Institut für Integrierte Naturwissenschaften, Abt. Geographie
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Abstract
At the outset of this dissertation, the Bavarian–Czech border region appeared to be a rather unremarkable case in the European context. Unlike at other internal EU borders, renewed border controls had barely been introduced, and there were indications of increasing crossborder integration. Given the region’s complex and historically burdened background, however, it remained unclear how far this process had actually progressed and which factors continued to hinder it. The Bavarian spatial planning instrument of designating cross-border central places was of particular interest in this regard. It suggested close ties between neighboring municipalities along the border. This formed the starting point for two of the three empirical investigations presented here. First, a focus group with local mayors was conducted to discuss the state of cross-border relations and the role of the planning instrument in their cooperation. This was complemented by qualitative interviews with residents to place their everyday lives in relation to the planning postulations. The Covid-19 pandemic, however, partly obscured the initial assumptions. The Bavarian–Czech border region quickly became a pandemic hotspot, which required adjustments to the original research design. The role of cross-border commuters in the ongoing negotiation of the border regime was included as a third relevant topic. As all three approaches address similar localities, their results can be viewed as complementary empirical spotlights and analyzed as part of the social production of a cross-border space. To do so, the dissertation develops a heuristic framework that highlights both the interaction between bordering processes and cross-border integration, and the ways in which local dynamics are embedded in wider developments of European integration. The findings point to two broad modes in the social production of the Bavarian–Czech cross-border border space, each marked by its own ambivalences. They show that cross-border integration is not a linear process, but one that is open, multi-layered and at times contradictory. Localities situated directly at the border emerge as key sites where these tensions become visible. It is in these settings that current debates on overcoming border obstacles and strengthening the resilience of border regions intersect with the everyday lives of the population.
Microplastics (MP) (1 μm to 5 mm) enter riverine environments in various ways. Point sources (e. g. industrial plants) can be differentiated from diffuse sources (e. g. erosion). Once MP has entered river systems, it underlies hydrodynamic processes and is finally transported towards the oceans. Due to fragmentation, MP particles decrease in size during transport. MP particles are highly heterogeneous considering density and shape, which makes spatially and temporally high resolved sampling difficult and thus hampers the quantification of annual loads in rivers. Within this thesis, we conducted a spatially and temporally high resolved monitoring in the River Rhine with the aim to quantify an annual MP load at our study site, Koblenz.
With a literature review we exposed that most studies present their results by means of particle number instead of particle mass. Also, many studies did not consider spatial nor temporal aspects within their sampling design. For the first time, we presented a compilation of global annual load values within river systems, partly using innovative methodological approaches to convert MP items to MP mass. Hereby, a correlation between catchment area and annual MP load could be detected. Global loads showed a large range (< 1 kg/y – 1533 t/y).
To estimate the annual MP load of the River Rhine at the study site Koblenz, we performed a temporally high resolved sampling using sedimentation boxes (SB, time-integrated samples over months) and a continuous flow centrifuge (CFC, discrete sampling). Via thermal degradation procedures, polymer concentration in mg/g was estimated for PP, PE, PS and PVC. Hereby, annual loads of 400 t (SB) and 60 t (CFC) were calculated. Deviation of both methods was more pronounced for polymers with lower density (PP and PE), whereas PVC loads were comparable. This led to further laboratory experiments, which showed that particle retention efficiency of the SB was varying with the particle’s properties. Thus, the SB sample might not be representative for the river’s conditions. Furthermore, the CFC had difficulties in retaining polymers with lower density (losses up to > 50 % were noticed). Nevertheless, the calculated MP loads do fit well into our compilation of global MP load values. An extensive quantification of retention efficiencies for several polymer types and particle sizes (SB) or an additional sampling step for the clearwater of the CFC for low-dense MP particles could lead to more robust MP concentration values in the future.
Depth-distributed sampling campaigns with a filter cascade and filter nets revealed strong density-dependant vertical gradients within the water column. These gradients were even apparent within the smallest particle size classes and thus were larger than a theoretical determination based on the Rouse number would have suggested. Both, filter cascade and filter net showed a positive correlation between river discharge and MP concentration. This correlation allows for a first speculation on MP sources within the River Rhine: The main source of MP seems, in congruence with suspended sediments, to be a diffuse entry which rises with rising water level. In contrast, a constant entry from a point source would lead to lower concentrations during flood events due to dilution.
Within this work we could point out that extensive research is needed considering the understanding of different sampling devices and their sampling efficiencies. First approaches for an improvement of these limitations have been shown. Still, a combination of sampling techniques is necessary to cover the portfolio of potential issues regarding MP research. For a more precise quantification of annual MP loads, standardisation of procedures on all working steps is urgently needed.
Mit der Demographischen Dividende (DD) wird ein wirtschaftlicher Vorteil beschrieben, der aus einer Verschiebung der Altersstruktur einer Gesellschaft hin zu einem höheren Anteil erwerbsfähiger Bevölkerung resultiert. Ursprünglich am Beispiel der so genannten ‚Tigerstaaten‘ Südostasiens entwickelt, gilt die DD als ein Modell für wirtschaftliches Wachstum durch Fertilitätsrückgänge. Die vorliegende Dissertation befasst sich diskursanalytisch mit der Verwendung des Konzepts in Entwicklungszusammenarbeit, Politikberatung und Bevölkerungsforschung sowie dessen Übertragung auf den Globalen Süden als ein leitendes Paradigma in der internationalen Entwicklungszusammenarbeit. Hierzu wurden teilstrukturierte Interviews mit Expertinnen und Experten geführt.
Die Debatte um die DD ist von uneinheitlichen Definitionen darüber geprägt, was die DD genau ist. Eine technisch-mathematische Perspektive sieht die DD als reine Folge der Altersstrukturverschiebung, während eine behavioristische Sicht zusätzlich die Auswirkungen individueller Faktoren wie Bildung, Emanzipation und wirtschaftlichen Handelns mit einbezieht. Ein Wachstumseffekt durch Altersstrukturverschiebungen wird im Globalen Südens voraussichtlich weniger stark ausfallen als in Südostasien. Gründe hierfür sind langsamere Fertilitätsrückgänge, geringere Arbeitsmarktanteile und unterschiedliche sozioökonomische Rahmenbedingungen. Hinzu kommt, dass heute die Prinzipien von sexueller und reproduktiver Gesundheit und Rechte (SRGR) zu respektieren sind, die während des südostasiatischen Wirtschaftswunders nicht etabliert waren. Dieses Leitbild wurde im Jahr 1994 auf der Konferenz für Bevölkerung und Entwicklung in Kairo hegemonial. Faktoren wie Bildung, soziale Sicherungssysteme, politische Stabilität und globale Abhängigkeiten sind jedoch ebenso entscheidend für den sozialen und wirtschaftlichen Fortschritt.
Entwicklungspolitische Programme propagieren vielfach Familienplanung als Schlüssel zur DD, doch stoßen diese Programme auch auf Kritik. Denn die Institutionen, welche den Diskurs um die DD dominieren, haben zum Teil eine problematische historische Verbindung zu eugenischen oder rassistischen Programmen, was der Glaubwürdigkeit ihrer Positionen schaden kann. Zudem werden die Programme in großen Teilen von eben diesen privaten Stiftungen und Initiativen mit fragwürdiger Historie finanziert, so dass die Macht über die Ausgestaltung derartiger Programme von staatlichen Akteurinnen und Akteuren hin zu privaten Akteuren verschoben wird. Die Interviews und die weiterhin verwendete Literatur zeigen auf, dass langfristige Investitionen in Bildung, Gesundheitsversorgung und soziale Sicherungssysteme größere und nachhaltigere wirtschaftliche Fortschritte bewirken als rein demographische Ansätze. Und trotz ihrer Einschränkungen bleibt die DD ein nützliches Konzept, sofern sie in einen breiteren Kontext eingebettet wird. Die Herausforderung besteht darin das Konzept so anzuwenden, dass es nicht nur in einem technokratischen Verständnis hegemonial wird, sondern dass die Verbindungen zwischen der Verschiebung von Bevölkerungsanteilen, Bildung, Stärkung des Gesundheitswesens und Wirtschafts- wie Arbeitsmarktpolitik verstanden werden.
Age-structure changes are an intrinsic feature of the demographic transition from high mortality and
fertility to low mortality and fertility. Initially, the demographic transition increases the share of the
working-age population, creating opportunities for economic boosts through demographic dividends.
Particularly some Asian countries have benefited greatly from such demographic dividends in the past.
Overtime, however, the demographic transition leads to population ageing, which brings various
implications for economies and societies worldwide. In Asia, many countries are ageing rapidly, while
others continue to maintain a relatively young age structure. These differences may also be related to
migration. Migration is also often discussed as a possible policy response to counteract population
ageing. This thesis identifies global patterns in changes in the share of working-age population and
examines associated demographic factors. With a specific focus on Asian countries, it assesses the
impact of migration on population ageing in the past and its potential impact in the future.
All analyses in this thesis are based on data from the United Nations’ World Population Prospects 2022.
First, past, present and projected age-structure changes are analyzed in the context of demographic
dividends, covering 148 countries worldwide. Cluster analyses are conducted to identify patterns of
age-structure changes between 1950 and 2100, while linear regression models are used to detect
associations between these changes and relevant demographic factors. Second, the impact of
migration on past age-structure changes is assessed for the period 1990-2020 in 51 Asian countries
using decomposition analysis. An existing decomposition approach is extended to incorporate the
concept of prospective age, which accounts for differences in life expectancy when assessing
population ageing. Third, the potential impact of migration on population ageing between 2022 and
2050 is analyzed in eleven Asian countries by adopting the United Nations’ replacement migration
concept. In this analysis, both chronological and prospective indicators of population ageing are
applied.
The results underline the heterogeneity of global age-structure changes in the course of the
demographic transition. This underscores the need to take into account a country’s specific
demographic development when assessing its potential for a demographic dividend. The experience
of some Asian countries, where rapid fertility declines in the past have been followed by sharp
increases in the share of the working-age population, is only one of several global patterns. Differences
in age-structure changes are associated with differences in fertility, but also with migration and
population momentum – two factors that have so far received relatively little attention in the
discussion of demographic dividends. Focusing on Asian countries, this thesis reveals that differences
in population ageing across countries are at least partly driven by migration. However, the volume of
migration potentially required to offset population ageing over the next decades seems unrealistically
high in most countries. The results emphasize that migration can play a role in age-structure changes,
but population ageing can barely be halted by immigration alone. Thus, comprehensive policies seem
to be a key factor in ensuring further development in ageing countries in Asia and beyond.
The master's thesis examines how university open spaces influence students’ sense of place and social networking. Using the Mikadoplatz at the University of Koblenz as a case study, a quantitative online survey of 234 students was conducted, focusing on usage patterns, satisfaction, and perception of the space. Regression analyses reveal that both satisfaction with the design and time spent in the open space are significantly associated with sense of place and social networking. Furthermore, social networking mediates the relationship between time of use and sense of place. The findings provide practical insights for the design of campus open spaces.
There has been little research on out-of-school places of learning and their effec-tiveness in the context of ESD education measures. With the help of a multi-stage analysis, this study identifies out-of-school places of learning with reference to the ESD education concept in the Rhineland-Palatinate study area. To this end, qualita-tive literature analyses were first used to generate ESD criteria, which were opera-tionalised as a methodological instrument in the form of an ESD checklist for out-of-school places of learning. The data obtained in this way provide the basis for the creation of a geographically oriented learning location database with ESD refer-ence. A cartographic visualisation of the data results in a spatial distribution pattern: Thus, there are districts and cities that are well supplied with ESD learning loca-tions, but also real ESD learning location deserts where there is a need to catch up. Furthermore, there is an accumulation of ESD learning sites in areas close to for-ests.
A guideline-based explorative interview with two ESD experts provides additional insights into the question of how ESD has been implemented in the federal state of Rhineland-Palatinate, the extent to which there is a need for optimisation, and which continuing measures are being taken for ESD outside schools within the framework of Agenda 2030.
In addition, a quantitative questionnaire study was carried out with 1358 pupils at 30 out-of-school places of learning after participation in an educational measure, in which environmental awareness, attitudes towards environmental behaviour and local learning were also considered. By including non-ESD learning locations, a comparative study on the effectiveness of ESD learning locations became possible. The statistical data evaluation leads to a variety of interesting results. Contra-intuitively, for instance, the type of learning location (ESD or non-ESD learning lo-cation) is not a significant predictor for the environmental awareness and environ-mental behaviour of the surveyed students, whereas communication structures within educational measures at extracurricular learning locations, the multimediality and action orientation and the duration of educational measures have a significant influence.
Keywords: extracurricular learning locations, education for sustainable develop-ment (ESD), ESD criteria, learning location landscape Rhineland-Palatinate, ESD learning locations, environmental awareness, environmental behaviour.
In dieser Arbeit wird überprüft, ob die Befahrung mit Forstmaschinen auf Andosol-Waldstandorten Auswirkungen auf die Bodenverdichtung hat. Dazu werden Faktoren wie die Anzahl der Befahrungen, die Neigung sowie die Bodenart betrachtet und analysiert. Die Andosolböden im Untersuchungsgebiet sind durch sehr geringe Lagerungsdichten sowie hohe Porenvolumen, bedingt durch Laacher See-Tephra (LST), gekennzeichnet.
Infolge der Befahrung durch Forstmaschinen bei zum Teil ungünstiger Witterung, bildeten sich bis zu 67 cm tiefe Fahrspuren. Des Weiteren erhöht sich die Lagerungsdichte im Vergleich zum unbeeinflussten Wald im Schnitt um 17 %, im Extremfall bis zu 54 %. Einzeln betrachtet kann für die Bodenart ein starker Zusammenhang zwischen Feinboden, vor allem Schluff sowie Ton, und der Lagerungsdichte festgestellt werden. Ein Zusammenhang zwischen der Hangneigung und der Verdichtung des Bodens kann anhand der untersuchten Rückegasse nicht festgestellt werden. Die Anzahl der Befahrungen scheint im Untersuchungsgebiet mit dem Grad der Verdichtung einherzugehen.
Die Analyse ortsbezogener Strukturdaten und Merkmale ist eine der wesentlichen Voraussetzungen für die Bewertung von Standorten und Räumen. Durch die Erfassung der lokalen Ausprägung ausgewählter Standortfaktoren und unter Zuhilfenahme eines Geographischen Informationssystems werden in der vorliegenden Dissertation die Städte und Gemeinden des hessischen Rheingau-Taunus-Kreises kategorisiert und miteinander verglichen. Hierbei erfolgt eine besondere Fokussierung auf die lokal bestehende technische und soziale Infrastruktur, um vorrangig das vorhandene Gewerbe- und Wohnumfeld sowie die darüber hinaus existierenden räumlichen Disparitäten eingehend veranschaulichen und beurteilen zu können.
Die vorliegende Arbeit betrachtet den Einfluss von Wald- und Wirtschaftswegen auf Abflussentstehung und Bodenerosionsraten innerhalb eines bewaldeten Einzugsgebiets im Naturschutzgebiet Laacher See. Hierfür wurden sowohl bestehende Erosions- und Akkumulationsformen im Gelände kartiert, als auch Erosionssimulationen mittels einer Kleinberegnungsanlage durchgeführt. Zuletzt erfolgte eine Modellierung des Erosionspotentials auf Grundlage der Simulationsergebnisse.
Die Analyse bestehender Erosions- und Akkumulationsformen im Gelände gab einen Hinweis auf Bodenerosionsraten von Wegoberflächen, die zwischen 27,3 und 93,5 t ha-1 a-1 und somit in derselben Größenordnung wie Erosionsraten unter intensiver ackerbaulicher Nutzung lagen.
Die Simulationsläufe zeigten, dass persistente Waldwege ein deutlich verändertes Infiltrationsverhalten aufwiesen. Auf natürlichen Waldböden lag der Anteil des infiltrierten Niederschlags bei durchschnittlich 96%. Im Falle von Waldwegen nahm dieser Anteil im Mittel auf 14% bis 7% ab. Besonders auffällig waren die Ergebnisse auf Rückegassen, auf denen ein erheblicher Einfluss der Bodenverdichtung durch Befahrung nachgewiesen werden konnte. Hier sank der Anteil des infiltrierten Niederschlags auf 31% in den Fahrspuren, zwischen den Spuren wurden noch 76 % infiltriert.
Während der Simulationsläufe konnten maximale Sedimentmengen von 446 g m-2 erodiert werden, was einer mittleren Bodenerosionsrate von 4,96 g m-2 min-1 entspricht. Diese hohen Abtragsraten wurden auf persistenten Wegen mit geringer Befestigung gemessen. Rückegassen wiesen die geringsten Abtragswerte auf, maximal konnten 37 g m-2 erodiert werden, gleichbedeutend mit einer Abtragsrate von 0,41 g m-2 min-1. Die erodierten Sedimentmengen betrugen im Mittel bei Wegen 167 bis 319 g m-2 und im Falle von Rückegassen 17 g m-2. Anhand von Vergleichsmessungen auf Waldstandorten, bei denen ein mittlerer Bodenabtrag von ca. 5 g m-2 festgestellt wurde, konnte eine erhöhte Erodierbarkeit für jedwede Form der Weganlage bestätigt werden.
Auf Basis der im Gelände gemessenen Abtragsraten wurden die Modellierungen kalibriert. Die Ergebnisse der ABAG / DIN 19708 zeigten für das betrachtete Untersuchungsgebiet eine mittlere jährliche Bodenerosionsgefährdung von 2,4 - 5,8 t ha-1 a-1 für persistente Wege und von 0,5 t ha-1 a-1 für Rückegassen. Im Vergleich zum Mittelwert weitgehend unbeeinflusster Waldflächen im Untersuchungsgebiet von 0,1 t ha-1 a-1 zeigte sich abermals ein erhöhtes Abtragspotential. Die physikalisch basierte Modellierung der Beregnungsversuche mittels WEPP zeigte ein zufriedenstellendes Ergebnis bei der Einschätzung des Abflussverhaltens, so wurden für persistente Wege nur Abweichungen von maximal -5% festgestellt. Die Abflussmodellierung auf Rückegassen sowie die generelle Modellierung der Bodenerosion während der Beregnungsversuche zeigte sich im Kontrast hierzu noch fehlerbehaftet, was ursächlich mit der für ein physikalisches Modell relativ geringen Eingangsdatentiefe zu begründen ist.
Es wurde nachgewiesen, dass Waldwege einen bedeutenden Einfluss auf den Wasserhaushalt und das Bodenerosionsgeschehen haben. Der Rückhalt von Niederschlägen wird gemindert und es kommt zu intensivierten Bodenerosionsprozessen. Schlecht befestigte Wege zeigten einen stark erhöhten Bodenabtrag, der zu ökologischen Folgeschäden führen kann. Der Abtrag kann ebenso zu einer Beeinträchtigung der Befahrbarkeit führen. Anhand der Folgen lässt sich die Relevanz der Betrachtung von Abfluss- und Bodenerosionsprozessen auf Wald- und Wirtschaftswegen deutlich machen. Die vorliegende Arbeit stellt die erste Studie dar, innerhalb derer Abfluss- und Bodenerosionspozesse für Walderschließungsnetzwerke in Mitteleuropa untersucht wurden.
This study explored the question whether greenhouse gas mitigation projects in Namibia could be initiated through local economic development programmes. In particular, research was done on whether the Clean Development Mechanism (CDM) of the Kyoto Protocol could play an essential role in the promotion of such mitigation projects.
In a first step supporting and inhibiting factors (potential for mitigation projects, business and investment climate, institutions, etc.) were discussed, which have a negative or positive influence on mitigation projects. In a second step the mind-set of climate and energy experts as well as of local economic development experts and practitioners was analysed with regard to the research questions. To this end, 229 questionnaires, 28 interviews and the output of a focus group discussion with 20 participants were evaluated. Additionally, the author conducted a real life case study to investigate the practicability of initiating greenhouse gas mitigation projects through local economic development efforts. Parallel to the development of an economic development strategy in the Namibian region of Otjozondjupa, the potential for greenhouse gas mitigation projects was explored. Based on the outcome of this investigation project ideas were developed and their potential socio-economic impact was evaluated. Promising projects were then included into the development strategy.
Due to various factors such as the complexity of CDM, low greenhouse gas emissions in Namibia, the low price of emission rights and insufficient financial means it is unlikely that CDM projects can be initiated through local economic development initiatives in Namibia. However, many stakeholders consider the idea of interlinking mitigation projects and local economic development initiatives favourably as long as such projects support the broader objectives of those initiatives. This research has shown that locally initiated mitigation projects do not contribute much to employment or income generation at the local level in Namibia. Thus, national strategic objectives should be considered, such as improving access to electricity to all strata of society or becoming less dependent on electricity imports. This requires, however, that local economic development strategies also cover the energy sector, that local governments are willing and capacitated to initiate mitigation projects, that national and local public institutions work together more closely, that national and local economic framework conditions are improved so as to attract private investments, and that the experiences and interests of the relevant stakeholders are considered throughout the project development process.
