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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.
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Ökotoxikologische Spurenuntersuchungen mehrerer nordbayerischer Fließgewässer
(2003)
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Cristina Velasco-Schön
- Es wurde die Wasserqualität von drei Fließgewässern aus der Fränkischen Schweiz, der Leinleiter, der Aufseß und der Wiesent und zwei Fließgewässern aus Nordostoberfranken, dem Mähringsbach und dem Zinnbach untersucht. Diese Flüsse wurden vierteljährlich während eines Jahres beprobt. Gegenstand der Untersuchung war die mittelpolare bis polare Fraktion der Wasserinhaltsstoffe. Da es sich um relativ gering belastete Fließgewässer handelte, stellte die Planung und Durchführung der ökotoxikologischen Untersuchungen eine besondere Herausforderung dar. Anhand einer Gruppe von Leitanalyten, bestehend aus Herbiziden und einigen ihrer Metabolite, wurden Methoden für die analytischen und die ökotoxikologischen Untersuchungen erarbeitet. Um den über die Wirkungstests ermittelten Effekten die auslösenden Substanzen analytisch zuordnen zu können, wurden die Extrakte in Fraktionen unterteilt. Infolge eines Anreicherungsschrittes, der einen großen Anteil der organischen Matrix mit erfasste, reichte eine zunächst eingesetzte HPLC-Methode nicht aus, um die erforderlichen Nachweisgrenzen zu erzielen. Es traten viele Störsubstanzen im UV-Chromatogramm auf, die die Identifizierung der Leitsubstanzen beeinträchtigten. Mittels einer LC-MS/MS-Methode konnten diese in Bereichen zwischen 0,5-10 ng/l detektiert werden. Für die ökotoxikologischen Untersuchungen musste jeder Schritt durch Leerwerte abgesichert werden, um toxische Artefaktbildung durch die Aufarbeitung zu vermeiden. Ziel war es, die Leerwerte und deren Schwankungen so gering wie möglich zu halten, um eine entsprechend hohe Aussagekraft auch für die niedrigen Effekte zu erhalten. Durch die Anreicherung der organischen Verbindungen wurde die Empfindlichkeit für beide Untersuchungssysteme erhöht. Die Fließgewässer der Fränkischen Schweiz wiesen eine höhere Herbizidbelastung als diejenigen Nordostoberfrankens auf. Atrazin und Desethylatrazin waren während des gesamten Jahres in allen Proben nachzuweisen, wobei in der Fränkischen Schweiz die Konzentrationen zwischen 50 – 200 ng/L und in Nordostoberfranken zwischen 1 – 10 ng/L lagen. Eine Ausnahme bildete eine Quelle in der Nähe des Ortes Aufseß, die im Mittel 600 ng/L Atrazin aufwies. Während der Wachstumsphase wurde im Juni in der Aufseßquelle eine einmalige Konzentration von 580 ng/L festgestellt. Im Märingsbach und Zinnbach wurden keine weiteren Herbizide nachgewiesen, jedoch ließen sich in Aufseß, Leinleiter und Wiesent Metolachlor, Metazachlor, Diuron und Isoproturon messen. Ihre Konzentrationen lagen dabei im niedrigen ng/L-Bereich. Atrazin, Diuron und Isoproturon kommt eine besondere Bedeutung zu, da sie in der Liste der "prioritär gefährlichen Substanzen" in der europäischen Wasserrahmenrichtlinie aufgeführt werden. Die neutralen und sauren Fraktionen der Wasserproben erzielten in allen drei Biotests Effekte zwischen 0 und 100 %. Dabei erwies sich der MicrotoxTM-Test als der empfindlichste der drei Tests. Zeigten die neutralen Fraktionen Effekte bis zu 10 %, waren bei den sauren Fraktionen in allen drei Tests Effekte bis zu 100 % zu verzeichnen. In den sauren Fraktionen sind vor allem Phenole, Carbonsäuren und organische Verbindungen mit aziden OH-Gruppen enthalten. Ausgenommen davon war wiederum eine Probe der Quelle nahe des Ortes Aufseß, deren neutrale wie auch saure Fraktion eine Hemmung von 40 % gegenüber der Alge C. rheinhardtii aufwies. Vermutlich ist die hohe Atrazinkonzentration von etwa 60 µg/L im Extrakt ausschlaggebend gewesen, was durch den negativen Effekt gegenüber der Alge S. capricornutum, die eine geringere Sensitivität gegenüber Atrazin aufweist, unterstützt wird. Im allgemeinen reagierte diese Alge jedoch empfindlicher auf die Flusswasserextrakte. Die höchsten Effekte wurden in der Nähe von Ortschaften bzw. Kläranlagen gemessen. Dies zeigt, dass sich im Biotest eine Veränderung der chemischen Beschaffenheit selbst in niedrig belasteten Fließgewässern manifestiert. Ein Zusammenhang zwischen den nachgewiesenen Herbiziden und den ermittelten Effekten scheint jedoch nicht zu bestehen. Eine weitere HPLC-Fraktionierung der Extrakte mit hohen Effekten brachte keine neuen Informationen über potentiell wirksame Verbindungen, da die damit verbundene Verdünnung des Extrakts mit einem Empfindlichkeitsverlust gegenüber den Biotests einherging. Es konnte darüber hinaus keine Abhängigkeit zwischen den DOC- bzw. AOX-Konzentrationen und den Effekten im Biotest festgestellt werden. Das Monitoring zeigt, dass mittels Biotest und einer entsprechenden Aufarbeitung der Probe auch in gering belasteten Gewässern Änderungen der natürlichen Wasserzusammensetzung nachweisbar sind. Da eine Vielzahl von Verbindungen diese Effekte verursachen können, eine analytische Bestimmung alle in Frage kommenden Verbindungen jedoch zu aufwendig wäre, sind Biotest ein geeignetes Verfahren, um die Beschaffenheit von gering belastetem Wasser zu überwachen.
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Wissenstransfer aus Universitäten als Impulsfaktor regionaler Entwicklung - ein institutionenökonomischer Ansatz am Beispiel der Universität Bayreuth
(2005)
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Martina Hagen
- Wissen spielt in unserer heutigen Gesellschaft eine immer größere Rolle. Für Regionen ist Wissen eine notwendige Voraussetzung, um in einem globalen Wettbewerb bestehen zu können, die Entwicklung von Lösungen für einen anstehenden Strukturwandel zu beschleunigen und aus bereits gemachten Erfahrungen und Fehlern Anderer zu lernen. Wissen ist in der heutigen Gesellschaft eine Quelle für die Schaffung von Wettbewerbspotenzialen für Unternehmen, aber auch für Regionen. Als Forschungsinstitutionen stellen Universitäten einen Kristallisationspunkt neuen Wissens dar und können damit für eine Region wichtige Lieferanten des benötigten Wissens sein. Während in zahlreichen Untersuchungen das Augenmerk auf dem technologischen Transfer von der Universität zur produzierenden Wirtschaft lag, geht diese Arbeit von der These aus, dass der Wissenstransfer der Universität weitaus mehr umfasst als technologische Inhalte und neben den Unternehmen sämtliche in der Region vorhandenen Institutionen als Beteiligte einschließt. Anhand der Universität Bayreuth und ihrer Hochschulregion Nordostbayern werden sechs Fragenkreise des universitären Wissenstransfers untersucht: 1. Zielgruppen und Umfang des universitären Wissenstransfers 2. Bedeutung der Hochschulregion für universitären Wissenstransfer 3. Anreize des universitären Wissenstransfers 4. Probleme und Barrieren des universitären Wissenstransfers in die Region 5. Institutionenökonomische Handlungsmuster der Akteure 6. Erfolgskriterien und regionale Impulse durch universitären Wissenstransfer
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Whole-air relaxed eddy accumulation for the measurement of isotope and trace-gas fluxes
(2012)
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Johannes Ruppert
Michael Riederer
Willi A. Brand
Thomas Foken
- Measuring the isotopic composition of trace gas fluxes can provide additional information on ecosystem gas exchange, when ecosystem processes, like assimilation, discriminate against heavier isotopes. In the case of CO2 exchange, different mass-balances for bulk CO2 and its 13CO2 or CO18O isotopes can be used to separate respiration from photosynthetic assimilation. Up to now, detectors for direct isotope measurements in the field lack the precision needed for fast eddy covariance (EC) flux measurements. The collection of updraft and downdraft whole-air samples using the relaxed eddy accumulation technique (REA) allows simultaneously determining trace gas concentrations and isotope ratios by high precision laboratory analysis. At the same time whole-air REA relaxes several of the technical problems related to REA sampling on traps. In tests using air from a tank the complete whole-air REA sampling system and its foil balloon bag reservoirs showed no signs of contamination after cleaning. The standard deviations of δ13C and δ18O isotope ratios were only slightly higher than the precision specified for the laboratory analysis procedure. First experiment results showed that isotopic differences (up-drafts−downdrafts) were large enough to yield signal to noise ratios greater than five when applying hyperbolic deadbands during REA sampling (HREA). The performance of the instrument and the HREA sampling method are investigated by simulation of the sampling process for bulk CO2, which serves as proxy scalar. Measurements by whole-air HREA in combination with high precision isotope analysis can quantify the isofluxes of 13CO2 and CO18O. Furthermore, additional information is collected on the scalar correlation of bulk CO2 and its stable isotopes, which represents the relatively short timescale of updrafts and downdrafts in the turbulent exchange above an ecosystem. This information is essential to check the scalar similarity assumptions made in the HREA and EC/flask method for the quan-tification of isofluxes.
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Weiterbildung und regionale Kooperations- und Netzwerkaktivitäten zwischen kleinen und mittelständischen Unternehmen und Bildungseinrichtungen - das Beispiel der Lernenden Region Bodensee
(2005)
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Frauke Lorenzen
- Der Ansatz der Lernenden Region, der sich als weiteres Netzwerkkonzept für eine endogen induzierte Regionalpolitik versteht und auf Gestaltungskraft regionaler Akteure zur Überwindung von regionalen Problemen setzt, verbindet die Grundsätze von intraregionalem Lernen und Kooperieren. Aufgegriffen wurde dieses Konzept im Programm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Namen "Lernende Regionen – Förderung von Netzwerken", in dem deutschlandweit rund 70 modellhafte, regionale Netzwerke gefördert werden. Dazu zählt auch die Lernende Region Bodensee (LRB), die in der vorliegenden Arbeit als Untersuchungsraum dient. Die wichtigsten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1.Ein pauschales Urteil über den Stellenwert, den die befragten KMU der betrieblichen Weiterbildung beimessen, lässt sich nur schwer fällen. Ein differenzierterer Blick zeigt jedoch, dass vor allem die kleinen Unternehmen (bis 20 Beschäftigte) Weiterbildung in ihrer Bedeutung als weniger wichtig einstufen. 2. Die bereits in der Literaturanalyse herausgefilterten, potenziellen Defizite von KMU im Weiterbildungsbereich werden durch die Befragungsergebnisse weiter untermauert. Weiterbildung wird noch nicht durchgängig als Investition in das Humankapital begriffen. Es fehlen zum einen strategische, zum anderen finanzielle Voraussetzungen. Der Fokus liegt daneben vorwiegend auf produktionsbezogenen Weiterbildungsmaßnahmen und weniger auf der Schulung von Schlüsselqualifikationen, wie z.B. Kommunikationsfähigkeiten. 3. Für die kleinen und mittelständischen Unternehmen in der LRB spielt Weiterbildung mit multimedialen Lernmitteln eine untergeordnete Rolle. Auch Weiterbildungsangebote werden selten über das Internet abgefragt (nur 16% der KMU nutzen das Medium "oft"). Daher ist vermutlich das Interesse an einer regionalen "Multimedia-Strategie" gering. 4. Jeweils ein knappes Drittel der Unternehmen unterhält mit mindestens einem anderen regionalen Betrieb oder einer (Weiter)-Bildungsinstitution eine kooperative Beziehung. Dabei handelt es sich vorwiegend um zeitlich limitierte, projektorientierte Kooperation. Die Teilnahme an Netzwerkaktivitäten ist dagegen wenig ausgeprägt. Ausschlaggebend für die Nichtteilnahme an kooperativen Aktivitäten ist weniger die Furcht vor Wettbewerbsnachteilen durch Know-how Abfluss, sondern eher ein Zeitproblem. Gerade kleine Unternehmen, die eine hohe Personalauslastung haben, geben an, im "Alltagsgeschäft" nicht die Zeit zum Networking zu finden. 5. Die Entstehung und Zusammenarbeit in Kooperationsverbünden oder Netzwerken wird von zwei zentralen Faktoren begünstigt. Projektorientierte ein- oder zweidimensionale Kooperationen profitieren erstens von der Existenz vorhandener Netzwerkstrukturen. Der Erhalt von Netzwerkstrukturen wird zweitens durch formale Steuerungs- und Organisationsstrukturen gefördert. 6. Kooperierende bzw. netzwerkende KMU in der LRB zeichnen sich durch andere Denkmuster und Organisationsstrukturen von nicht-kooperativen aus. Sie schätzen Weiterbildung in ihrer Bedeutung nicht nur wesentlich höher ein, sondern arbeiten dementsprechend auch professioneller und offerieren ihren Mitarbeitern qualitativ höherwertige Lerninfrastrukturangebote. 7. Für den Raumbezug der LRB spielen aus Sicht der Unternehmen und Weiterbildungseinrichtungen die administrativ festgelegten Grenzen eine untergeordnete Rolle. Die realen Verflechtungen im (Weiter)-Bildungssektor sind von größerer Bedeutung. Einbezogen werden auch angrenzende Räume, wie z.B. der Landkreis Ravensburg und das österreichische Vorarlberg. 8. Die Lernende Region Bodensee ist bei der Zielgruppe KMU nur unzureichend bekannt. Lediglich ein Fünftel der befragten Unternehmen gibt an, die LRB zu kennen. 9. Weiterbildung ist regional. Drei Viertel aller KMU in der LRB befriedigen ihre Weiterbildungsbedürfnisse nach Möglichkeit fast ausschließlich in der Region. Weitere Wege werden nur in Kauf genommen werden, wenn besondere, in der Region nicht verfügbare Qualifikationsangebote benötigt werden. Besonders letztere Erkenntnis, dass Weiterbildung vor allem regional orientiert ist, eröffnet der Lernenden Region Bodensee gute Chancen, die vorhandenen Potenziale aufzugreifen und zusammenzuführen. Angelehnt an die von der LRB formulierten zwei Ziele erstens ein Netzwerk aufzubauen, das bildungsbereichs- und trägerübergreifende, innovative Projekte entwickelt, und zweitens KMU bei der Professionalisierung der Weiterbildungsstrukturen zu unterstützen, werden in der vorliegenden Arbeit abschließend Handlungsempfehlungen aufgestellt. Diese beinhalten einen phasenspezifischen Auf- und Ausbau einer Netzwerkstruktur, sehen eine räumliche Erweiterung des Netzwerkes über die bestehenden formalen Grenzen vor und betonen eine begleitende Informations- und Kommunikationspolitik für das Netzwerk selbst und das Anliegen, KMU für die Bedeutung von Weiterbildung und lebenslanges Lernen zu sensibilisieren.
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Water solubility in diopside
(2008)
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Polina Gavrilenko
- (1) Water solubility in pure diopside was measured. Water-saturated diopside crystals were synthesized using piston-cylinder and multi-anvil presses at 20-30 and 100 kbar and 800-1100oC from an oxide and hydroxide starting mixture containing 10 % excess silica. The water concentration in diopside was determined from polarized infrared measurements on doubly polished single crystals. Water contents were calculated by integrating the absorption bands and using published extinction coefficients for water in diopside. All measured infrared spectra of pure diopside fall into two groups. The differences in the spectra point towards substitution mechanisms involving different vacancies, which in turn could be the result of different oxide activities in the starting material. Therefore, a separate series of experiments was carried out with starting materials with an excess or deficiency of MgO or SiO2. These experiments yielded diopside with different absorption spectra. Starting materials with low silica activity yielded Type I bands, which are therefore likely to be related to Si vacancies. Type II bands form at high silica activity and may therefore be related to Mg or Ca vacancies. Water solubility in pure diopside varies from 121 up to 568 ppm H2O. Water solubility at 30 kbar increases from 700 to 1000oC and drops again above 1000oC. At 900oC, water solubility increases to a maximum at 25 kbar and then decreases rapidly to higher pressures. Due to the low solubility of aluminum in clinopyroxene at high pressure, the data on pure diopside are probably a good guide for the water solubility in clinopyroxenes under the conditions of the deeper upper mantle. Since water solubility in diopside under those conditions is order of magnitude below the water solubility in olivine, clinopyroxene is not expected to be a major storage site for water in the deeper upper mantle, even if its modal abundance is significant. (2) Water-saturated Al-containing diopside was synthesized in an end-loaded piston-cylinder apparatus at 1.5-2.5 GPa and 900-1100oC. The compositions of the starting materials for Al-bearing diopside are along the join diopside (CaMgSi2O6) – Ca-Tschermak’s component (CaAl2SiO6) with different ratios of these two end members. The water solubility strongly increases with the presence of Al up to 2500 ppm H2O. The water solubility in aluminous diopside increasing with decreasing temperature. Estimated partition coefficients of water between clinopyroxene and orthopyroxene are close to unity, with Dcpx/opx possibly increasing with temperature. Together with previously published data on water in orthopyroxene, the results of this study clearly show that in the uppermost mantle, most of the water is dissolved in the pyroxenes. The relative importance of clinopyroxene and orthopyroxene is primarily a function of their modal abundance. This observation is consistent with the model of Mierdel et al (2007), which suggests that the Earth’s asthenosphere is due to a minimum in water solubility in nominally anhydrous minerals. (3) In order to determine the effect of water on the equation of state of diopsides, high-pressure single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell were performed. The compressibility of diopside decreases with increasing water and Al content in the structure. The bulk modulus Ko and its first pressure derivative K’ for the four diopside crystals are 106(1) GPa and 6.1(5) for pure anhydrous diopside (0 ppm H2O); 107(1) GPa and 6.5(4) for pure diopside with 63 ppm of H2O; 108(1) GPa and 6.3(4) for pure diopside with 600 ppm H2O; and 113(1) GPa and 5.7(5) for Al-bearing hydrous (containing 0.374 Al a.p.f.u.) diopside with 2510 ppm H2O. The results on compressibility of diopside contrast with previous work, which showed that compressibility of most other main mantle phases increases with water content. In addition, from the refinement of the crystal structures of both hydrous and dry diopside and comparison with the structure of Ca-Tschermak’s pyroxene it was possible to see the influence of protonation of oxygen atoms. Because of the contrasting effect of water on the equation of state of olivine and of pyroxenes in the upper mantle, detecting water from observations of seismic velocities alone is probably nearly impossible.
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Water in the Earth’s Interior: Thermodynamics and kinetics of hydrogen incorporation in olivine and wadsleyite
(2004)
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Sylvie Demouchy
- (1) Hydrogen diffusion in olivine The kinetics of hydration of dry single crystals of San Carlos olivine was determined by performing experiments under water-saturated conditions. The experiments were performed at 1.5 GPa, 1000°C for 5 hours in a piston cylinder apparatus, or at 0.2 GPa, 900°C, for 1 and 20 hours in TZM cold-seal vessels. Polarized Fourier-transform infrared spectrometry (FTIR) was employed to quantify the hydroxyl distributions in the samples after the experiments. The new data obtained show a strong anisotropy of diffusion, with the diffusion coefficient D[100]>D[010]> D[001] at 900°C for short duration experiments. This initial mechanism of diffusion possibly involved a redox-exchange between proton and polaron. After longer duration experiment, the anisotropy of diffusion is different with D[001]>D[010]» D[100]. For this second stage of diffusion a model of hydrogen-metal vacancy associated defects is proposed, where the vacancies are the slower diffusing species with the diffusion laws: [100], [010] = 10-(5.6±3.2) exp [-(175 ± 76)/RT] [001] = 10-(1.4±0.5) exp [-(258 ± 31)/RT] (2) Hydrogen diffusion in forsterite The kinetics of hydration linked to magnesium-vacancy diffusion within dry synthetic forsterite single crystals was determined by performing similar experiments and analyses as in the previous section. The experiments were performed at 1.5 GPa, 1000°C for 3 hours in piston cylinder apparatus, or at 0.2 GPa, 900-1110°C, for 3-20 hours in TZM cold-seal vessels. The chemical diffusion coefficients are marginally slower than in iron-bearing olivine for the same diffusion process, but the anisotropy of diffusion is the same, with the [001] axis the fastest direction of diffusion and [100] the slowest. Fits of the diffusion data to an Arrhenius law yield similar activation energies for each of the crystallographic axes; a global fit to all the diffusion data gave an activation energy around 211 ± 18 kJmol-1. Thus hydration likely occurs by coupled diffusion of protons and octahedrally coordinated metal vacancies. The diffusion rates are fast enough to modify water contents within xenoliths ascending from the mantle but they are probably too slow to permit a total equilibration in a new dry or wet environment. (3)Dehydration profiles in natural mantle-derived olivine within basalt First evidence for water diffusion in a natural mantle-derived olivine are presented from peridotite samples. The samples are olivine crystals within lherzolite xenoliths from the Quaternary alkali basalts of the Pali-Aike volcanic field in Patagonia. Water content and distribution was studied using unpolarized and polarized FTIR and analyses shows that olivine, Cr-diopside and orthopyroxene contain a significant amount of water, with up to 13 wt ppm H2O for olivine and up to 250 wt ppm H2O in the pyroxenes. In contrast, analysis of optically clear-parts of small garnet crystals indicates that they are dry. Oriented Infrared profiles show that olivine grains larger than 0.5 mm have hydroxyl-depleted rims. These water concentration profiles suggest that partial dehydration occurred during the ascent of the xenolith-bearing magma to the Earth’s surface, confirming that dehydration is occurring in the nature. From a combination of analyses of natural xenoliths with experimental diffusion works, ascent duration of the host magma is estimated to several hours, suggesting a fast rise up to the surface. (4)Temperature and pressure dependence of water solubility in iron-free wadsleyite Previous experimental studies indicate that the maximum solubility of water in wadsleyite may vary as a function of pressure and temperature. Therefore wadsleyite samples were synthesized using a multi-anvil press. One series of experiments were performed at a fixed pressure of 15 GPa and at various temperatures and in a second series the temperature was fixed at 1200°C and pressure was varied from 13 to 18 GPa. The starting material corresponds to a composition of Mg2SiO4 + 5wt% H2O. The water content was quantified by ion probe (SIMS). Results show that at 15 GPa, the water concentration decreases significantly with increasing temperature from 2.5 wt% H2O at 900oC down to 0.93 wt% H2O at 1400oC; the corresponding wadsleyite Mg/Si ratios increase from 1.79 to 1.93 over this temperature range. Up to 17 GPa, no significant effect of pressure on the water content was observed. Moreover, together with previous results on ringwoodite, these data imply a strong decrease of the water partition coefficient between wadsleyite and ringwoodite with temperature. (5) Computer simulation on hydrous point defect in iron-free wadsleyite The general utility lattice program (GULP), a semi-empirical method, was used to simulate the formation of point defects (Mott-Littleton method) in wadsleyite and especially hydrogen incorporation and their corresponding infrared frequencies.
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Water flow paths in soils of an undisturbed and landslide affected mature montane rainforest in South Ecuador
(2010)
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Folkert Christian Bauer
- The number of previous hydrological studies concerning water flow paths in tropical montane rainforest is small. However, due to the increasing pressure of deforestation and land use change comprehensive knowledge of these natural ecosystems is needed if sustainable land use strategies should keep negative effects of human impacts on water flow paths as low as possible. In this context, present work addresses the identification, characterisation, and modelling of water flow paths in soils of an undisturbed and landslide affected natural Andean forest ecosystem in the south of Ecuador whose deforestation rate is one of the highest in South America. In an investigation area situated in the Andes of South Ecuador, in gentler slopes and altitudes above 2100 m ASL mainly Stagnosols and Histosols with stagnic colour pattern and low to negligible rock fragment content prevail. With increasing altitude the abundance of these soils increase, while the presence of Cambisols and Regosols is most pronounced below 2100 m ASL and clearly correlated with the slope angle. Therefore, these soils were mainly encountered in steeper, particularly landslide affected sites often resembling a melange of fine soil and high contents of rock fragments. Aside the investigation of the influence of the rock fragment content on soil hydrological- and physical parameters such as the relationship between rock fragment content and saturated hydraulic conductivity of the soil, present study aims particularly to investigate flow paths of water in soils of landslide affected and unaffected hillslopes. Therefore, we employed conventional field- and laboratory methods, dye tracer experiments including an appropriate image processing technique, as well as statistical models. Results show that both rock fragment content and bulk density control significantly, but not largely the saturated hydraulic conductivity of the mineral soils. Dye tracer experiments and soil parameters document a deeper percolation in the landslide affected hillslopes than in the landslide unaffected hillslopes, where we found preferential flow in root channels with low soil matrix interaction as dominant flow mechanism. A surface near quasi impervious layer along the interface between topsoil and subsoil limits percolation of the water giving the prerequisites of a lateral shallow subsurface flow along the interface between topsoil and organic layer. This is in line with previous studies performed in the same investigation area which already proved indirectly the existence of this flow. However, in none of these studies the shallow subsurface flow was assigned to certain slope inclinations or altitudes. Due to a recently published digital soil map and the results we obtained from the landslide unaffected sites, we know that particularly in hillslopes of less than 30 degrees above 2100 m ASL prerequisites are given for spatially extended shallow subsurface flow. However, even if these prerequisites are not evident for the landslide affected hillslopes, we cannot exclude the possibility of shallow subsurface flow occurrence here since soil cover of the steep terrain is relatively shallow while rainfall is high throughout the year. Therefore, and given that key parameters such as permeability of subsoil and bedrock, interception and evaporation remain unclear or were investigated exclusively such as the spatial variability of the saturated hydraulic conductivity, we conducted a series of virtual experiments in order to assess the potential occurrence of shallow subsurface flow in Cambisols below 2100 m ASL. In these experiments we also included the organic layer being highly abundant in the investigation area, whose hydraulic parameters were estimated by means of inverse numerical modelling. The virtual experiments were based on a two dimensional finite element model representing a steep forested hillslope transect of approx. 54 m length. Aside soil properties, evapotranspiration and interception, the model included the spatial variability of the saturated hydraulic conductivity, the pressure head and their spatial trends. The results of virtual experiment series show that a sound evidence of the key parameters aforementioned is obligate if process conceptualisation regarding shallow subsurface flow generation, but also landslide initiation, solute and matter transport is in the spotlight.
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Vulnerability to Drought Risk and Famine: Local Responses and External Interventions among the Afar of Ethiopia, a study on the Aghini Pastoral Community
(2008)
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Ali Hassen Muhaba
- In East African countries drought-related famine has been a number one risk. Ethiopia is among those countries that are repeatedly stricken by recurrent famine. Agricultural and pastoral households have increasingly become vulnerable to famine. The successive Ethiopian governments attributed the recurring famine and hunger to natural events, particularly to droughts. However, though drought triggers famines, it does not necessarily lead to famine disaster in every context. This is the current tone of literature in disaster causation. Each famine has its own specific causes in each context and this requires exploring the causal factors thereof. This study in the Afar region, in north-east Ethiopia, attempts to explain the root causes of vulnerability to famine, and assess the local and external responses. The central argument of the research is that pastoralists’ vulnerability to famine and food crisis has increased overtime because of the complex interplay of multiple factors such as environmental or ecological degradation, socio-economic destabilization, and political processes. It is also stated that despite efforts of internal and external actors, vulnerability of the pastoral groups to famine has increased over time. In that respect the study attempts to explain how these factors have led to an increase of vulnerability and livelihood insecurity among the Afar pastoralists. Three specific arguments are addressed through analyzing both secondary and primary data. These are: The Afar pastoralists’ vulnerability to famine has increased over the past decades because of the combined effects of drought, ecological crisis and external pressures (encroachments, loss of key pastoral resources, violent conflict and political instability). Pastoral households/communities are currently less able to cope with stresses through their traditional coping and adaptive strategies. Consequently, pastoral households/communities have become more dependent on public transfer (food aid) to cope with recurring food crisis. The empirical research used both qualitative and quantitative data in addressing the basic research questions. The outline of the research is structured to suit an approach of presenting discussions at macro and micro levels. An assessment of factors both, at macro (regional/national) and micro (community) levels, is made on the basis of secondary and primary data respectively. Accordingly, factors related to ecological degradation, socio-political processes and recurrent droughts, etc. are examined. The extent of these problems at the macro level is assessed mainly based on secondary data, while the magnitude of these problems at micro (community) level is assessed on the basis of primary data gathered through a household survey, and individual and focus group interviews. Based on the analyses of both primary and secondary data the research attempts to answer the question why the Afar pastoralists’ vulnerability to famine has increased over time and how the local and external actors have responded to recurring famine. The search for explanations of vulnerability to famine focuses on highlighting the interplay of multiple causal factors at different levels within historical socio-political and economic processes overlapping with ecological crisis and recurrent drought. Accordingly the research highlights the major factors that have created vulnerability to famine. These include: External pressures which include state intervention, land alienation, encroachment by cultivators, loss of dry season/drought retreats, curtailment of mobility and unfavourable terms of trade. Stresses which include frequent drought, conflicts, political instability, weakening mutual support systems, lack of trust in formal government institutions due to non-participatory, lack of commitment, patron-client relationship, and corruption. Ecological/environmental crises which are reflected in terms of loss of key pastoral resources (grass, natural fodder vegetation, and water). The conclusion of the research is that famine and the increase of vulnerability are not primarily the consequences of drought, but of external domination and uneven development. This suggests that the genesis of food crisis (famine) must be understood as an interaction of institutional, economic and political variables. Natural events like droughts don’t necessarily lead to famine in all contexts. It is only when livelihood assets are eroded, opportunities are constrained and people are not well-prepared that the consequences of natural events develop into famine or food crisis. This suggests that production or yield failures caused by drought do not become famines unless other conditions are propitious. Therefore, the current approach in social science research with regard to disaster causation is to look at the interrelationship between natural risks and social vulnerability.
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Vogelgemeinschaften in südecuadorianischen Bergregenwäldern unterschiedlicher Struktur
(2008)
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Detlev Paulsch
- Im Rahmen der DFG-Forschergruppe 402 (Funktionalität in einem tropischen Bergregenwald Südecuadors: Diversität, dynamische Prozesse und Nutzungspotentiale unter ökosystemaren Gesichtspunkten) wurden die Vogelgemeinschaften verschiedener Strukturtypen des Bergregenwaldes im Gebiet der Estación Científica San Francisco (ECSF) im Süden Ecuadors untersucht. Durch Punkt-Stop-Beobachtungen, Netzfänge und Zufallsbeobachtungen wurden in einem Höhenbereich zwischen 1800m und 3150m N.N. die vorkommenden Vogelarten inventarisiert sowie Artenreichtum und Diversität der Vogelgemeinschaften der von PAULSCH, A. (2002) klassifizierten Waldstrukturtypen untersucht. Anschließend wurden funktionale Zusammenhänge zwischen dem Vorkommen ausgewählter Vogelarten und strukturellen Parametern der Vegetation näher betrachtet sowie Zusammensetzung und Diversität der Vogelgemeinschaften ungestörter und anthropogen beeinflusster Waldstrukturtypen vergleichend untersucht. Insgesamt konnten im Untersuchungsgebiet 227 Vogelarten nachgewiesen werden. Die wichtigsten Nahrungsgilden wurden durch die Insectivoren (100 Arten), Frugivoren (57) und Nectarivoren (35) gebildet, wobei mit 29 Arten eine gegenüber anderen Untersuchungen deutlich höhere Zahl an Kolibris (Trochilidae) anzutreffen war. Durch das azonale Vorkommen eines durch Purdiaea nutans (Cyrillaceae) geprägten Waldtyps wurde in der Höhenstufe zwischen 2150m und 2650m N.N. im Untersuchungsgebiet eine andere Vogelgemeinschaft angetroffen als in vergleichbaren Gebieten. Ein Vergleich der Vogelgemeinschaften der Waldstrukturtypen ergab die höchsten Mittelwerte des Artenreichtums im ‚Anthropogen beeinflussten Schluchtwald tieferer Lagen’ und am ‚Waldrand tieferer Lagen’. Mehr als ein Drittel der durch Punkt-Stop-Beobachtungen und Netzfänge nachgewiesenen Vogelarten kamen in einer Meereshöhe zwischen 1900m und 2000m N.N. vor. In diesem Bereich sind im Untersuchungsgebiet anthropogen beeinflusste Waldtypen sowie verschiedene Sukzessionsstadien anzutreffen, welche auch die beiden oben genannten Strukturtypen charakterisieren. Wie die Aufenthaltspräferenzen der Vogelarten zeigen, ist der hohe Artenreichtum in diesem Höhenbereich vor allem auf typische Waldrandarten und auf die Überlappung der Habitate von Waldarten mit denen der Arten offenerer Bereiche zurückzuführen. Für den anthropogen beeinflussten Schluchtwald und die Waldränder wurden mit 41,5 und 34 auch die höchsten Diversitätswerte (Fisher’s Alpha) berechnet. Die Abschätzung des potentiellen Artenreichtums (Chao1, ACE) ergab, dass in fast allen Waldstrukturtypen über 80% der Vogelarten nachgewiesen werden konnten. Die Ergebnisse der hier vorliegenden Untersuchung bestätigen somit die immense Artenvielfalt im Gebiet der ECSF, wie sie auch schon für andere Gruppen aus Fauna und Flora beschrieben wurde. Hinsichtlich der Habitatpräferenzen bzw. Höhenamplituden konnten für verschiedene Vogelarten Abweichungen gegenüber den Literaturangaben gefunden werden. Dies ist auf den noch immer recht geringen Kenntnisstand über die Avifauna der ecuadorianischen Bergregenwälder zurückzuführen. Für die Vogelarten verschiedener Familien konnten im Laufe der Untersuchung bestimmte Aufenthaltspräferenzen bezüglich Meereshöhe und Habitat gefunden werden, welche sich allerdings nicht mit strukturellen Vegetationsparametern begründen ließen. Es wurden aber auch 12 Vogelarten nachgewiesen, die als Kennarten für einen bestimmten Waldstrukturtyp gelten können. Für fünf dieser Arten konnten zudem funktionale Zusammenhänge zwischen ihrem Vorkommen im Untersuchungsgebiet und strukturellen Parametern der Vegetation im jeweiligen Waldstrukturtyp gefunden werden. Eine vergleichende Untersuchung der Vogelgemeinschaften entlang eines Gradienten menschlicher Einflussnahme (‚Primärer Schluchtwald tieferer Lagen’ - ‚Anthropogen beeinflusster Schluchtwald tieferer Lagen’ - ‚Reste von Schluchtwald tieferer Lagen’) zeigte den höchsten Artenreichtum und die größte Alpha-Diversität im anthropogen beeinflussten Schluchtwald. Die Anzahl typischer Waldarten nahm entlang des Gradienten ab, wogegen diejenige der typischen Waldrandarten bzw. Arten der halboffenen Habitate anstieg. Innerhalb der Nahrungsgilden zeigte sich eine Abnahme der Artenzahl entlang des Gradienten für die Insectivoren des Unterwuchses, die großen Frugivoren und die Omnivoren, während die Zahl der Granivoren zunahm. Die größte Zahl der Nectarivoren war, vermutlich aufgrund der großen Anzahl an Nahrungspflanzen, im anthropogen beeinflussten Schluchtwald anzutreffen. Vor allem der Rückgang typischer Waldarten unter zunehmendem anthropogenem Einfluss belegt die Wichtigkeit von Schutzmaßnahmen für große Flächen ungestörten Regenwaldes. Dies gilt insbesondere vor dem Hintergrund der extrem hohen Entwaldungsrate in den Bergregenwäldern Ecuadors und der gleichzeitig enorm hohen Biodiversität in diesen Gebieten, wie sie auch in dieser Untersuchung gezeigt werden konnte.
