exclusion did not alter the result of the cluster analysis. On the basis of the reduced catalogue a key to the 14 structural forest types was developed. This key was applied to 100 plots of 10 m x 10 m in a parallel study of other project participants investigating the distribution of hummingbird-visited plants. Distribution patterns of this functional group could be related to the structural forest types. Recent investigations of bird and moth communities will also be tested for functional relationships.
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Flächenhafte Schätzung mit Classification and Regression Trees und robuste Gütebestimmung ökologischer Parameter in einem kleinen Einzugsgebiet
(2002)
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Marco Patrick Schillinger
- Simulationsmodelle ökologischer Prozesse erlangen zunehmende Bedeutung als wissenschaftliche Entscheidungsgrundlage der öffentlichen Verwaltung und der Politik. Für die Anwendung flächenhafter Prozess- und Simulationsmodelle sind hierfür zuverlässige Eingangsinformationen bereit zu stellen. Komplexe Eingangsvariablen lassen sich teilweise nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand durch flächenhafte Aufnahmen und Messungen, z. B. mit Fernerkundungsverfahren ermitteln. Ihre räumliche Bereitstellung ist nur mit Hilfe von Schätzverfahren möglich. Manche Variablen lassen sich nicht mit modernen Interpolationsverfahren, wie z. B. Kriging-Verfahren schätzen, da die Werte keinen räumlichen Zusammenhang aufweisen. In diesem Falle können jedoch andere flächenhaft ermittelbare Variable, die mit der gesuchten Variable in einem kausalen Zusammenhang stehen, als Hilfsvariable für eine räumliche Schätzung auf Grundlage von Punktmessungen dienen. Messungen in den experimentellen Geowissenschaften sind trotz größter Sorgfalt mit Fehlern behaftet. Hierbei handelt es sich sowohl um Rundungs- und gerätebedingte Messungenauigkeiten als auch um extreme Werte. Robuste statistische parametrische Verfahren sind in der Lage, mit beiden Fehlertypen zurecht zu kommen. Bislang gehen fast alle vorhandenen Gütemaße von fehlerfreien Messwerten aus. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Gütemaße integrieren robuste Verfahren und führen so zu Gütemaßen, die gegenüber beiden Fehlertypen robust sind. Classification and regression trees (CART) stellen ein Verfahren dar, mit dem sowohl nominalskalierte als auch stetige Zielgrößen auf der Basis von erklärenden Variablen geschätzt werden können. Dabei können die erklärenden Variablen unterschiedlichen Skalentypen angehören. Die classification and regression trees lassen sich leicht interpretieren und für die Klassifizierung neuer Objekte verwenden. Am Beispiel des 6,3 km2 großen Einzugsgebiets "Weiherbach" im Kraichgau wird die flächenhafte Schätzung mit Hilfe von regression trees exemplarisch für die Variablen Nitratgehalt im Boden und Korngrößenfraktionsanteile des Bodens dargestellt. Die Ergebnisse werden mit Hilfe der weiter entwickelten Gütemaße charakterisiert und mit den Ergebnissen einfacher Referenzschätzverfahren verglichen. Es zeigt sich, dass bei beiden Zielvariablen die Schätzung mit einem regression tree den Referenzschätzverfahren hinsichtlich den meisten Gütemaßen mindestens ebenbürtig, wenn nicht überlegen ist. Die Schätzungen mit Hilfe der regression trees zeichnen sich bei beiden Zielvariablen insbesondere durch einen deutlich geringeren Bias und eine geringere maximale Schätzabweichung aus. Bei der Schätzung der Korngrößenfraktionsanteile lässt sich beim CART-Verfahren gegenüber einem von Weiblen (1997) beschriebenen Verfahren ein stärkerer linearer Zusammenhang zwischen den gemessenen und den geschätzten Werten feststellen. Robuste Gütemaße ergänzen den Kanon bisher vorhandener Gütemaße und ermöglichen eine differenziertere Beschreibung der Qualität der Schätzungen. Insbesondere die robusten Versionen der core-Gütemaße sind zur Formulierung von Mindestanforderungen geeignet. Es zeigt sich, dass weniger die Schätzverfahren, als vielmehr die qualitative und quantitative Datengrundlage die Grenzen der Leistungsfähigkeit moderner Regionalisierungsverfahren darstellen.
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Konzeption von Regionalmanagement als Instrument der Landesentwicklung: Formulierung eines Politikprogramms dargestellt am Beispiel Bayern
(2002)
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Frank Obermaier
- Die Aufgaben räumlicher Politikbereiche gewinnen einen mehr und mehr handlungs-orientierten Charakter. Maßnahmen zur räumlichen Entwicklung erschöpfen sich nicht mehr allein in der Aufstellung von Programmen, Plänen und Entwicklungskon-zepten, sondern erweitern ihren Spielraum um die Umsetzung dieser Vorgaben in konkrete Projekte auf der unmittelbaren räumlichen Ebene der Regionen. Mit dieser verstärkten Handlungsorientierung ändern sich auch die Aufgabenbereiche der räumlichen Planung um die Aspekte des Regionalmanagements. Im Rahmen dieser Arbeit wird untersucht, wie Regionalmanagement als Programm der Landesentwick-lung im Freistaat Bayern gestaltet werden kann. Unter Rückgriff auf die Aussagen der policy-Forschung liegt die Intention der Arbeit darin, noch vor der Implementation Aussagen über die Programmgestaltung zu erarbeiten; eine notwendige Vorstufe vor der Implementation, die in bisherigen Arbeiten zu diesem Thema mehr oder weniger konsequent berücksichtigt wird. Diskutiert werden Programmformulierung und Implementation als Phasen des Poli-tikprozesses, die im Hinblick auf die Wirkungsweise politischer Programme geeignet zu verknüpfen sind. In diesem Zusammenhang ist auf die Bedeutung von Implemen-tationsträgern und -akteuren im Rahmen der Verknüpfung der Phasen hinzuweisen. Die zentrale These lautet daher, dass die für die Implementation des politischen Pro-gramms "Regionalmanagement" notwendigen Akteure, in diesem Falle die staatliche Ebene als Implementationsträger und Kommunen, Landkreise, regionale Planungs-verbände u.a. als mögliche Implementationsakteure bereits intensiv in die Phase der Programmformulierung einzubinden sind, um Regionalmanagement als politisches Programm implementationsfähig zu formulieren. Diesen Überlegungen folgend wer-den die Implementationsträger und -akteure während der Erarbeitung des Politikpro-gramms Regionalmanagement an geeigneten Stellen beteiligt. Die Frage, wie Regionalmanagement in verschiedenen europäischen Ländern ein-schließlich deutscher Bundesländer behandelt wird, zeigt, dass es keinen allgemein-gültigen Weg der Gestaltung von Regionalmanagement gibt. Zusammenfassend er-weisen sich kleinräumige Beispiele zwar als effiziente, querschnittsorientiert agieren-de und räumlich fest verankerte Modelle, allerdings mit hohen Abhängigkeiten von externen Finanzierungsquellen. Eine regionale Eigenfinanzierung ist demnach als mittel- bis langfristiges Ziel nach einer staatlichen Anschubleistung anzustreben. Die Rolle staatlicher Instanzen in regionalen Entwicklungsprozessen ist nach dem Stich-wort der "kommunal-staatlichen Partnerschaft" als partnerschaftlich, unterstützend und motivierend einzustufen. Die Analyse der bayerischen Regionalmanagement-Ansätze zeigt einmal mehr, dass Regionalmanagement auf der regionalen Ebene verankert sein muss. Gleichfalls ist aber auch die Verbindung zu Staatsministerien ein wichtiger Erfolgsfaktor, was für eine kommunal-staatliche Partnerschaft spricht. Weiterhin wird deutlich, dass Regionalmanagement nur funktionieren kann, wenn die dazu notwendigen Kompetenzen und finanziellen Ressourcen gesichert sind. Erst langfristig tragfähige Einrichtungen, die entsprechende Erfolge vorweisen und sich dadurch als Dienstleister für die Region ausweisen können, verhelfen dem Regio-nalmanagement zur notwendigen Akzeptanz und Leistungsfähigkeit. Eine strukturell-institutionelle Sichtweise für ein Regionalmanagement-Modell erwies sich in einer Gruppendiskussion mit den Implementationsträgern und -akteuren als nicht praktikabel. Vielmehr wurde für eine "funktionale" Betrachtungsweise plädiert. Mit einer funktionalen Betrachtungsweise wird Regionalmanagement institutionell freigestellt und die Vielfalt der Ansätze betont, bei gleichzeitiger erhöhter Umset-zungs- und Projektorientierung der Planungsebenen. Die Bilanzkonferenz 2000 zeigte mit ihrer "Aschaffenburger Erklärung" der bayerischen Räume mit Manage-mentstrukturen, dass der Vorschlag einer bayernweiten Dienstleistungseinheit - der Kern der Programmgestaltung - auch von Implementationsakteuren und -trägern unterstützt wird. Die empirische Vorgehensweise mit der Darstellung von good practices erlaubt den Einbezug von Erfahrungswissen in eine erste Formulierung des Politikprogramms Regionalmanagement. Die aktive Mitarbeit von Implementationsträgern und -akteuren erweist sich als vorteilhaft im Hinblick auf eine implementationsfähige For-mulierung des Politikprogramms Regionalmanagement. Schließlich führte diese Mit-arbeit auch zu einer hohen Akzeptanz, was sich in erster Linie in der Forderung nach der empfohlenen Dienstleistungseinheit in der Aschaffenburger Erklärung zeigte.
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Fortschritte - Land-Stadt-Wanderung von Frauen in Tansania
(2002)
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Verena Knippel
- EXPLOSIONSARTIGE STADTENTWICKLUNG UND UNSICHTBARE MIGRANTINNEN Die Stadtentwicklung Tansanias ist in dreifacher Weise interessant: Die Anti-Urbanisierungspolitik Nyereres wurde weltbekannt und konnte doch weder eine der höchsten Stadtwachstumsraten weltweit verhindern, noch dass Daressalaam sich zu einer Primatstadt mit den typischen Problemen entwickelte. Seit den siebziger Jahren stellen Frauen die Mehrheit der Migranten, doch in Literatur und Diskussion sind sie 'unsichtbar' geblieben. Diese Studie will Gründe und Auswirkungen der Land-Stadt-Wanderung von Frauen erklären. Für ein Verständnis des Migrationsprozesses werden sowohl Trends auf nationaler Ebene als auch individuelle Strategien analysiert. Die Arbeit gliedert sich in drei Teile: Theorie und Methodik für Frauen-, Entwicklungs- und Migrations-forschung, Literaturstudie zu Frauenalltag und -migration in Tansania und Feldstudie mit Migrantinnen in Daresalaam. Letztere stützt sich auf eine Befragung von 302 Frauen an ausgewählten Wohnorten und Arbeitsplätzen zwischen 1993 und 1995, sowie 50 biographische Interviews und eine Reihe von Expertengesprächen. WIRTSCHAFTLICHE ODER SOZIALE WANDERUNGSGRÜNDE? Im Zuge verbesserter Schulbildung gewinnen wirtschaftliche Motive auch für Frauen rasch an Bedeutung. Darüber hinaus gibt es frauenspezifische Wanderungsmotive, etwa Heirat oder Mitarbeit im Haushalt von Verwandten in der Stadt. Die Situation auf dem Land ist von Diskriminierung beim Zugang zu Land und anderen Ressourcen, traditionellen Rollenzuweisungen und hoher Arbeitsbelastung sowie der Abwanderung der Männer geprägt, was zur Suche nach Alternativen führt. Frauen wachsen traditionell als zukünftige Migrantinnen auf: die Familienfelder werden den Brüdern vererbt, da sie nach der Heirat ins Dorf des Ehemannes ziehen. Der Besuch der Sekundarschule setzt ebenso einen Umzug voraus, wie die übliche Mithilfe im Haushalt von Verwandten in der Stadt. Nach einem Stadtaufenthalt ziehen die meisten Frauen aus dem Dorf weg. Die Migrationsgründe liegen weder in der Stadt noch auf dem Land, sondern im Lebenslauf. UNABHÄNGIGE MIGRATION ODER 'FAMILIENUNTERNEHMEN'? Migrantinnen sind heute besser informiert und entscheiden selbst, während ältere Frauen gerne berichten, sie seien 'wie Gepäck' mitgebracht worden. Eine wachsende Anzahl alleinstehender Frauen zieht selbständig und unabhängig in die Stadt. Die Unterstützung der Familie spielt doch weiterhin eine wichtige Rolle bei der Bezahlung der Fahrt und der ersten Unterkunft in der Stadt bei Verwandten, und ermutigt Kettenmigration. Der Umzug in die Stadt ist häufig als Besuch angelegt, wird meist ohne Gepäck unternommen. Die Wanderungsentscheidung wird weniger vor der Abreise getroffen sondern wiederholt in der Stadt - gegen eine Rückkehr ins Dorf. WERDEN MIGRANTINNEN ZU STÄDTERINNEN? Die meisten Frauen bewerten die Migration positiv und bewältigen den städtischen Alltag mithilfe von informellen Einkommen und Nachbarschaftshilfe. Doch sie unterhalten enge Beziehungen mit der Familie im Heimatdorf. Die Wanderung ist nicht der Versuch, familiären Verpflichtungen zu entkommen, sondern sie besser erfüllen zu können. Der Unterschied zwischen Stadt- und Landleben wird mit der Dominanz der Geldwirtschaft (und den damit verbundenen Chancen und Risiken) einerseits und der Subsistenzlandwirtschaft und Grossfamilie andererseits beschrieben. Viele betonen, dass es auf dem Land 'keinen Fortschritt' gebe: 'wenn du es zu etwas bringen willst, musst du in die Stadt'. Maendeleo (Swahili: Entwicklung, Fortschritt) ist das wichtigste politische Idiom seit der Unabhängigkeit und ein wichtiges Leitbild für Migrantinnen. Die Mehrheit bevorzugt Daressalaam als Wohnort für die nähere Zukunft, doch viele möchten im Alter ins Dorf zurückzukehren. Der Plan ist, Geld für den Hausbau zu verdienen, und dadurch im Kreis der Familie und gleichzeitig unabhängig leben zu können. Migration ist eine Strategie zur Verbesserung der Lebensbedingungen, Daressalaam ist der Ort 'zum Arbeiten aber nicht zum Leben'. SIND FRAUEN URBANER ALS MÄNNER? Die Situation ist paradox: die Land-Stadt-Wanderung von Frauen wird gleichzeitig besonders gefördert und verurteilt. Frauen haben mehr zu gewinnen, Einkommen und Unabhängigkeit, doch sie sehen das Stadtleben kritisch und kennen die Risiken. Selbst wenn es Verantwortung für die Versorgung der Familie ist, die Frauen aus dem Dorf treibt, werden sie in der Stadt nicht mit Respekt empfangen. Die massenweise Migration von Frauen wird unterschätzt, missverstanden und mit sozialen Problemen wie Prostitution gleichgesetzt. Dies erschwert auch die Rückwanderung. Für die Situation von Frauen in Tansania sowie die zukünftige Stadtentwicklung ist es wichtig, Migration als Streben nach Fortschritt und Teil einer städtischen Strategie zu verstehen
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Bilanzierung und Biomonitoring von Trifluoracetat und anderen Halogenacetaten
(2002)
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Eugen Christoph
- FCKW-Ersatzstoffe wie HFC 134a und die HCFC´s 123 und 124 sind teilhalogenierte Ethane. HFC 134a (1,1,1,2-Tetrafluorethan), zum Beispiel, hat eine atmosphärische Lebensdauer von etwa 15 Jahren. Es wird überwiegend in der Troposphäre bis zu 30% zu TFA abgebaut. TFA ist ökotoxikologisch von Bedeutung, selbst wenn seine Toxizität nur als relativ gering eingeschätzt wird, da es vollkommen persistent ist. Auch andere luftgetragene C2-Halogenkohlenwasserstoffe werden zu atmosphärischen halogenierten Essigsäuren abgebaut. Halogenacetatgehalte liegen in der globalen Atmosphäre im ppt-Bereich, im Regen im ppb-Bereich, und in höheren Pflanzen im unteren ppm-Bereich. Diese Konzentrationen liegen um ein Vielfaches höher als durch die bekannten Quellen erwartet werden könnte. Andere Quellen, seien sie anthropogenen, geologischen oder biologischen Ursprungs, müssen dafür in Betracht gezogen werden. Monofluor- (MFA), Monochlor- (MCA), Monobrom- (MBA) und Trichloracetat (TCA) sind für ihre relativ hohen Toxizitäten bekannt. Zur Bestimmung der Halogenacetat-Gehalte in verschiedenen Umwelt-kompartimenten, werden die Halogenacetate nach einer Flüssig/Flüssig-Extraktion zu Pentafluorphenylethylestern derivatisiert und mit GC-NCI-MS (Gaschromatographie gekoppelt an Massenspektrometrie mit Negativ-Ionen chemischer Ionisation) bestimmt. Zur sicheren Anwendung der vorhandenen Methode auf verschiedene Boden-Matrizes, wurde die Probenaufarbeitung und Spurenanalytik der Halogenacetate weiterentwickelt, indem nach Aufschluss und Auslaugen des Bodens eine Abfolge pH-abhängiger Flüssig/Flüssig-Verteilungen als Probenaufreinigungsschritte vorgeschaltet wurde. Zur Bilanzierung der Summe des gesamten TFA-Eintrages in Bayern, wurden von Oktober 1997 bis Juli 1999 Fichtennadel-Proben gesammelt und analysiert. Die Auswahl der Probenahmeorte erfolgte hinsichtlich ihrer klimatischen Eigenschaften und ihrer Entfernung zu vermuteten TFA-Quellen (Müllverbrennungsanlagen, Aluminiumhütten). Ergebnisse aus vorangegangenen Studien, dass TFA-Gehalte in Fichtennadeln in direkter Abhängigkeit zur örtlichen Besiedelungsdichte stehen, konnten bestätigt werden. Ein weiterer Anstieg der TFA-Gehalte in Fichtennadeln gegenüber früherern Studien war festzustellen. Die Gehalte der übrigen Halogenacetate blieben auf einem im Vergleich zu den 80er Jahren niedrigerem Niveau. Außerdem wurden Wasserproben von bayerischen Flüssen, Seen und Niederschlägen untersucht. Der Niederschlag hatte im Mittel einen TFA-Gehalt von 80 ng/L. Der Main erwies sich mit im Mittel 220 ng/L bei Aschaffenburg als der am höchsten mit TFA belastete Fluss in Bayern. Die anderen bayerischen Flüsse hatten im Mittel einen TFA-Gehalt von 110 ng/L. Die TFA-Bilanz in Bayern ergab zu 46% Stoffeintrag über nasse Deposition und 10% durch den Import mit Flusswasser. Die restlichen 44% Stoffeintrag wurden der direkten Einleitung von mit TFA kontaminierten Abwässern zugeschrieben. TFA-Pufferzonen in Bayern, wie Grundwasser und Biomasse, ergaben einen Anteil von jeweils 14% (Eintrag und Austrag) in Relation zu der Gesamtaustragsmenge durch den Export mit Flusswasser. Zur Überprüfung, ob TFA-Quellen mit der industriellen Dichte bestimmter Standorte korrelieren, wurde ein spezielles Monitoring-Programm zur TFA-Bestimmung in Schnee im Bereich Nürnberg-Fürth-Erlangen durchgeführt. Bis zu fünffach höhere TFA-Konzentrationen als in Proben von industriefernen Standorten wurden in Proben in der Nähe von Industriestandorten festgestellt, die zum Bereich Maschinenbau zählen. 1999 wurde in der Schweiz ein Monitoring an Koniferennadeln durchgeführt. Sehr hohe TFA-Gehalte (bis über 1900 ng/g) wurden bei Koniferen aus dem industriereichen Rhonetal bei Visp und Lens gefunden. Die Emissionen der in der Nähe gelegenen chemischen Industrie können zu diesen Gehaltsspitzen geführt haben. Die Gehalte der chlorierten Acetate lagen im Bereich derer in bayerischen Fichtennadeln. In Finnland wurde 1999 ein Monitoring an Kiefernnadeln durchgeführt. Die Gehalte der chlorierten Halogenacetate lagen grundsätzlich höher als die in bayerischen oder schweizerischen Koniferennadeln. Zu dieser Beobachtung gelangte man auch schon in früheren Studien. Verantwortlich dafür könnte ein höherer Gehalt an atmosphärischen Vorläufersubstanzen der Chloracetate aufgrund der klimatischen Bedingungen in Finnland sein. Zur Klärung der Frage ob TFA rein anthropogenen Ursprungs ist, wurden 1998/99 Tiefenprofile bezüglich des Alters und der TFA-Gehalte im Wasser des Mittelatlantik und des Antarktischen Ozeans bestimmt. Die Untersuchungen ergaben ein mit der Tiefe ansteigendes Altersprofil (von wenigen Jahren an der Oberfläche bis zu >60 Jahren in einer Tiefe von über 4000 m) und demgegenüber eine annähernd homogene Verteilung von TFA mit etwa 200 ng/L, also auch in Meereswasser, welches nicht unter anthropogenen Einfluss stand. Eine Hochrechnung auf die Weltmeere ergab 268 Millionen Tonnen TFA. Emissionen aus geologischen oder biologischen TFA-Quellen müssen über einen großen Zeitraum dazu geführt haben. Meerwasser des Mittelmeeres bei Milos wurde in unmittelbarer Umgebung von hydrothermalen Quellen mit Fluorid-Emissionen auf seine TFA-Gehalte analysiert, da diese als geologische Quellen für TFA denkbar wären. Es konnte keine Erhöhung der TFA-Gehalte durch die hydrothermale Aktivität nachgewiesen werden. Zusammenfassend lässt sich für TFA schließen, dass die Quellen der gefundenen Konzentrationen in der globalen Umwelt in zwei Kategorien eingeteilt werden können: (a) im Niederschlag, in Oberflächenwasser und in Koniferennadeln scheint TFA weitgehend aus anthropogenen Quellen wie Fluorpolymer-Thermolyse und Emissionen chemischer Industrie zu stammen, woran die Freisetzung von HFCs wahrscheinlich nur einen geringen Anteil hat; (b) im Wasser der Ozeane stammt es hauptsächlich von bis jetzt unbekannten natürlichen Quellen. TFA akkumuliert in den Ozeanen, die die letzten Senken dieser stark hydrophilen, vollkommen persistenten Chemikalie darstellen.
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Characterisation of Schwertmannite - Geochemical Interactions with Arsenate and Chromate and Significance in Sediments of Lignite Opencast Lakes
(2002)
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Simona Regenspurg
- Fe(III) oxyhydroxysulfate schwertmannite [idealised formula: Fe8O8(OH)6SO4], frequently precipitates as a product of sulphide weathering in acidic, sulfate-rich waters. In order to investigate the environmental importance of schwertmannite, geochemical and mineralogical methods were applied in field- and laboratory-experiments. Thereby this thesis focussed on two consequential questions: The first (1) was if schwertmannite could enrich toxic compounds and therefore act as a sink in natural systems. By means of the anions arsenate and chromate, the uptake capacity by adsorption or substitution and consequential changes in crystal structure were characterised. Additionally, a possible re-mobilisation of these compounds was investigated because the metastable schwertmannite easily dissolves or transforms into other minerals. Predominantly, experiments with synthetically produced schwertmannite took place. The other main focus (2) comprised examinations of schwertmannite formation in the chemical environment of acidic lignite mining opencast lakes. Thereby its importance as pH-buffer, its formation probability and its variation by ageing were to be characterised. (1) Schwertmannite, as contained in precipitates of former ore mines, featured high amounts of As (up to 6700 ppm) and Cr (up to 800 ppm). Since there was hardly any detection of these elements in the corresponding drainage waters, the hypothesis arose that schwertmannite acts as a scavenger for these compounds. Assuming that in the redox environment of schwertmannite formation, As and Cr are mostly present in their highest oxidation-level (as arsenate and chromate) these anions were used for coprecipitation, adsorption- and stability-investigations with schwertmannite, to characterise its geochemical interactions. Synthesis (coprecipitation) experiments proved that schwertmannite, normally containing 12 to 14 wt.-% sulfate (both, structurally and adsorptively bound), incorporates up to 10.4 wt.- % arsenate and up to 15.4 wt.-% chromate. While the complete substitution of sulfate by chromate was possible without substantial variation of the crystal structure, the incorporation of arsenate only took place in presence of sulfate or chromate. Oxyanion uptake resulted in an advanced stability of schwertmannite as confirmed in long-term experiments at constant pH. This means that the transformation (due to ageing) to the mineral goethite, as well as mineral dissolution as a consequence of acid addition, was decelerated and toxic compounds were released in lower concentrations compared to sulfate. (2) The chemical environment in opencast lakes of lignite mining frequently shows optimal requirements for schwertmannite formation. Hydrochemistry of surface waters, as well as the sediment composition and partly the colloids were examined in 18 acidic mining lakes (AML) located in Germany. To predict the formation of solid phases in the lakes, chemical processes were modelled by equilibrium calculations. Surface-water composition served as input for calculations of chemical reactions (“PhreeqC”). It was shown that this mineral is the Fe(III)-controlling phase which is in a redox equilibrium with most surface waters. Geochemical analysis of sediment proved that schwertmannite is the primary mineral forming in the AML. It was supposed that a steady supply of Fe(II) into the O2-rich lake provokes schwertmannite precipitation as a consequence of Fe(II) oxidation. The associated release of protons debases the pH of lake water to a value of ~ 3. Further acidification results in mineral dissolution, a reaction which is associated with a release of hydroxide. Therefore, the cycle of precipitation and mineral dissolution adjusts the pH in the AML to a constant value and schwertmannite acts as pH-buffer. The orange-coloured layer at the sediment-water interface of AML, mostly consists of schwertmannite and goethite. It was shown (in ML 77) that with increasing depth the proportion of schwertmannite to goethite decreases. Due to the thermodynamic instability of schwertmannite with respect to goethite, schwertmannite transforms by time (or sediment-depth). Enhanced ageing can be achieved by increasing pH as demonstrated in a stability experiment (1 year) with schwertmannite between pH 3 and 7.
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Der Ansatz der Lernenden Region in der Stadt- und Regionalentwicklung – dargestellt am Beispiel der Übertragung des Stadtmarketinggedankens auf ausgewählte Städte in Transformationsländern
(2002)
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Patricia Schläger-Zirlik
- Ausgangspunkt der Überlegungen ist der Bedeutungsgewinn von ‚Lernen‘ in allen gesellschaftlichen Bereichen. Der Ansatz der Lernenden Region - ein transdisziplinäres Konzept das auf Erkenntnissen der Entwicklungspsychologie, der Soziologie und der Betriebswirtschaftslehre basiert - bringt die Bedeutung dieser Überlegungen für die Regionalentwicklung zum Ausdruck. Der Ansatz der Lernenden Region reiht sich ein in die Modelle endogener Konzepte, wo an Stelle außengesteuerter hierarchischer, subventions- und interventionsgeprägter Programme die regionalen Akteure selbst den Wandel in ihrer Region gestalten. Im Kern setzt dieser Ansatz auf die Förderung von intraregionaler Zusammenarbeit, Vernetzung und Kooperation, um lokalspezifisch problemadäquate Lösungsstrategien zu entwickeln. D.h. es geht darum, die vorhandenen regionalen Potentiale optimal zu nutzen. Die dazu notwendige Stärkung ihrer Handlungskompetenz (personale, soziale, methodische und fachliche Kompetenzen) baut auf der Existenz von Lernprozessen auf. Ziel und Fragestellung dieser Arbeit ist jedoch nicht die Bewertung des Ansatzes der Lernenden Region als regionalpolitisches Instrument, sondern vielmehr die in diesem Ansatz enthaltenen Aspekte des Lernens und die Erarbeitung von Möglichkeiten der Messung bzw. Beobachtung von Lernen im regionalen Kontext. Die vorliegende Untersuchung geht der Frage nach, wie Lernen in sozialen Systemen funktioniert, wie Lernen bzw. Lernprozesse innerhalb (regionaler) Systeme festgestellt und erfasst werden können und welche institutionalen und situationalen Bedingungen ein Lernen im regionalen Kontext beeinflussen. Empirisch untersucht werden diese Fragestellungen anhand der Beobachtung von (Lern-) Prozessen, die im Projekt INTERREG II C (96/C200/07) „Stadtmarketing als innovative Strategie der Stadtentwicklung in Mittel- und Osteuropa“ abgelaufen sind. In dem Forschungsprojekt, das der Lehrstuhl Wirtschaftsgeographie und Regionalplanung der Universität Bayreuth gemeinsam mit den Geographischen Instituten der Universitäten Bratislava / Slowakei, Maribor / Slowenien, Pécs / Ungarn und Plzeñ / Tschechische Republik durchgeführt hat, sollte das Instrument „Stadtmarketing“ in den vier genannten Städten eingeführt werden. Es wird davon ausgegangen, dass die Einführung eines Stadtmarketing in Städten in Transformationsländern auf Lernprozessen basiert. Annahme ist, dass ein ganzheitliches Stadtmarketing bei idealtypischem Verlauf geeignet ist, Lernprozesse in einem System Stadt in Gang zu setzen. Einerseits bedeutet die Einführung eines Stadtmarketing Veränderungen in den organisatorischen Abläufen innerhalb einer Stadt, die erst ‚gelernt‘ werden müssen. Außerdem ist ein Stadtmarketingprozess an sich konzeptionell auf Lernen angelegt und angewiesen; zum dritten erlaubt die parallele Projektdurchführung in fünf Städten mit permanentem Erfahrungsaustausch ein ‚Lernen-von-anderen‘ bzw. Miteinander-Lernen‘ und einen direkten Vergleich der unterschiedlichen Verläufe. Unter Rückgriff auf die Erkenntnisse der Lerntheorie werden drei Ebenen ermittelt, in denen Lernprozesse ablaufen können; die Einführung des Stadtmarketing in den einzelnen Städten wird auf diesen drei Ebenen betrachtet: - auf der Mikro-Ebene, d.h. den direkten Projektteilnehmern im Hinblick auf individuelles Lernen, - auf der Meso-Ebene, d.h. den Arbeitsgruppen im Rahmen eines ganzheitlichen Stadtmarketingprozesses im Hinblick auf kollektives Lernen, - auf der Makro-Ebene, d.h. der Ebene der Stadt, inwieweit es zu einer Vernetzung unterschiedlicher Arbeitsgruppen kommt, und inwieweit der Stadtmarketinggedanke tatsächlich Eingang in die Entscheidungsmechanismen findet. Aus den Erfahrungen im INTERREG-Projekt können jedoch verschiedene Aspekte genutzt werden, bestimmte Erfolgsfaktoren bei der Induzierung von regionalen Lernprozessen in die Überlegungen mit einzubeziehen. Dass die festgestellten Lernprozesse in den empirischen Fallbeispielen durchwegs gering waren, liegt sicher auch darin begründet, dass ein Großteil der im folgenden dargestellten ‚Erfolgsfaktoren‘ für Lernprozesse in den untersuchten Städten nicht oder nur bedingt vorhanden waren. Die Bedeutung dieser Ergebnisse könnte darin bestehen, diese Kriterien als Prüfsteine für die Gestaltung von (regionalen) Lernprozesse in die Überlegungen mit einzubeziehen. In Anbetracht der gegenwärtigen Herausforderungen, vor denen Städte und Regionen im sich verschärfenden Wettbewerb stehen, wird ihrer Lernfähigkeit zukünftig wachsende Bedeutung zukommen.
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Diversität von Geometriden (Lepidoptera) und Gefäßpflanzen entlang von Habitatgradienten am Südwest-Kilimanjaro
(2003)
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Jan C. Axmacher
- Auf 63 Untersuchungsflächen am Südwesthang des Kilimanjaro wurden Zusammenhänge zwischen der Geometriden-Diversität und floristischer Diversität, Vegetationsstruktur und abiotischen Faktoren untersucht. Besonderes Interesse galt der Bergwaldregeneration, die auf 16 Flächen zwischen 2000 und 2350 m Höhe untersucht wurde. Entlang eines Höhentransektes, das sich vom unteren Kulturland bei 1200 m durch die Bergregenwaldstufe bis in die Ericaceenstufe in Höhen von 3700 m erstreckte, wurde die Änderung der Lebensgemeinschaften in Abhängigkeit von Höhenlage und Nutzungsintensität erfasst. Der Fang der Geometriden erfolgte an Leuchttürmen zwischen 19 und 22 Uhr, im zentralen Untersuchungsgebiet auch mit sieben automatischen Lichtfallen. Zum Anlocken der Falter wurden 15 W- Schwarzlichtröhren verwendet. Um die Leuchttürme herum wurden 400 m2 große Untersuchungsflächen ausgewiesen, auf denen alle Gefäßpflanzen nach Schichten getrennt erfasst und die Vegetationsstruktur aufgenommen wurde. Im zentralen Untersuchungsgebiet wurden an Leuchttürmen in 59 Fängen 118 Morphospezies und 2603 Falter aus der Familie Geometridae gefangen, mit den weniger effektiven Lichtfallen in 203 Fängen 77 Morphospezies und 662 Individuen. Die auf den zentralen Untersuchungsflächen aufgenommenen höheren Pflanzen verteilten sich auf 44 Familien und 98 Morphospezies. Die Artenzusammensetzung der Geometridenzönosen wie auch der Gefäßpflanzen änderte sich im Regenerationsverlauf. Die Artenzahl der Gefäßpflanzen nahm auf den Flächen insgesamt, in Baum-, Strauch- und Krautschicht, der Gruppe der Epiphyten und in den artenreichsten Pflanzenfamilien im Regenerationsverlauf von großen Lichtungen über junge und alte Sekundärwälder zu naturnahen Wäldern zu. Die Diversität der Geometridenzönosen, gemessen mit Fishers Alpha und Hurlbert Rarefaction, sowie die mit Chao 1 extrapolierte Gesamtartenzahl nahm dagegen ab. Die Werte von Fishers Alpha lagen bei sehr niedrigen Werten zwischen 3,4 und 17,8. Die Vegetationsstruktur korrelierte nur schwach mit der Zusammensetzung der Geometridenzönosen. Die Deckung der Moosschicht, ein Indikator für feuchte Verhältnisse, zeigte dabei die stärkste Korrelation. Im Höhentransekt wurden auf den Offenland-, Agroforst- und Waldflächen mit 212 Leuchtturmfängen insgesamt 304 Morphospezies und 8468 Einzeltiere aus der Familie der Geometridae gefangen. Wie im zentralen Untersuchungsgebiet war Mimoclystia corticearia (Larentiinae) die häufigste Art, gefolgt von Darisodes oritropha (Ennominae). Häufig waren auch Chiasmia fuscataria (Ennominae) aufgrund eines Massenvorkommens am unteren Waldrand sowie Chloroclystis derasata (Larentiinae). Bei den auf 51 Untersuchungsflächen durchgeführten Vegetationsaufnahmen wurden 451 Gefäßpflanzenarten aus 116 Familien erfasst. Die Gesamtartenzahlen der Gefäßpflanzen auf den Flächen schwankte zwischen 5 und 53. Sie zeigte auf den Wald- und Offenlandflächen keine Korrelation mit der Höhe, während sie auf den Agroforstflächen mit steigender Höhe signifikant zunahm, was auf die extensivere Nutzung höher gelegener Standorte zurückzuführen ist. Die Artenzahlen vaskulärer Epiphyten, der Aspleniaceen und Rubiaceen waren in mittleren Höhen zwischen 2200 und 2400 m am höchsten, während die Diversität der Baum- und Strauchschicht und der Leguminosen maximale Werte auf den unteren Flächen erreichte. Auch die Diversität der Geometriden war auf den unteren Flächen mit Fishers Alpha-Werten von maximal 40,2 am höchsten. Sie fiel im Transekt auf den Offenlandflächen gleichmäßig ab, während auf den Waldflächen im Bereich zwischen 1800 und 3100 m abgesehen von dem Bereich des zentralen Untersuchungsgebietes die Diversität bei Werten zwischen 8,3 und 12,5 annähernd konstant blieb. Die Analyse der Beta-Diversität und der Gesamtdiversität einzelner Höhenbereiche zeigte, das die Geometridenzönosen zwischen 2000 und 3000 m sehr homogen sind. Die Höhenlage erwies sich als „Master“-Variable, die einen starken Einfluss auf die Vegetationszusammensetzung wie auch die Zusammensetzung und Diversität der Geometridenzönosen hatte. In Bezug auf Geometriden sind insbesondere die feuchten Bergregenwälder am Kilimanjaro wenig divers. Dies kann auf die Insellage des Vulkans inmitten trockener Savannen, sein geringes Alter und die insgesamt arme afrikanische Lepidopterenfauna zurückgeführt werden. Neben dem Schutz der Bergregenwälder, der für die Aufrechterhaltung der Phytodiversität des Kilimanjaro wie auch für die Sicherung der Wasserversorgung Nordtansanias unerlässlich erscheint, sollte auch die traditionelle Agroforstwirtschaft erhalten bleiben, da sie eine hohe Diversität sowohl an Geometriden als auch an Pflanzenarten gewährleistet.
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Städtetourismus in Regensburg. Images, Motive und Verhaltensweisen von Altstadttouristen
(2003)
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Bert Bödeker
- In den letzten Jahrzehnten verzeichnete der Städtetourismus einen großen Bedeutungsanstieg. Trotzdem liegen nur wenige systematische Studien vor, die zu einem besseren Verständnis städtetouristischer Aspekte beitragen. Die vorliegende Arbeit sollte ein Baustein zur Reduzierung dieser Defizite sein und der Fragestellung nachgehen, welche Angebotsfaktoren, Images und Motive im Städtetourismus existieren, welche Rolle Destinationsmarketing und Reisemedien dabei spielen und wie sich dies im Verhalten der Touristen äußert. Die Wahl des Fallbeispiels fiel auf Regensburg, da die Stadt zu den großen Gewinnern des Städtereise-Booms und den wichtigsten Reisezielen in Bayern gehört. Die empirische Basis dieser Studie beruht auf einer Verknüpfung verschiedenster qualitativer und quantitativer Methoden. Als Rahmen der Erhebungen wurden Statistiken herangezogen, Expertengespräche geführt und Prospekte auf der Internationalen Tourismus Börse ausgewertet. Der Hauptteil der Empirie bestand aus Touristenbefragungen, verfolgenden Beobachtungen (Trackings) und der Inhaltsanalyse von Reisemedien, ergänzt durch eine Kartierung, Passantenzählungen, Busfahrerbefragungen und teilnehmende Beobachtungen bei Stadtführungen. Die Zusammenführung der Einzelergebnisse ergab, dass sich die Touristen auf einen räumlich engen Bereich der Altstadt konzentrieren, der zugleich die größte Dichte an saniertem historischem Baubestand, historischen Sehenswürdigkeiten und Einrichtungen des Einzelhandels sowie der Gastronomie bietet. Diese touristische Altstadt ist über viel benutzte Korridore mit mehreren Großparkplätzen verbunden und wird durch einen kleinen, direkt anschließenden Teil des Haupteinkaufsbereichs ergänzt, der ebenfalls häufig von Touristen frequentiert ist, obwohl er einen geringen historischen Baubestand aufweist. Die Touristen in der Regensburger Altstadt haben kein tieferes Interesse an den kulturhistorischen Sehenswürdigkeiten, sondern suchen überwiegend ein kulturangeregtes Erlebnis, bei dem die Gebäude als ästhetische Kulisse für einen Stadtbummel dienen. Wichtige Elemente dieses Stadtbummels sind die Schaufenster und Geschäfte. Touristen unterscheiden sich beim Bummeln nicht grundlegend von den Einheimischen, sie geben aber kaum Geld im Einzelhandel aus. Im Gegensatz dazu wird beim Besuch gastronomischer Einrichtungen, der fast grundsätzlich zu einem touristischen Aufenthalt in Regensburg gehört, nicht so sehr auf den Geldbeutel geschaut und oft viel Zeit verwendet. Die Touristen in der Regensburger Altstadt zeigen große Verhaltensähnlichkeiten, z.B. bei der Routenwahl. Zugleich lassen sich innerhalb der relativ begrenzten Reiseart des Altstadttourismus aber verschiedene Reisestile unterscheiden. Etwa der Hälfte der Touristen geht es bei dem Besuch hauptsächlich um die Besichtigung. Die andere Hälfte der Touristen will ebenfalls die Altstadt und ihre Sehenswürdigkeiten besichtigen, zeigt aber ein großes Interesse an der Verknüpfung der Besichtigung mit der Nutzung anderer städtischer Angebotsformen wie dem Einzelhandel. Das Bild, das die Regensburg-Touristen von der Stadt haben, ist sehr eng eingebettet in das allgemeine Fremdimage. Trotz der Verwendung desselben Stereotyps sind die Assoziationen der Regensburg-Touristen aber deutlich detaillierter. Die Assoziationen wandeln sich außerdem mit der Anzahl der Aufenthalte in Regensburg weiter und werden durch neue ergänzt. Der grundsätzliche Stereotyp wird dadurch jedoch kaum beeinflusst und erst nach mehrmaligen Aufenthalten nimmt der Anteil individueller Assoziationen, die den öffentlichen Stereotyp ergänzen, merklich zu. Die Nutzung von Informationsmaterialien wie Reiseführer oder Prospekte wiederum beeinflusst die Assoziationen nicht in einem nennenswerten Umfang. Bei der Ermittlung des Images über Rating-Skalen zu vorgegebenen Aussagen über die Stadt zeigt sich noch sehr viel mehr als bei den Assoziationen eine erstaunlich hohe Stabilität der Antworten. Ein Besuch in Regensburg verändert die Einschätzungen nur dahingehend, dass sie mit größerer Sicherheit zum Ausdruck gebracht werden können. Diese Stabilität der zentralen Stereotype bewirkt, dass Touristen am Reiseziel weitgehend das Bild von Regensburg haben, das sie bereits hatten, bevor sie über eine Reise nach Regensburg nachdachten. Auf der Basis der empirischen Ergebnisse wurden verschiedene Aussagen zum Altstadttourismus in Regensburg und Empfehlung für Marketing und Planung formuliert. Die Integration der bislang in der Tourismusforschung kaum angewandten Trackingmethode in die Untersuchung ermöglichte einerseits eine Überprüfung von Befragungs- und Kartierungsergebnissen und erbrachte andererseits zahlreiche Erkenntnisse zum Verhalten von Städtetouristen. Die Trackings erwiesen sich als enorm aufwendige, aber sehr ergiebige Erhebungsmethode, von deren Ausbau wichtige Grundlagenerkenntnisse zum Verhalten von Touristen zu erwarten sind.
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“Mad King Ludwig”, « Père Rhin » und “Foresta Nera”. Das Deutschlandbild in englisch-, französisch- und italienischsprachigen Reiseführern
(2003)
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Mechtild Agreiter
- Das Deutschlandbild, das von ausländischen zeitgenössischen Reiseführern gezeichnet wird, wurde in dieser Arbeit anhand aller zum 1. Januar 2000 auf dem internationalen Markt vorhandenen englisch-, französisch- und italienischsprachigen Reiseführer über Deutschland untersucht. Die von den Reiseführern beachteten Regionen Deutschlands wurden mittels quantitativer Methoden identifiziert. Die qualitative Inhaltsanalyse ließ Aussagen über Deutschland, aber auch über Regionen, die bei bestimmten Themen für ganz Deutschland stehen, zu. Es konnten anhand der Reiseführeranalyse Motive dargestellt werden, die für eine Reise nach Deutschland sprechen. Dies sind vor allem die deutsche Küche, die vorhandene Infrastruktur für Outdooraktivitäten und das romantische Deutschland. Deutschland wird von den ausländischen Reiseführern auf sehr wenige, klar umrissene und somit überschaubare Regionen und Zuschreibungen reduziert. Sie wählen für ihre Zwecke passende Highlights aus und vernachlässigen darüber in weiten Teilen die Beschreibung anderer Regionen und aktueller Entwicklungen. Die regionale Überbetonung Süddeutschlands zeigt sich vor allem darin, dass Bayern und der Schwarzwald stellvertretend für ganz Deutschland stehen. Eine Gegenüberstellung mit den tatsächlichen Zielregionen der Touristen in Deutschland aus den entsprechenden Herkunftsländern brachte eine noch stärkere regionale Fokussierung der Touristen zu Tage. Vor allem die Dominanz Bayerns wird noch deutlicher. Die Deutschlandbilder in allen Reiseführern aller Herkunftsländer weisen große Übereinstimmungen auf. Dies trifft besonders auf die regionalen Schwerpunktsetzungen zu, jedoch greifen die Reiseführer in erstaunlicher Übereinstimmung auch die gleichen, typischen Themen zu Deutschland heraus. Die vorhandenen Unterschiede zwischen den Reiseführern aus den verschiedenen Herkunftsländern liegen mehr in der Art und Weise der Behandlung der Themen und den damit verbundenen regionalen Zuweisungen. Diese Themen machen sich weniger an Deutschland fest, als dass ihre Begründung vielmehr im Herkunftsland des Reiseführerautors bzw. –verlags liegt und somit den Kundenwünschen. Alle ausländischen Reiseführer beschreiben kritische bzw. negative Aspekte in Deutschland. Sie weisen darauf hin, dass Deutschland ein zum Teil gefährliches Reiseland ist. Die Beschreibung von Sehenswürdigkeiten, die für das Dritte Reich und die beiden Weltkriege stehen ist ein deutlicher Hinweis auf die Existenz von Dark Tourism. Außerdem zeichnen die Reiseführer ein klares Bild des deutschen Paradoxons: umfangreicher Umweltschutz bei gleichzeitigem Fehlen eines allgemeinen Tempolimits.
