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The present cumulative thesis is based on 6 papers concerning 3 topics: Balian-Low theorems, exponential bases and neural network approximation.
Various extensions of the Balian-Low theorem are proved for Gabor spaces spanning strict subsets of the space of square-integrable functions on the real line.
Concerning exponential bases, we show that a partition of the unit interval into subintervals with rationally independent endpoints admits a so-called hierarchical Riesz spectral set.
Finally, in terms of neural network approximation, quantitative rates for the approximation of complex valued functions with Sobolev (real) regularity via complex valued neural networks are obtained. Additionally, a network architecture is provided for approximating classifier functions with Barron boundaries without the curse of dimensionality.
Im Tourismus stellt der Fach- und Arbeitskräftemangel seit Jahrzehnten eine der größten Herausforderungen dar. Ohne Migration ist die Arbeit nicht mehr bewältigbar. Dadurch trägt der Sektor zur internationalen Arbeitsmigration und -mobilität bei und erfüllt gleichzeitig eine wesentliche Funktion bei der Aufnahme von Menschen mit Migrationshintergrund in den Erwerbsmarkt. Die Gründe für die Einstellung von Migrant*innen sind aus Unternehmenssicht vielfältig; sie liegen im Spannungsfeld zwischen günstigen Arbeitskosten, der Schließung von Personallücken und einem Zugewinn an Kompetenzen. Die Erfahrungen und Sichtweisen der (zugewanderten, mobilen) Arbeitskräfte bleiben jedoch meist unberücksichtigt. So auch in Südtirol, einer norditalienischen Provinz, wo es kaum Studien zur dortigen Beschäftigungssituation von Menschen mit Migrationshintergrund im Tourismus gibt, obwohl die Region bereits in den 1990er Jahren die Personalnot der Branche mithilfe von Arbeitsmigration zu lösen versuchte.
Vor diesem Hintergrund geht die vorliegende Untersuchung der Frage nach: Welche Rolle nimmt der Tourismussektor für Migrant*innen im Verlauf ihrer Leben ein und inwieweit erweitert oder begrenzt dieser ihre Agency (Handlungsfähigkeit)?
Es geht folglich darum zu verstehen, welchen Einfluss die gegebenen Rahmenbedingungen und (insbesondere touristische) Kontexte auf die individuelle Handlungsfähigkeit von Migrant*innen haben. Arbeit erfolgt immer in einem gesellschaftlichen und geographischen Kontext; daher ist es von Interesse zu verstehen, inwieweit das Handlungsvermögen von Arbeitskräften dadurch beeinflusst wird.
Um die Sichtweisen und Arbeitserfahrungen von Migrant*innen im Tourismus erfassen und die Forschungsfrage beantworten zu können, wurde für die vorliegende Arbeit ein qualitativ-induktiver und von der Empirie geleiteter Forschungsansatz gewählt. Subjekte und ihre Erfahrungen sowie das Verhältnis von Individuum und Gesellschaft werden dadurch ins Zentrum der Untersuchung gestellt. Biographisch-narrative Interviews mit Migrant*innen und semi-strukturierte Interviews mit Führungskräften aus der Südtiroler Beherbergung und Gastronomie dienen dazu, Ansichten aus der Perspektive der Arbeitskräfte und Unternehmen einzufangen und ein ganzheitliches Bild zu zeichnen. Der Fokus auf die individuelle Ebene der Arbeitskräfte und ihre Biographien gibt Aufschluss über Migrationsprozesse, subjektive Erfahrungen und Agency im und durch den Tourismus sowie im gesamtgesellschaftlichen Kontext.
Die zentralen Untersuchungsergebnisse lassen erkennen, dass die Situation und die Handlungsfähigkeit von Migrant*innen in Südtirol nicht nur durch den Arbeitsplatz und die Bedürfnisse der Branche, sondern insbesondere durch ihre soziale und geographische Einbettung beeinflusst wird und Migrant*innen unterschiedliche Strategien anwenden, um ihre Arbeits- und Lebenssituation zu verbessern. Jedoch zeigen sich auch klar Benachteiligungen von Migrant*innen am Erwerbsmarkt und Einschränkungen ihrer Agency im Aufnahmekontext.
Das Abschmelzen der Gletscher in den europäischen Alpen seit dem Ende der Kleinen Eiszeit (LIA) um die Mitte des 19. Jahrhunderts, das durch den Klimawandel noch verstärkt wurde, hat seitdem zur Entstehung großflächiger proglazialer Bereiche geführt. Diese unterliegen zum Teil einer lang anhaltenden und intensiven Morphodynamik.
Trotz vieler Forschungsanstrengungen bestehen nach wie vor einige Wissenslücken über die sich verändernde Morphodynamik. Für quantitative Langzeitanalysen dieser wurden in einigen Studien historische Luftbilder verwendet. Da diese aber erst ab Mitte des 20. Jahrhunderts zur Verfügung stehen, ergibt sich bis zum Ende des LIA eine zeitliche Lücke von ca. 100 Jahren, für die die Reaktion der Flächen auf die Eisfreisetzung kaum bekannt ist. Um entsprechende Aussagen treffen zu können, sind daher weitere Daten und Untersuchungen erforderlich. Inwieweit sich das Erosionsmuster der geomorphologisch aktiven Flächen über die letzten Jahrzehnte hinweg verändert hat, ist ebenfalls nicht bekannt. Auch der Einfluss sich ändernder externer Faktoren, wie Temperatur und Niederschlag auf geomorphologische Hangprozesse und der Einfluss der sich klimawandelbedingt ändernden Naturraumausstattung proglazialer Flächen auf Erosions- und Akkumulationsflächen, sind unzureichend untersucht. Um den Fortschritt der paraglazialen Hanganpassung beurteilen zu können, fehlen zudem jahrzehntelange Vergleichswerte der Erosionsraten der LIA-Lateralmoränen mit denen außerhalb dieser Flächen, z.B. auf würmzeitlichen proglazialen Flächen. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die genannten Forschungslücken zu adressieren und entsprechende Ergebnisse mit bestehenden Studien zu diskutieren.
Um einen ausreichend langen Untersuchungszeitraum zu gewährleisten, wurden verschiedene topographische Datengrundlagen aus unterschiedlichen Zeiträumen, basierend auf unterschiedlichen Fernerkundungsdaten, verwendet und miteinander kombiniert. Dazu gehören historische und aktuelle Luftbilder ab Mitte des 20. Jahrhunderts sowie aktuelle Light Detection and Ranging-Daten ab Mitte der 2000er Jahre, die entsprechend zu Orthofotos für flächenhafte Analysen bzw. zu digitalen Geländemodellen für volumetrische Analysen aufbereitet wurden. Um den Analysezeitraum in die zweite Hälfte des 19. und die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts auszudehnen, wurden einerseits historische terrestrische Schrägaufnahmen mittels digitalem Monoplotting ausgewertet und andererseits historische topographische Karten zu digitalen Geländemodellen prozessiert. Neben den topographischen Datensätzen wurden zudem naturräumliche Informationen wie meteorologische, hydrologische und vegetationskundliche Daten analysiert.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die beiden hier vorgestellten Ansätze geeignet sind, den Zeitraum für quantitative Analysen der Morphodynamik auf LIA-Lateralmoränen und damit die Untersuchung paraglazialer Hanganpassungsprozesse zeitlich bis in die zweite Hälfte des 19. und die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts zu erweitern. Die flächenhafte Analyse der Veränderung geomorphologisch aktiver Flächen auf Basis georeferenzierter Orthofotos zeigt eine nahezu kontinuierliche Flächenzunahme der (initialen) Runsensysteme eines LIA-Lateralmoränenabschnittes im Zeitraum zwischen 1890 und 2020. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts zeigen die volumetrischen Analysen, die am gleichen Hang durchgeführt wurden, allerdings eine Abnahme der geomorphologischen Aktivität. Ein Differenzgeländemodell, das aus karten- und luftbildbasierten digitalen Geländemodellen berechnet wurde, ermöglichte es zudem, eine Rutschung mit entsprechend höherer Magnitude zu erkennen, welche sich zwischen 1922 und 1953 ereignete.
Die volumetrischen Analysen, die einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten (ab der Mitte des 20. Jahrhunderts) abdecken, zeigen im Allgemeinen eine Abnahme der geomorphologischen Aktivität der LIA-Lateralmoränen. In einigen Fällen kann auch ein zunehmender Trend oder ein Verbleiben der Morphodynamik auf ähnlichem Niveau nachgewiesen werden. Dies kann als Verzögerung des paraglazialen Anpassungsprozesses interpretiert werden, bzw. zeigt, dass die Systeme einer solchen Anpassung auch entgegenlaufen können. Bei der Analyse der Entwicklung der Erosionsmuster auf den Hängen konnten vor allem zwei Gruppen von geomorphologisch aktiven Flächen mit unterschiedlichen Reaktionen identifiziert werden. Auf der einen Seite zeigt eine Gruppe nicht nur einen abnehmenden Sedimentaustrag, sondern auch eine anfänglich deutlich höhere Variabilität des Erosionsmusters innerhalb der Fläche, die im Laufe der Jahrzehnte konstanter wird. Eine weitere Gruppe zeigt ebenfalls eine Abnahme des Sedimentaustrags über die Jahrzehnte, jedoch bleibt das Erosionsmuster innerhalb der Fläche über die Zeiträume hinweg konstant, so dass beide Gruppen in den letzten Jahrzehnten ein ähnliches Verhalten zeigen. Die entsprechenden Ergebnisse führten schließlich zur Entwicklung des „Sedimentaktivitätskonzepts“, welches den paraglazialen Hanganpassungsprozess der letzten Jahrzehnte zusammenfasst.
Erosionsflächen mit einer höheren mittleren und maximalen Hangneigung sowie einer größeren Hanglänge weisen generell höhere geomorphologische Aktivitäten auf als solche mit entsprechend geringeren Werten. Diese Charakteristik scheint jedoch einen größeren Einfluss auf die geomorphologische Aktivität zu haben als die Zeit der Eisfreiwerdung. Analysen sich verändernder externer Faktoren, wie der Temperatur- und Niederschlagswerte, konnten sowohl fördernde als auch hemmende Auswirkungen auf geomorphologische Hangprozesse identifizieren, sodass abschließend nicht beurteilt werden kann, inwieweit sich diese tatsächlich auf die Erosionsprozesse der letzten Jahrzehnte der LIA-Lateralmoränen ausgewirkt haben. Es ist davon auszugehen, dass der andauernde paraglaziale Anpassungsprozess, der in der Regel mit einer Abnahme der Morphodynamik proglazialer Flächen verbunden ist, hier einen deutlich größeren Einfluss hat, als die sich ändernden meteorologischen Einflüsse.
Die Langzeit-Vegetationsanalysen zwischen 1890 und 2020 haben gezeigt, dass sich die Vegetation innerhalb eines LIA-Lateralmoränenabschnitts vor allem in den Bereichen entwickelt, die geomorphologisch nicht aktiv sind. In den geomorphologisch aktiven Flächen schwankt die Vegetationsausbreitung deutlich stärker, da diese durch Erosions- und Ablagerungsprozesse regelmäßig zurückgedrängt wird. Mit zunehmendem Abfluss konnte in jüngerer Zeit beobachtet werden, dass Akkumulationsflächen seitlich erodiert werden können. Ebenso kann gezeigt werden, dass die geomorphologische Aktivität innerhalb des Vorfluters eine Verflachung im unteren Bereich der Hänge unterbindet und letztlich eine Verlandung der Erosionsbasis verhindert, was wiederum für die angrenzenden Hänge erosionsfördernd sein kann.
Der Vergleich mit den langjährigen Erosionsraten außerhalb der proglazialen Flächen zeigt, dass die Erosionsraten auf den LIA-Lateralmoränen um einige Magnituden höher liegen. Daraus kann geschlossen werden, dass sich diese noch deutlich in der Phase der paraglazialen Anpassung befinden.
The existence of the common ash (Fraxinus excelsior L.) is acutely threatened by ash dieback, caused by the fungus Hymenoscyphus fraxineus. The disease may lead to reduced pollen flow due to crown damage and tree mortality, which affects the reproductive ecology of Fraxinus excelsior L. However, sexual reproduction in forest trees plays an essential role not only in species conservation and adaptive potential, but also in natural selection and the promotion of genetic diversity. The impending risk of reduced gene flow is therefore of serious concern and threatens the conservation of this valuable tree species. Therefore, it is critical to advance research on the effects of ash dieback on (effective) pollen transport and reproductive ecology of Fraxinus excelsior L. These results can be used to support forest management, such as maintaining ash genetic diversity and promoting the development of natural resistance. Therefore, this study will conduct extensive research in two seed orchards and one floodplain forest in Southern Germany from 2018 to 2021. The main objective of this dissertation was to improve our understanding of gene flow patterns by investigating (effective) pollen dispersal, pollen production and pollen and seed quality of ash trees in relation to their health status.
The main research questions were:
(1) How does ash (effective) pollen transport vary with stand density, ash abundance and meteorology?
(2) Is there a link between mating success and damage to the paternal tree?
(3) Does the health of the ash trees affect pollen and seed quality, as well as pollen quantity?
To answer these questions, different methods were used in the study areas, which differed in topography and degree of stocking. Therefore, not all parameters were examined at every site and in every year, depending on the issue concerned. The health status of the ash trees was assessed every year in July using a six-level vitality score. In addition, phenological observations were made annually in spring according to the BBCH code to determine different phenological stages such as beginning of flowering, full flowering, flower wilting and end of flowering.
Aerobiological pollen measurements were carried out in the two orchards in 2019 and 2020 using self-constructed gravimetric pollen traps of the Durham type. One of the traps was placed in the center of each orchard and up to five additional traps were placed at a maximum distance of 500 m from the orchard. Five vaseline-coated slides were attached to each trap (one in each cardinal di-rection and one horizontally) to measure pollen transport (N=4) and weekly cumulative pollen position (N=1). To study the influence of meteorological parameters, a climate station was placed in each orchard. In addition, other anemometers or data loggers for air temperature and relative humidity were installed.
For paternity analyses, cambium samples were collected for genotyping from branches and stumps of 251 ash trees in a seed orchard and floodplain forest. In addition, seeds were collected from 12 parent trees per site with different health status. Genetic analyses were performed to determine paternal trees using nuclear microsatellites. Paternities were assigned using the likelihood model implemented in Cervus 3.0.7 software.
Pollen viability of ash trees with different health status were studied at all three sites. Pollen production in the two seed orchards and seed quality in one orchard and the floodplain forest. For this purpose, inflorescences of 105 ash trees (pollen production), pollen of 125 ash trees (pollen viability) and seeds of 53 ash trees (seed quality) were collected. Pollen production was estimated from flower to tree level and pollen viability was determined using the TTC (2,3,5-triphenyltetrazolium chloride) test. In addition, pollen storage experiments were carried out to investigate the influence of meteorological factors on pollen viability. Pollen were stored for various periods at different temperatures and humidity conditions and their viability was determined. Seeds were analyzed for quantity and quality (solid, hollow grains, insect damage and germination) and seed quality was determined by both stratification and the TTC test.
The results on aerobiological pollen transport showed that pollen transport is related to meteorology, phenological development and the topography of the study site. The Schorndorf orchard, located on a slope, showed higher pollen levels at the downslope traps, likely due to the transport of pollen by cold air flow. The prevailing wind direction often corresponded with the compass direction in which the highest pollen deposition was measured. When analyzing the pollen data for individual traps, the highest pollen levels were measured outside the orchards in 2019, a year with low flower development. In contrast, most pollen were collected inside the orchard in the pollen-rich year 2020. This suggests that trees outside the orchard can potentially contribute more to pollination in a poor pollen year. In Emmendingen, minor difference in pollen quantity was found between traps at 1.5 m and 5 m height, but there were temporal differences indicating vertical variation in pollen availability. Ash pollen were found to be transported over a distance of more than 400 m, with the amount of pollen decreasing with increasing distance. About 50 % less pollen were measured at a distance of 200 m, but even at a distance of 500 m more than 10 % pollen were still detected.
The studies on effective pollen transport showed similar results: the average distance between father and mother tree was 76 m in the orchard and 166 m in the floodplain forest, with pollination success decreasing considerably with increasing distance. Despite the dense tree cover, the longest distances (> 550 m) were recorded in the floodplain forest. Based on this and the fact that 66.5 % cross-pollen input was recorded in the seed orchard, it can be assumed that pollination does not only involve local sources. However, self-pollination generally did not have a substantial effect on ash reproduction. In terms of health status, both healthy and slightly damaged parent trees showed similar mating success. However, in severely damaged trees almost no flowering could be documented. In general, it was demonstrated that both healthy and slightly diseased fathers sired more offspring than severely diseased ash trees.
The effect of ash dieback on pollen production showed no significant difference between healthy and diseased ash trees, although 53 % of severely diseased male ash trees did not produce flowers. In terms of pollen viability, there was a tendency for diseased ash trees to have less viable pollen than healthy ash trees. In addition, the viability experiments revealed a strong influence of prevailing temperatures on pollen viability, which decreased more rapidly under warmer conditions. There was also no statistical difference in seed quality between ash trees of different health status. However, non-viable seeds were often heavily infested with insects.
In summary, the studies show that a variety of factors influence the reproductive ecology and (effective) pollen transport of ash trees. However, the fact that severely affected ash trees are linked to a reduced flower production and lower pollen quality suggests that as health deteriorates, reproductive capacity also declines. It is therefore likely that severely diseased ash trees have a limited ability to pass on their genes to the next generation. Paternity analyses also suggest that high vigor has a positive effect on reproductive success and that pollen transport can occur over long distances. As susceptibility to ash dieback can be passed on from parents to offspring, these reactions to ash dieback may make ash populations less susceptible in the future.
Finance without foundations
(2022)
This thesis examines the role of financial inclusion by way of access to formal financial services such as savings, credit, transfers and payments, in supporting the lives of refugees in protracted displacement in Jordan. It asks if such access enables smoother financial and livelihood transitions as refugees arrive and integrate into their new environments in host countries. It critically evaluates the narrative presented by humanitarian actors supporting financial inclusion as a marketled intervention to support refugee self-reliance. It argues that the limited provision of financial services through mobile wallets and micro-credit is not sufficient to financially integrate refugees. Above all, it demonstrates through the in-depth qualitative research in Jordan that in a context where refugees’ livelihoods are constrained due to a lack of foundational economic rights, financial services can only marginally improve their lives by making it more convenient to receive remittances and humanitarian transfers.
The research is embedded in a larger project called “Finance in Displacement: Exploring and strengthening financial lives of forcibly displaced persons” (FIND), which was initiated in 2019 as a collaboration between the Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt, the Tufts University, and the International Rescue Committee. The project was supported by the German Federal Ministry for Economic Cooperation and Development (BMZ).
Background:
Pollen allergies are widespread around the world, making the study of pollen levels in and around cities a task of high importance. This is also related to the fact that an increasing number of people is living in cities and urban areas are expanding. In addition, environmental changes in the context of climate change are expected to alter plant characteristics that affect the amount of pollen in the air. In order to assess the allergy risk, information on pollen that people are exposed to is needed. Monitoring of aeroallergens in cities is often conducted using a single trap. This trap can provide information on background pollen concentration, however, it does not reflect temporal and spatial variations of pollen at street level of the heterogeneous urban environment. The amount of pollen in the air is the result of a number of processes, one of which is pollen production. Pollen production is expected to be altered by climate change and is influenced by environmental factors such as temperature or air pollutants. To further investigate variations of allergenic pollen in cities, this thesis focuses on these central research questions:
- Are there differences in the amount of airborne pollen between urban and rural locations and do pollen loads vary at different spatial and temporal scales?
- What is the influence of land use and management on pollen loads?
- Is there a difference in pollen production of allergenic species between urban and rural locations and can the influence of environmental factors be detected?
Data and Methods:
Data on airborne pollen were gathered in two study areas with various pollen traps. In Ingolstadt, Germany, background pollen concentrations of Poaceae were measured in 2019 and 2020. Additionally, a network consisting of twelve gravimetric pollen traps was set up during the grass pollen seasons of those years. For an additional sampling campaign, portable volumetric traps were used to measure pollen concentration at street level. Investigations were also conducted in Sydney, Australia, where concentrations of Poaceae, Myrtaceae and Cupressaceae pollen and Alternaria spores were measured during three pollen seasons from 2017 to 2020. In the summer of 2019/2020, additional ten gravimetric traps were set up. For both study areas, pollen season characteristics and temporal and spatial variations of pollen concentrations and pollen deposition were analysed in context with land use, land management and meteorological parameters.
Furthermore, pollen production of the allergenic species Betula pendula, Plantago lanceolata and Dactylis glomerata was investigated in the Ingolstadt study area along an urbanisation gradient, which covered different types of land use. In total, 24 individuals of B. pendula, 82 individuals of P. lanceolata and 54 individuals of D. glomerata were analysed. Pollen production was compared between urban and rural locations and the influence of air temperature and the air pollutants nitrogen dioxide (NO2) and ozone (O3) was assessed. Air temperature was measured in the field and pollutant concentrations were computed using a land use regression model.
Results and Discussion:
In Ingolstadt, grass pollen concentrations and deposition were generally higher at rural than at urban locations as documented in peak values and seasonal totals. Diurnal variations however, did not vary between urban and rural locations. Grass pollen levels were linked to local vegetation and land use but also land management, as grass cutting was reducing pollen levels in the surroundings.
In Sydney, pollen season characteristics varied between the seasons and we found significant correlations between daily pollen and spore concentrations and meteorological parameters. There were significant positive correlations with air temperature for all analysed pollen and spore types. Correlations with humidity (Myrtaceae, Cupressaceae, Alternaria) and precipitation (Myrtaceae, Cupressaceae) were negative. Spatial variations of pollen deposition were observed, but there were no correlations with land use. This could be attributable to the drought before and during this sampling campaign as well as the temporal setting of the sampling campaign.
The results from both study areas suggest that local vegetation is the main influence on the pollen amount at street level. However, when the season’s intensity decreased, other influences such as resuspension or pollen transport become more important. Analyses of pollen production revealed statistically significant differences between urban and rural locations for B. pendula and P. lanceolata. Pollen production decreased with temperature and urbanisation for all species, however, pollen production varied at small spatial distances within species. For increasing air pollutant levels, decreases were observed for B. pendula and P. lanceolata, but increases for D. glomerata. These results suggest that environmental influences seem to be species-specific.
The results from the studies contribute to the knowledge on temporal and spatial variations of airborne pollen in cities, as well as on pollen production of allergenic species. They highlight the importance of pollen monitoring at street level and at different locations in cities to assess the amount of pollen that people are exposed to. Further research in this area should investigate the influence of land management, which was identified to influence the amount of pollen in the air, and which could be a mitigation strategy for allergy-affected people. In addition, pollen production should be further examined with different kinds of experiments, as it is the major influence of ambient pollen concentration in the air.
Linear regression models are very popular among users as they allow an intuitive interpretation of the dependencies between an outcome variable and explanatory variables. However, to avoid false conclusions from such models, any statistical inference should be backed up by a goodness-of-fit test. These tests check whether the hypothesised class of possible regression functions has been adequately chosen.
In this work, goodness-of-fit tests for univariate linear regression models based on the asymptotic distribution of residual CUSUM processes are studied. In the literature, a distinction is made between random designs and fixed designs when studying such goodness-of-fit tests. We prove that for each of these two scenarios (random and fixed design) there is a corresponding uniform design, we examine similarities and differences between these two scenarios, and prove that, when it comes to goodness-of-fit tests in in linear regression models based on the asymptotic distribution of residual CUSUM processes, one can assume without loss of generality a generic linear regression model.
Furthermore, a geometric interpretation of residual CUSUM limit processes as projections on certain reproducing kernel Hilbert spaces is given, the effect of heteroscedastic regression errors on residual CUSUM limit processes is investigated, and an interpretation of the Khmaladze maratingale transformation as a continuous-time recursive least squares method is made explicit.
Um die langfristige Genese einer Landschaft nachvollziehen zu können, ist es nötig, die Prozesse vergangener Zeiten bzw. die daraus resultierenden Geländeformen möglichst genau zu rekonstruieren. Neben der Messung aktueller Prozessraten erfordert dies die Integration von historischen Prozessraten aus Messdaten unter vergangenen Umweltbedingungen. In diesem Zusammenhang zeigt sich das große Potential historischer Luftaufnahmen aus verschiedensten Archiven. Für Europa sind diese für viele Regionen ab den frühen 1950er Jahren, vereinzelt sogar ab den 1930er Jahren erhältlich. Die potentiell erzielbaren Genauigkeiten topographischer Aufnahmen sind von einer Vielzahl an Faktoren gesteuert. Diese können aufgrund unterschiedlicher Sensoren und der individuellen naturräumlichen Ausstattung eines jeden Untersuchungsgebietes sehr unterschiedlich sein. Die Qualität der finalen Produkte, im Speziellen die resultierenden Genauigkeiten und Auflösungen (räumlich und zeitlich) der Höhen- und Geländemodelle, wird vor allem von der Datenaufnahme und -Verarbeitung gesteuert. Bereits ab Mitte des 20. Jahrhunderts wurde damit begonnen Sedimentbilanzen für gesamte Einzugsgebiete zu erstellen, um die Prozessvielfalt und -Interaktion besser zu verstehen. Die Untersuchungen wurden zumeist auf der Hang- oder Plotskala durchgeführt. Mittels Extrapolation konnten so die Sedimentbilanzen für ganze Einzugsgebiete berechnet werden. Diese Arbeiten lieferten wichtige Erkenntnisse in Bezug auf den Sedimenthaushalt in bestimmten Teileinzugsgebieten, konnten aber noch keine detaillierten Aussagen über die räumliche und zeitliche Variabilität der geomorphologischen Prozesse liefern. Prozesse geringer Magnituden konnten mit den klassischen analogen Messmethoden nur schwer oder gar nicht gemessen werden. Selbiges gilt für Prozesse hoher Magnitude aber geringer Frequenz, wenn diese nicht im entsprechenden Beobachtungszeitraum auftraten, aber mitunter einen großen Beitrag zum Sedimenthaushalt des Einzugsgebietes leisten und somit das gesamte geomorphologische System beeinflussen können. Die rasch voranschreitenden technologischen Entwicklungen im Computersektor und die Kommerzialisierung des Drohnenmarktes ab 2013 eröffneten einer Vielzahl von Anwendern aus den verschiedensten Geowissenschaften, im Speziellen aber aus der Geomorphologie, den Zugang zu photogrammetrischen Verfahren. Die vorliegende kumulative Dissertation beschäftigt sich mit der Frage nach den Chancen und Grenzen luftgestützter photogrammetrischer Produkte zur Verbesserung des geomorphologischen Prozessverständnisses komplexer Landschaften auf Einzugsgebietsebene. Die innerhalb der Dissertation enthaltenen sechs Einzelstudien gehen dabei unterschiedlichen methodischen und fachlichen Schwerpunkten nach. Methodisch liegt der Fokus dabei auf der Beurteilung verschiedener UAS-Modelle aus unterschiedlichen Preis- und Gewichtsklassen sowie der Verarbeitung von historischen Luftbilddatensätzen mittels der Structure-from-Motion Methode. Neben der Frage nach dem Einfluss verschiedener Aufnahme- und Auswerteparameter auf die Genauigkeit der resultierenden Höhen- und Geländemodellen liegt der weitere Fokus auf der Beurteilung langfristiger geomorphologischer Veränderungen in den einzelnen Untersuchungsgebieten (Eichstätt, Kaunertal, Toskana). Trotz möglichst stabiler Aufnahmebedingungen und -Parameter zeigen die Geländemodelle der einzelnen UAS unterschiedliche Fehlermagnituden und -ausprägungen. Für die Modelle XR6, Inspire 2 und Phantom 4 Pro sind die Unterschiede für die meisten geomorphologischen Untersuchungen aufgrund der geringen Standardabweichungen von 5 cm (XR6, Inspire 2 und Phantom 4 Pro) bis 16 cm (Mavic Pro) nicht relevant. Aufgrund der geringen Größe, des Gewichtsvorteils und der damit einhergehenden Anwenderfreundlichkeit kann der Einsatz des Phantom 4 Pro UAS vor allem in schwer zugänglichem Gelände vorteilhaft sein. Auf die Verwendung von UAS mit rolling-shutter-Sensoren (hier: Mavic Pro) sollte aufgrund höherer geometrischer Verzerrungen und den daraus resultierenden Problemen bei der Bildverarbeitung mittels SfM-MVS verzichtet werden. Bezüglich der Verwendung von historischen Luftbildern zeigen alle innerhalb dieser Arbeit enthaltenen Studien die Eignung solcher Datensätze zur SfM-MVS basierten Rekonstruktion von Geländeoberflächen in komplexen Terrains auf Einzugsgebietsebene. Die Analysen zeigen, dass die Inklusion von Linsen-/Kamera-Kalibrierungsparametern in der SfM-MVS-Verarbeitung die Geländemodellrekonstruktion maßgeblich verbessert. Fehlerhaft rekonstruierte Oberflächen treten vor allem in Datensätzen auf, die ohne Kalibrierungsinformationen berechnet wurden auf. In den aus JPEG-Daten berechneten Geländemodellen sind diese im Vergleich zu den TIFF-Datensätzen weit stärker ausgeprägt, und die TIFF-basierten Modelle weisen deutlich geringere Standardabweichungen auf. Vor allem die Fusion von Ergebnissen aus kurz- und langfristig angelegten Untersuchungen bietet großes Potential, um die Veränderungen in den geomorphologischen Systemen ganzer Einzugsgebiete besser zu verstehen.
Seit dem Ende der Kleinen Eiszeit in der Mitte des 19. Jahrhunderts findet in den Alpen eine rasche Gletscherschmelze statt, die durch den aktuellen Klimawandel zusätzlich verstärkt wird. Im Zuge dessen werden große Areale mit lockerem Sediment freigelegt, unter anderem in Form von Lateralmoränen. Diese erfahren aufgrund ihres hohen Anteils an Lockermaterial und ihrer großen Neigung häufig eine Überformung durch geomorphologische Prozesse wie Muren, Rutschungen oder fluvialen Abtrag. Die Ergebnisse bisheriger Studien weisen darauf hin, dass die Geomorphodynamik auf Lateralmoränen während und im direkten Anschluss an die Gletscherschmelze am höchsten ist und im weiteren Verlauf abnimmt. Diese Untersuchungen fanden meist nur zu einem einzigen Zeitpunkt, aber auf Lateralmoränenabschnitten in verschiedenen Abständen zur rezenten Gletscherzunge statt. Diese Abstände wurden dabei mit einer unterschiedlich langen Zeit seit Entgletscherung gleichgesetzt.
Im Gegensatz dazu wurde in dieser Arbeit anhand einer Auswahl von 10 Gletschervorfeldern in den Ostalpen der Frage nachgegangen, welche geomorphodynamischen Entwicklungen und Veränderungen von geomorphologischen Prozessen Lateralmoränen bei einer Beobachtung über Jahrzehnte hinweg zeigen. Für den Blick in die Vergangenheit wurden Archivluftbilder genutzt, die bis in die 1950er Jahre zurückreichen. Weitere Luftbilddatensätze stammen für die meisten untersuchten Gebiete aus den 1970er und 2000er Jahren. Die Luftbilder ermöglichten die Berechnung von Höhenmodellen, über deren Differenz Oberflächenveränderungen detektiert werden konnten. Aktuelle Fotoaufnahmen mit einer Drohne aus zwei aufeinanderfolgenden Jahren erlaubten zudem die hochgenaue Untersuchung rezent stattfindender Prozesse auf ausgewählten Abschnitten der Lateralmoränen. Die Ergebnisse zeigen ein sehr differenziertes Bild der Entwicklung der Morphodynamik und identifizierten Lateralmoränenabschnitte, deren Erosionsraten stagnieren, einen Lateralmoränenabschnitt mit zunehmenden Raten sowie eine überwiegende Anzahl mit über die Jahrzehnte abnehmender Morphodynamik, die jedoch bei vielen dieser Flächen auf einem hohen Niveau verbleibt. So weisen Moränenabschnitte mit hoher Morphodynamik ab Beginn des Beobachtungszeitraumes größtenteils bis heute sehr hohe Erosionsraten von bis zu 11 cm im Jahr auf und sind von einer starken Runsenbildung am Oberhang geprägt. Ein Zusammenhang zwischen der Entwicklung der Morphodynamik und der Zeit seit Entgletscherung konnte nur sehr bedingt festgestellt werden. Vielmehr deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Beschaffenheiten der Lateralmoränen wie die primäre Hangneigung zum Zeitpunkt der Entgletscherung großen Einfluss auf die spätere Morphodynamik ausüben. Aufgrund dieser Beobachtungen muss hinterfragt werden, inwiefern Vergleichsuntersuchungen von Moränenabschnitten in unterschiedlicher Entfernung zur rezenten Gletscherzunge tatsächlich Hinweise auf den Ablauf der Stabilisierung von Lateralmoränen liefern und ob die vorgeschlagenen Modelle einer raschen Stabilisierung innerhalb einiger Jahrzehnte nach Entgletscherung aufgrund dessen, was die in die Vergangenheit reichenden Daten zeigen, nicht überdacht werden müssen.
Diese Studie untersucht am Beispiel des Arava Institute for Environmental Studies in Israel, wie umweltbasierte Friedensbildungsmaßnahmen die Wahrnehmung eines Konflikts bei Akteuren auf der Graswurzelebene verändern können. Ausgangsüberlegung ist dabei, Umwelt nicht nur als Teil des Konfliktes zu interpretieren, sondern als konfliktneutralen Katalysator einzusetzen. Die auf dieser Basis erreichte Veränderung der Wahrnehmung des Konflikts wird in Form von konstruierten Raumbildern sowie den Bausteinen der Versöhnung nach LEDERACH (1997) konzeptualisiert. Die empirischen Einblicke zeigen zum einen die Bedeutung von physischen wie sozialen Orten und Räumen als Rahmen für die konstruktive Auseinandersetzung. Zum anderen lässt sich in Bezug auf die Konfliktwahrnehmung ein Bruch zwischen einer positiven Veränderung des Bildes der anderen Gruppe sowie dem Wunsch nach Frieden und der persistenten Konstruktion des Erbes sowie dem schweren Schritt der Vergebung ableiten.
Im Kontext des schnell voranschreitenden, klimatisch bedingten Wandels im Hochgebirge wird in dieser Arbeit die Geomorphodynamik auf proglazialen Moränen im Hinteren Kaunertal in den Österreichischen Zentralalpen untersucht. Die bis zu 90° steilen und bis zu 200 m hohen Lateralmoränen des Gepatschferners und des Weißseeferners dienen als Untersuchungsflächen, um Veränderungen von geomorphologischen Prozessen in der Zeit seit Eisfreiwerdung und deren Saisonalität für Einzugsgebiete mit unterschiedlichen klimatischen, lithologischen, morphometrischen, hydrologischen und ökologischen Charakteristika festzustellen. Unter Verwendung von airborne und terrestrischen LiDAR-Daten wurden räumlich (1 m und 0.5 m Auflösung) und zeitlich (ALS: 2006, 2012 und 2014; TLS: 2011-2015) hochaufgelöste digitale Geländemodelle (DGMs) berechnet, um die formgebenden Mechanismen und deren Einflussfaktoren auf den proglazialen Lockermaterialhängen zu analysieren. Auf Basis der Geländemodelle werden die vorherrschenden Prozesse (Rutschungen, Murgänge und fluvialer Abtrag) (i) anhand von DoD quantifiziert und (ii) modelliert, (iii) mit der Auswertung von Profilanalysen differenziert und (iv) Veränderungen der morphometrischen Parameter Hangneigung, Rauigkeit und Krümmung festgestellt. Des weiteren werden meteorologische Daten ausgewertet und mit den Ergebnissen der räumlichen Analysen korreliert, um die erosionsvorbereitenden und -auslösenden klimatischen Einflussfaktoren zu determinieren.
Glacier retreat due to climate change is significant and well investigated on a
regional scale. Much less is known about local effects, especially in the proglacial
area. This thesis focuses on glacial changes and new methods to tackle the processes
therein. The glacial changes within the catchment of the river Fagge, in the upper
Kaunertal valley, are investigated by combining different direct glaciological, geodetic
and geophysical methods. Alongside long-term monitoring of glacier flow velocities
at adjacent glaciers, the investigation focuses on the glacier tongue of Gepatschferner.
In addition to the direct measurements of the ice motion and the determination of the
surface mass balance, the ice thickness and the thickness of subglacial sediments is
measured with vibroseismic soundings. Changes in total area, elevation and volume
are calculated from multiple high-resolution digital elevation models from airborne
laser scans. These detailed glaciological investigations are part of the joint project
PROSA, which focuses on the geomorphodynamics of the entire proglacial system
and aims at balancing the sediment budget therein.
The presented cumulative doctoral thesis consists of three publications and additional
results from the glaciological part of PROSA. This includes long-term
monitoring of glacier flow velocities (Paper 1), detailed investigations of the process
development of a surface depression at the tongue of Gepatschferner (Paper 2), and
an approach at closing the balances of ice, water and sediments on the glacier tongue
(Paper 3).
It turned out that the formation of circular and funnel-shaped surface depressions
occurs as a consequence of increased glacier retreat rates. Additionally, the process
of the depression development in turn increases the retreat rates. This exemplary
development was caused by the evacuation of subglacial sediments after a heavy
precipitation event and by decreasing glacier dynamics as a result of negative glacier
mass balances. Beside the mass balances, the horizontal motion and especially the
vertical motion of the glacier provide valuable information on the glacier state, such
as measured in the long-term program on Kesselwandferner. The magnitudes of the
mass exchanges showed the influence of extreme events, which exceed mean daily
and even annual turnovers, as well as the role of the melt water production at the
glacier tongue of Gepatschferner and its severe effect on the glacial runoff regime of
the river Fagge.
Konvergenz reeller Tschebyscheff-, klassischer Padé- und Lp-Approximationen, p>1: Inverse Probleme
(2018)
Approximationstheorie ist ein etabliertes Gebiet der Mathematik, eng verknüpft
mit der Funktionentheorie und Potentialtheorie. Im Teilbereich der Konvergenztheorie
treten zwei verschiedene Typen von Problemen auf: direkte und
inverse. Direkte Probleme verknüpfen die Konvergenzgeschwindigkeit bezüglich
einer Klasse von Approximationsfunktionen mit analytischen Eigenschaften der
zu approximierenden Funktion. Umgekehrt leiten inverse Fragestellungen analytische
Eigenschaften der approximierten Funktion aus Charakteristika der
Approximation ab, beispielsweise aus der Konvergenzrate oder der Lage der
Nullstellen oder Singularitäten der approximierten Funktionen. In dieser Arbeit
untersuchen wir inverse Probleme bezüglich reeller Tschebyscheff-, klassischer
Padé- und polynomialer Lp- Approximationen, p > 1 indem Einschränkungen
an die Lage der Nullstellen oder Polstellen der rationalen oder polynomialen
Approximationen gemacht werden.
This case study aims to identify, inventory and classify existing and potential tourism resources in Iraq al-Amir and its surrounding areas, which could be used as baseline data by decision-makers for future tourism development to develop, promote, and market the area. Additionally, it uses evaluation criteria to identify potential tourism resources, in order to determine suitability and likelihood of success if development does take place. Three distinct tourism segments are considered: cultural heritage, nature-based, and agritourism.
Study findings are primarily based on qualitative methodology, in the form of interviews and field observations. Quantitative methodology was used to extract some of the data from maps of the case study area, as data for some of the criteria was not provided by the respondents. Analysis of the data confirms that Iraq al-Amir and its surrounding areas have abundant potential tourism resources for all three of the tourism segments analysed, particularly in terms of diversification.
Findings reveal that the case study area has inadequate basic infrastructure. A major drawback to the feasibility of future tourism activities is the lack of easy access. The main access road is narrow and very winding, but it would be possible for visitors to use three existing alternative roads to access the area if they were upgraded and signposted. The lack of infrastructure is a direct result of ineffective coordination and cooperation among stakeholders, from both the public and private sectors, together with complicated regulations and laws, which has limited the extent to which the local community tourism is able to benefit from development and investment opportunities which a strong tourism industry could potentially provide.
Conclusions from the case study affirm that Iraq al-Amir and its surrounding areas are suitable for tourism development, due to its diverse range of attractions, one of the major factors relating to successful tourism. Diversity of attractions is a key motivation for tourists to visit a destination. Without attractions, there is no need to supply facilities and services. Potential facilities and services provided for tourist related activities could also be used by the local population, thus significantly improving quality of life in the case study area, which currently lacks such infrastructure.
As a result of the almost continuous climatic warming since the end of the Little Ice Age, a large store of unconsolidated material is available for mobilization by different sediment transport processes in the proglacial areas of the Alps. This can also be stated for the area around the Gepatsch glacier in the Upper Kauner Valley (Ötztal Alps, Tyrol). Consequences are changes in the sediment budget of the catchment of the Gepatsch reservoir.
The main goal of this thesis was the construction of a recent time sale sediment budget of this area. An important methodological property of the conducted research was the usage of study area-wide LiDAR data (TLS and ALS) of comparatively high temporal and spatial density. After several billion measurement points and data from field work, mapping and modelling efforts had been processed and evaluated, it was possible to identify and quantify the sediment transport by all relevant processes on the scale of the study area.
As this study was conducted in the framework of the PROSA project, it was possible to enrich own results with data from other working groups. This formed the basis for a regionalization of measured rates to the scale of the 62 km² large study area.
Results are presented and discussed for the processes of rock fall of various magnitudes, debris flows, avalanches, creep on talus, fluvial processes (hillslopes and main fluvial system) and rates obtained for rock glaciers and glaciers. In order to make different processes comparable, the potential energy transformed was also calculated.
The resulting sediment budget (reference time period 2012-2014) does not only show the relative importance of the mentioned processes and spatial subunits (proglacial vs. non-proglacial) in the Upper Kauner Valley. It also gives insight into the importance of high-magnitude events and the configuration of the sediment transport system with regard to its connectivity.
Mit der vorliegenden Arbeit wurden die wesentlichen abiotischen Parameter, Prozesse und Strukturen in den Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt und dem hier als Umgehungsgewässer angelegten Ottheinrichbach erfasst. Ziel war es, die Hydro- und Morphodynamik in Fluss und Aue, ausgelöst durch die umgesetzten Renaturierungs-maßnahmen, zu untersuchen. Hierzu wurde eine Kombination aus unterschiedlichen Methoden gewählt, um die raum-zeitlichen Veränderungen am Fließgewässer umfassend zu dokumentieren.
Detailbetrachtungen von Datenreihen lieferten die Erkenntnis, dass der Pegelstand nach Erreichen eines mehr oder weniger konstanten Höchststandes aufgrund der maximal zur Verfügung stehenden Ausleitungsmenge von 30 m3/s Wassermenge unabhängig von der Dauer einer ÖF nicht mehr weiter zunimmt. Weiter konnten Unterschiede zwischen einem natürlichen Hochwasser und einer gesteuerten Flutung gezeigt werden. Die Ausbreitung der Flutungsflächen wird dabei durch Rückstauprozesse entscheidend beeinflusst. Die Ausdehnung der tatsächlich überfluteten kartierten Bereiche bleibt dabei jedoch deutlich hinter den über Modelle prognostizierten Überschwemmungsflächen zurück. Insgesamt hat sich durch die Renaturierung die Fläche, die bei Hochwasserereignissen überflutet wird, deutlich vergrößert und eine Verbesserung hin zu hydrodynamischen Standortverhältnissen konnte erreicht werden.
Über verschiedene morphologische Untersuchungen konnten eine Differenzierung bestehender und eine Entwicklung von neuen Habitaten festgestellt werden. Die Auswertungen der Querprofilvermessungen verdeutlichen eine sehr unterschiedliche „Entwicklungsfreudigkeit“ an den einzelnen Standorten. Gestützt wird diese Erkenntnis auch durch die Ergebnisse der Vermessung mit einem terrestrischen Laserscanner. Damit konnten verschiedene Einzelprozesse herausgefiltert werden und eine Quantifizierung der Erosion- und Akkumulation vorgenommen werden. Bemerkenswert ist die für manche Standorte extrem schnelle Entwicklung von diversen Bankstrukturen, insbesondere im ersten Jahr der Beobachtung. Allgemeiner ausgedrückt kann von verschiedenen Aktivitätsphasen gesprochen werden, da das Flussbett infolge dynamisierter Abflüsse und Fließgeschwindigkeiten einer ständigen Veränderung unterliegt.
Die wichtigste Voraussetzung für ein funktionstüchtiges Fließgewässer wurde durch die Dynamisierungsmaßnahmen (Dotierung des Umgehungsbaches, Steuerung bei einer Ökologischen Flutung und Umsetzung der Grundwasserabsenkung) geschaffen und bleibt bestehen: Raum für eigendynamische Gewässerentwicklung.
Die Untersuchungsergebnisse des großen Freilandexperiments „Dynamisierung der Donauauen“ zeigen, wie stark die Prozesse, welche die Entwicklung der Donauauen maßgeblich mitbeeinflussen, von der Steuerung und Durchführung der einzelnen Dynamisierungsmaßnahmen abhängen. Die Entwicklungen laufen dabei mit ausgeprägten räumlichen und zeitlichen Unterschieden ab und dürfen nicht pauschalisiert auf das ganze Auensystem übertragen werden.
Tourism studies have understood tourism as a “Western” phenomenon, which tended to neglect the presence of “non-Western” tourists and to over-generalise the application and universality of their theories. By now, tourism has become a global phenomenon with growing numbers of “emergent tourists”, especially from China. However, its quantitative importance, the touristic performances of this source market, and especially those of Chinese outbound organized mass tourists in western tourism stages continue to be under-researched. Moreover, the analysis of the Chinese outbound tourism phenomena encompasses mostly economic and business driven-studies and reports, which look for homogeneity instead of plurality of voices.
Drawing from all of the above, the aim of this interdisciplinary research is, therefore, to explore and provide further understanding of the tourism performances of Chinese outbound organized mass tourists on German tourism stages. To achieve this, the research draws on the performance approach in tourism research.
The research is based on a phenomenological approach. Part of the study’s field research was conducted largely from 2011 to 2012, both in China and Germany. In China, information was gathered by using open and semi-structured in-depth expert interviews with representatives from the Chinese tourism industry, tourism boards, as well as with tourism academics. In Germany, the ethnographic fieldwork consisted of participant observations, semi-structured interviews and short questionnaires to Chinese outbound tourist members of group package tours organized by Chinese-German travel companies. Furthermore, expert interviews were conducted with German industry representatives, experts and academics in 2013. As far as the analysis of the field research is concerned, the study relies on the GABEK qualitative method of research analysis supported by the WinRelan 32 software.
As part of the discussion, this research argues that the examination of tourism practices and behaviours of Chinese outbound organized mass tourists under the performance metaphor is able to provide further understanding on the previously neglected tourism consumption of “non-Western” tourists. Within the findings, it was possible to identify both modern und post-modern characteristics of the Chinese outbound organized mass market. This concurs with the recent de-differentiation between the typical tourism binaries (everyday-holiday and home-away) found in tourism theory by acknowledging that everyday conventions and habits inform touristic performances of Chinese tourists in Germany. Moreover, the research presents insights that allow to corroborate the future presence of organized mass tourists in the Chinese outbound market, as well as to de-inferiorise and de–homogenise the segment. With regard to German stages, the research highlights the opportunities and challenges Germany´s tourism industry still has ahead of it. Finally, the study presents a number of implications for future practice, which can be useful to plan a long-term strategy for Chinese outbound tourism.
Erhöhte Bodenerosionsraten sind auf Brandflächen, v.a. im mediterranen oder subtropischen Raum, eine vielfach auftretende Folge des Feuers. Auch die kanarische Insel La Palma unterliegt häufig dem Einfluss von Waldbränden. Der vorherrschende kanarische Kiefernwald bietet dabei ideale Bedingungen für eine rasche Ausbreitung des Feuers. Die Insel zeigt u.a. aufgrund ihres ausgeprägten Reliefs und des vulkanischen Ausgangsmaterials auch im Hinblick auf die Entstehung von Muren bzw. die Ausbildung von Gullies eine erhöhte Vulnerabilität des Bodens nach einem Brandereignis.
Die post-Brand-Bodenerosionsraten (2011-2013) wurden in vorliegender Studie mittels Terrestrischem Laser Scanning quantifiziert und lineare Erosionserscheinungen mithilfe von dGPS/GPS kartiert und mit Geographischen Informationssystemen analysiert. Damit sollte festgestellt werden, ob sich die Bodenerosionsraten sukzessive dem Ausgangszustand im Sinne eines „window-of-disturbance“ wieder angleichen konnten. Auch war eine Beurteilung der Bedeutung der Nadelstreuauflage und der Brandintensität eines Brandereignisses im Hinblick auf die Vulnerabilität der Böden Bestandteil der Untersuchungen, weshalb Flächen mit einer unterschiedlichen Brandgeschichte (2000, 2009 und 2012) betrachtet wurden.
Da die Bodeneigenschaften und die Niederschläge bei der Bodenerosion eine wesentliche Rolle spielen, wurden diese Faktoren auch in die Auswertungen miteinbezogen. Die Untersuchungen fanden in drei unterschiedlichen Bereichen im kanarischen Kiefernwald und auf einer landwirtschaftlich genutzten Fläche statt. Dabei sind die Standorte durch Unterschiede des Bodens und des Klimas gekennzeichnet.
Insgesamt konnte festgestellt werden, dass der Terrestrische Laser Scanner eine geeignete Methode für die Erfassung von Bodenerosion und Umlagerungsprozessen auf post-Brandflächen darstellt, sich die Einsatzfähigkeit jedoch nach einer gewissen Regeneration der Vegetation verringert.
Auen sind durch den Eingriff des Menschen stark in ihrem Bestand gefährdet. Die auentypische Dynamik, mit regelmäßigen Überflutungen und Grundwasserstandsschwankungen, fehlt weitgehend. Die Auwaldvegetation hat sich dadurch maßgeblich verändert und auentypische Habitate (u.a. Weichholzauen) sind in den meisten Auwäldern nicht mehr vorhanden. In dieser Arbeit werden die raum-zeitlichen Auswirkungen unterschiedlicher hydrologischer Bedingungen (fehlende Dynamik vor Maßnahmenbeginn und neu initiierte Dynamik durch ein Redynamisierungsprojekt) auf die Auwaldvegetation der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt untersucht. Dargelegt werden zum einen die Veränderung der Vegetation nach Jahren ohne Dynamik und zum anderen die Effekte einer Redynamisierung auf die Waldvegetation innerhalb der Aue.
Um Veränderungen festzuhalten ist ein gut durchdachtes Monitoring essentiell. Überlegungen zur Flächenauswahl werden in Kapitel 2 ausführlich behandelt. Habitatreiche Ökosysteme, wie Auen, verlangen dabei nach unterschiedlichen Methodiken zum Monitoring der verschiedenen Habitate. Die Vorteile eines stratifiziert-zufälligen Monitoringdesigns für die Auwaldvegetation werden dargelegt. Durch diese Methodik wird eine gleiche Verteilung der Flächen auf die wirksamen Umweltgradienten erreicht. Für die Ufer- und Wasservegetation ist hingegen ein Monitoring durch Transekt zu empfehlen.
Die Untersuchungen zur Waldvegetation und deren Standortabhängigkeit vor Beginn der Redynamisierung zeigen auf, dass bergahornreiche Auefolgegesellschaften und eschenreiche Hartholzauen unterschiedlichen Wasserhaushalts dominieren (Kapitel 3). Eine Terrestrialisierung des Auwalds kann nachgewiesen werden. Weichholzauen hingegen sind nicht mehr anzutreffen. Die überragende Rolle des Wasserhaushalts für die Artenzusammensetzung kann bestätigt werden und der Grundwasserstand, die Höhe über dem Umgehungsbach und die Bodenfeuchte sind als die wichtigsten floristischen Hauptgradienten erkannt worden.
Die Auswirkungen der Redynamisierungsmaßnahmen auf die Auwaldvegetation ist anhand von Wiederholungsaufnahmen zwischen 2008 und 2012 untersucht worden (Kapitel 4). Flächen, die nicht geflutet werden, zeigen aktuell noch keine Reaktion auf die geänderten abiotischen Bedingungen. Flächen, die hingegen regelmäßig durch den Umgehungsbach unter Wasser stehen, zeigen eine signifikante Veränderung der Artenzusammensetzung. In diesen hoch dynamischen Bereichen kann eine Entwicklung hin zu feuchteren Bedingungen nachgewiesen werden. Eine deutliche Zunahme von auentypischen Arten und ein Anstieg der Ellenberg Feuchtezahl kann beobachtet werden. Die Überflutungsdauer ist dabei als der wesentlichste Hauptgradient erkannt worden.
Eine räumliche Prognose der Vegetation ist mittels der Ellenberg Feuchtezahl erstellt worden (Kapitel 5). Auf Basis von Grundwasser- und Bodendaten kann die Feuchtezahl erfolgreich vorhergesagt und die Veränderung der Vegetation, die durch die Maßnahmen initiiert wurden, räumlich erfasst werden. Durch ein Generalisiertes Adaptives Model (GAM) ist es möglich die Auswirkungen der Maßnahmen auf die Vegetation zu prognostizieren. Die Ellenberg Feuchtezahl hat sich als geeignetes Mittel für eine Prognose der Vegetation in Auwäldern erwiesen.
Die kurzfristigen Auswirkungen eines zehnjährigen Hochwassers auf die Vegetation des Auwalds werden ergänzend (BOX) analysiert. Im Juni 2013 fand im Auwald ein natürliches Hochwasser statt, wodurch weite Teile des Auwalds für ca. drei Wochen geflutet waren. Die Effekte auf die Vegetation waren dabei deutlich stärker als dies bei einer ökologischen Flutung der Fall ist. Die Vegetationsdecke der Krautschicht ging deutlich zurück, während der Anteil des offenen Bodens deutlich zunahm. Das System wurde somit teilweise auf null gesetzt.
In der Synthese (Kapitel 6) werden die räumlichen und zeitlichen Effekte sowie der Einfluss der Überflutung und des Grundwassers übergreifend diskutiert. Offenbar stellt die Überflutungsdauer den wichtigsten Faktor für die Artenzusammensetzung dar. Nach Maßnahmenbeginn sind die größten Veränderungen an den Standorten nachzuweisen, die durch den Umgehungsbach periodisch überflutet werden. Hier konnten sich sehr schnell neue auentypische Arten etablieren. Im Vergleich zu den nicht direkt vom Umgehungsbach beeinflussten Standorten veränderte sich die Vegetation hier hin zu Arten, die Überflutungen tolerieren können. In weiten Teilen des Projektgebietes sind jedoch aktuell noch keine Veränderungen festzustellen. Die Auswirkungen der ökologischen Flutungen und des Grundwasseranstiegs sind nicht nachzuweisen. Da das Grundwasser bereits vor Maßnahmenbeginn eindeutig als floristischer Hauptgradient nachzuweisen ist, ist davon auszugehen, dass die Vegetation zeitverzögert darauf reagieren wird und die Effekte in einem längeren Zeitraum wirksam werden. Ein langfristiges Monitoring ist daher zu empfehlen, um diese Effekte zu erfassen.