Um den wachsenden Herausforderungen, denen Städte weltweit gegenüberstehen, entgegenwirken zu können, bedarf es an Schutz und Förderung urbaner Ökosysteme (oder auch “Stadtnatur”). Urbane Ökosysteme stellen eine Vielfalt diverser Ökosystemleistungen bereit und sind damit elementar für den Erhalt der Lebensqualität und des Wohlergehens städtischer Bevölkerung. Zudem spielt die Förderung urbaner Ökosysteme eine bedeutende Rolle in der Anpassung an die Folgen des Klimawandels, da sie in der Lage sind, klimatische Extremereignisse abzumildern. In diesem Kontext ist es von hoher Bedeutung, die Position urbaner Ökosysteme in der Stadtentwicklung und im Rahmen von Entscheidungsprozessen zu stärken; denn gerade diese “Leistungserbringer” sind es, die stark gefährdet sind und durch zunehmende Bebauungen, Versiegelungen und klimatische Veränderungen in Städten negativ beeinflusst werden. Eine stärkere Einbindung des Ökosystemleistungskonzepts kann die Position urbaner Ökosysteme in Stadtplanungsprozessen stärken und deren Erhalt und Förderung evozieren. Hierzu werden standardisierte und praxisorientierte Methoden zur Erfassung und Bewertung urbaner Ökosystemleistungen benötigt. Die Betrachtung lokaler, kleinräumiger Skalen und Bereiche ist in diesem Zusammenhang von hoher Bedeutung, da diese einerseits die Planungsebene und andererseits auch die Nachfrage seitens der lokalen Bevölkerung direkt betreffen. Hier knüpft die vorliegende Dissertation an und verfolgt das übergeordnete Ziel, einen anwendungsorientierten methodischen Ansatz für die Erfassung und Bewertung urbaner Ökosystemleistungen auf kleinräumiger Skala zu entwickeln und zu erproben. Die vorliegende Dissertation ist in drei aufeinanderfolgende Untersuchungsstufen aufgeteilt: (1) „Review”, (2) „Development” und (3) „Transfer”. Jeder Artikel dieser kumulativen Dissertation adressiert jeweils eine dieser Stufen und befasst sich mit jeweiligen Untersuchungszielen sowie Fragestellungen. Der erste Artikel stellt eine systematische Literaturübersicht über den aktuellen Wissensstand zu Bewertungsmethoden urbaner Ökosystemleistungen unterschiedlicher Grüninfrastrukturtypen und Raumskalen vor. Es konnte aufgezeigt werden, dass ein Großteil der Methoden generalisierender Art ist und damit nur wenige Ansätze auch einzelne, kleinskalige Raumstrukturen (z.B. Einzelbäume, kleine Grünflächen) untersuchen. Vielmehr werden Grüninfrastrukturen aggregiert und zusammengefasst bewertet. Mit der ersten Stufe dieser Dissertation („Review”) konnte eine Übersicht über den Wissensstand gegeben und bestehender Forschungsbedarf aufgezeigt werden. In dem zweiten Artikel wurde die Entwicklung sowie Anwendung eines praxisorientierten methodischen Ansatzes zur Erfassung und Bewertung urbaner Ökosystemleistungen kleinskaliger Raumstrukturen präsentiert. Mittels dieses Ansatzes, welcher die zweite Stufe „Development” adressiert, können Potenziale urbaner Ökosystemtypen hinsichtlich der Bereitstellung von drei ausgewählten Ökosystemleistungen bewertet werden. Darüber hinaus können gezielte Maßnahmenvorschläge abgeleitet werden, die z.B. den Zustand und folglich das Leistungsvermögen dieser Ökosystemtypen verbessern können. Der dritte Artikel dieser Dissertation ist der Untersuchungsstufe „Transfer” zugehörig und befasst sich mit digitalen Tools, die die Planung und Umsetzung von Klimaanpassungsmaßnahmen auf kleinen, urbanen Raumskalen erleichtern. Der erste Teil des Artikels analysiert bestehende Tools und identifiziert optimale Tooleigenschaften sowie Forschungslücken, welche für die Entwicklung entsprechender anwendungsfreundlicher Planungstools von Bedeutung sind. Im zweiten Teil dieses Artikels werden diese Ergebnisse aufgegriffen und ein sich in Entwicklung befindliches, webbasiertes Tool zur Ableitung kleinskaliger Hitzeanpassungsmaßnahmen für die Planungspraxis vorgestellt. Der zuvor entwickelte und präsentierte methodische Ansatz der „Development”-Stufe stellt dabei einen integrierten Bestandteil des Tools dar und kann zur Förderung von Ökosystemleistungen bei der Planung kleinräumiger Hitzeanpassungsmaßnahmen beitragen. Die Dissertation leistet einen Beitrag für das Forschungsfeld urbaner Ökosystemleistungen, insbesondere deren Erfassung und Bewertung auf kleinräumigen Skalen. Mit den aufeinander aufbauenden Untersuchungsstufen und damit verbundenen wissenschaftlichen Artikeln konnten zum einen der Stand der Wissenschaft sowie bestehende Forschungslücken aufgezeigt werden. Zum anderen konnten diese Erkenntnisse in der Folge im Rahmen der Entwicklung eines methodischen Ansatzes zur Erfassung und Bewertung urbaner Ökosystemleistungen aufgegriffen werden. Die Anwendung dieses Ansatzes wurde ebenfalls an zwei deutschen Stadtteilen (Dresden-Gorbitz, Erfurt-Oststadt) demonstriert. Die praxisorientierte Ansatzentwicklung stellt eine Basis für einen Transfer in die Planungspraxis in Form eines Webtools dar, wodurch die Dissertation zudem zur Entwicklung eines Hilfsinstrumentes für eine nachhaltige Stadtentwicklung beitragen kann. Aus den drei Artikeln dieser kumulativen Dissertation können einerseits im Rahmen der Synthese Potenziale für weitere Forschungen sichtbar gemacht werden, wie beispielsweise einer Erweiterung des Ansatzes um Zustands- und Bewertungsparameter sowie Möglichkeiten zur digitalen Generierung der benötigten Datengrundlage. Andererseits werden im Syntheseteil auch methodische Schwächen aufgezeigt und reflektiert, wie z.B. sich potenziell ergebende Verzerrungen durch den Einbezug von Fachexpertise in den Bewertungsschlüssel. Zusammenfassend ist hervorzuheben, dass das Ökosystemleistungskonzept durch eine gezielte Darstellung und Vermittlung von Werten urbaner Ökosysteme einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Stadtplanung leisten kann. Die Entwicklung von Methoden zur Erfassung und Bewertung dieser Leistungen, welche bestenfalls standardisiert sowie praxisorientiert sind und kleinräumige Maßstäbe berücksichtigen, spielt dabei eine elementare Rolle. Der Einsatz solcher Methoden kann dazu beitragen, dass Ökosystemleistungen in urbanen Räumen erhalten und gar gefördert werden. Letztlich ergeben sich hierdurch Potenziale für nachhaltige Stadtentwicklungen und den dazugehörigen Entscheidungsprozessen. / In order for cities to withstand or even counteract the growing challenges they face, it is vital to protect and promote urban ecosystems (or “urban nature”). Providing a variety of diverse ecosystem services, urban ecosystems are fundamental to maintaining the quality of life and well-being of city residents. In addition, the promotion of urban ecosystems plays an important role in the task of adapting to the repercussions of climate change and can help mitigate extreme climatic events. In this context, it is hugely important to strengthen the position of urban ecosystems within urban development and decision-making processes, because it is precisely these “service providers” that are seriously endangered and negatively affected by the spread of built-up areas, the expansion of soil sealing and related changes in the urban climate. A stronger integration of the ecosystem services concept and thus the representation and communication of the various ecosystem services can ensure that greater account is taken of urban ecosystems in urban planning processes and at the same time secure their preservation. For this purpose, we need standardized and practice-oriented methods for mapping and assessing urban ecosystem services, in particular regarding local, small-scale sites and areas, as these are directly related to both the planning level and the needs of the local population. This is the point of departure for the present dissertation, which pursues the overall objective of developing and testing an application-oriented methodological approach for the mapping and assessment of urban ecosystem services at small spatial scales. The dissertation is divided into three successive stages of investigation: (1) Review, (2) Development and (3) Transfer. Each article in this cumulative dissertation addresses one of these stages by considering the respective research objectives as well as questions. The first article presents a systematic literature review of current methods to assess urban ecosystem services for different green infrastructure types and at various spatial scales. It is shown that most previous methods are rather generalized, i.e. only a few approaches allow the investigation of individual, small-scale spatial structures such as single trees or small green spaces. Instead, most standard methods assess green infrastructure in an aggregated manner. The opening Review stage of this dissertation provides an overview of the current state of knowledge and identifies existing research needs. In the second article, I present the development and application of a practice-oriented methodological approach for the mapping and assessment of urban ecosystem services provided by small-scale spatial structures. Through this approach, which addresses the second Development stage, the potentials of urban ecosystem types can be assessed with respect to the provision of three selected ecosystem services. Such assessments can then be used to identify proposals for targeted measures to improve the condition and consequently the capacity of these ecosystem types to deliver ecosystem services. The third article of this dissertation belongs to the Transfer stage and deals with digital tools to facilitate the planning and implementation of climate change adaptation measures at small (urban) spatial scales. The first part of the article analyzes existing tools and identifies optimal tool features as well as research gaps relevant to the development of appropriate user-friendly planning tools. The second part addresses these findings and presents a web-based tool currently under development aimed at deriving small-scale heat adaptation measures for planning practice. The previously developed and presented methodological approach of the Development stage represents an integrated component of the tool which can contribute to the promotion of ecosystem services in the planning of heat adaptation measures at small spatial sites. The dissertation contributes to the research field of urban ecosystem services, in particular their mapping and assessment at small spatial scales. Through the successive stages of investigation and the publishing of associated scientific articles, I was able to determine the state of the art and pinpoint existing research gaps. These findings could subsequently be exploited to develop a methodological approach for the mapping and assessment of urban ecosystem services. The application of this approach was demonstrated on two German city districts, namely Dresden-Gorbitz and Erfurt-Oststadt. The practice-oriented approach ultimately enabled a transfer to planning practice in the form of a web tool, whereby the dissertation also contributes to the development of a supporting tool for sustainable urban development. Potentials for further research can be drawn from the three articles of this dissertation, such as an extension of the methodological approach by condition and assessment parameters as well as possibilities for digital generation of the required data basis. Furthermore, methodological limitations are also identified and reflected on, such as potential biases due to the inclusion of expert opinions within the assessment key. In summary, it should be emphasized that the ecosystem services concept can make a significant contribution to sustainable urban planning through the targeted presentation and communication of urban ecosystem services. Here we require methods for mapping and assessing these services which are standardized, practice-oriented and take small-scale scales into account. The use of such methods can help to maintain and even promote ecosystem services in urban areas. Ultimately, this will lead to fresh potentials for sustainable urban development and improvements in the associated decision-making processes.

Die Biodiversitätsstrategie der Europäischen Union enthält verschiedene Einzelziele, wie beispielsweise die Sicherstellung einer nachhaltigen Land- und Forstwirtschaft, die Erhaltung und Wiederherstellung der Natur durch verbesserte Umsetzung des EU-Naturschutzrechts. Als eine weitere Maßnahme zur Umsetzung der Biodiversitätsstrategie fordert die EU, die Kenntnisse über Ökosysteme und Ökosystemleistungen zu verbessern und darüber hinaus Ökosysteme und Ökosystemleistungen in die Rechnungslegungs- und Berichterstattungssysteme zu integrieren (Ziel 2, Maßnahme 5). Dieser Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Forschungsstand, internationale Empfehlungen und die Vorgaben, die bei einer Integration in die Umweltökonomische Gesamtrechnung zu beachten sind.

With increasing population growth, changed consumption patterns and the resulting need for resources, the management and use of cultural landscapes has intensified during the last century. Due to this intensification, cultural landscapes in Europe and other human-dominated regions around the world have transformed from multifunctional landscapes (i.e. providing a diverse set of ecosystem services) to more specialized and uniform landscapes (i.e. providing fewer ecosystem services). Since the widespread loss of ecosystem services can seriously affect human well-being, scientists and intergovernmental organizations have increasingly called for the restoration of multifunctionality at the landscape scale. This again resulted in a growing body of literature on the topic and an uncertainty about what multifunctionality actually is about and how to assess multifunctionality. In this dissertation, the focus is on ecosystem service-based multifunctionality (i.e. the quantification of multifunctionality through ecosystem services). Studies of this field generally examine how different ecosystem services interact, where their overall supply is highest and which factors influence the capacity of a landscape to provide multiple ecosystem services. The consideration of multiple ecosystem services at the landscapes scale specifically enables landscapes and the complex interactions within landscapes to be viewed and studied as socio-ecological systems. The assessment of ecosystem service-based multifunctionality is therefore regarded as an important tool for finding sustainable solutions in landscape management. The overall aim of this dissertation was to enhance and strengthen the concept of multifunctionality from a scientific point of view, and to provide novel conceptual and empirical insights on landscape multifunctionality that are relevant for environmental planning and management. In this dissertation, I have specifically focused on three topics that present challenges for the assessments of ecosystem service-based multifunctionality: 1) overcoming the conceptual and methodological uncertainties related to quantitative multifunctionality assessments, 2) accounting for spatial variability of ecosystem service supplies and 3) differentiating between stakeholders’ perspectives on multifunctionality. Each article of this cumulative dissertation focuses on one of the three challenges: The first article (Chapter 2) presents a quantitative literature review of 101 multifunctionality assessments. Conceptual and methodological differences between ecosystem function- and ecosystem service-based multifunctionality assessments were identified, as well as the most commonly used multifunctionality metrics: threshold approaches, average or sum approaches and diversity indices. The second article (Chapter 3) uses 18 ecosystem service indicators to quantify multifunctionality at the municipality scale (alpha-multifunctionality) and further introduces a new multifunctionality indicator (beta-multifunctionality) that accounts for the unique ecosystem service contributions of municipalities to regional multifunctionality. The results of this article show how multifunctionality at the municipality scale, as well as the unique contributions of municipalities to regional multifunctionality vary across Europe and across different land system archetypes. Finally, the third article (Chapter 4) of this dissertation uses eleven ecosystem service indicators to quantify multifunctionality in two peri-urban landscapes in Europe: the Vereinigte Mulde in Germany and the Kromme Rijn in the Netherlands. By weighting the ecosystem service indicators with stakeholder-derived valuations of the ecosystem services, a differentiation between multifunctionality beneficiaries was achieved. The main contributions of this thesis therefore include an overview of the most recent multifunctionality assessments and the testing of two alternative approaches to assess ecosystem service multifunctionality. By compiling previously used methods and linking them with the most recent conceptual advancements in scope of the literature review, I showed that a clear distinction between studies with an exclusively ecological focus and studies with a more integrated socio-ecological perspective is needed to strengthen the application of the multifunctionality concept. As a follow up on this review, I was able to derive common steps in multifunctionality assessments, as well as recommendations for future studies. In scope of the second and third article, I was able to highlight some specific challenges in current multifunctionality assessments and to test methods that go beyond the common quantification of multifunctionality at single spatial scales or for society as a whole. First of all, my work shows that, due to spatial variability of ecosystem service supplies, the diversity of ecosystem services (alpha-multifunctionality) cannot be maximized in all areas. Accounting for unique ecosystem service supplies (beta-multifunctionality) could thus be more relevant for finding viable land management solutions than assessing ecosystem service hotspots only. This approach is especially applicable, if maximizing (alpha-) multifunctionality is not possible or wanted. Second, maintaining a high diversity of ecosystem services is only meaningful, if the ecosystem services are demanded by society and if no land use conflicts evolve through increased multifunctionality. In my last research paper, I therefore show that accounting for different perspectives of stakeholders on landscape multifunctionality is another crucial aspect for finding viable and sustainable land management solutions. All in all, I conclude that maintaining a high diversity of ecosystem services that relevant to various stakeholders and at spatial scales that allow an implementation of multifunctionality, is important for preventing environmental degradation and for ensuring that society as a whole can benefit from landscape multifunctionality. Quantitative multifunctionality assessments can be used in various ways to answer current research questions in landscape ecology and thus to support the maintenance of ecosystem services in cultural landscapes. However, further development, improvement and applications are needed for multifunctionality assessments to work as strong tools for management and decision-making.

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Im Rahmen des F&E-Projektes „Erarbeitung und Umsetzung einer Methodik zur bundesweiten Erfassung und Bewertung von Ökosystemleistungen im Rahmen der Umsetzung von Ziel 2 und Maßnahme 5 der EU-Biodiversitätsstrategie für 2020“ wurden Indikatoren zur bundesweiten Erfassung und Bewertung von Ökosystemleistungen (ÖSL) weiterentwickelt und berechnet. Im Beitrag werden die Konzeption und der Stand der Umsetzung skizziert. ÖSL-Indikatoren sind ein neuer Bestandteil des Umweltmonitorings. Durch die Darstellung bundesweiter Zusammenhänge und Trends (neben ÖSL auch andere Größen, z. B. Belastungen) können Naturschutz und Landschaftsplanung in Deutschland gestärkt werden. Bisher sind für vier ÖSL-Klassen 14 Indikatoren entwickelt, umgesetzt und publiziert worden, die weitgehend fachlich und politisch abgestimmt sind. Sechs dieser zentralen Kenngrößen sind bereits in den Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) als Gebiets- oder Rasterkarten integriert worden. Die Indikatorwerte stehen dem Nutzer neben der Kartendarstellung auch als Tabelle oder Web-Dienst (z. B. WFS, WCS) zur Verfügung und können so auch für eigene Analysen verwendet werden. Abschließend werden Möglichkeiten der Weiterentwicklung des Sets der ÖSL-Indikatoren und deren Darstellung im IÖR-Monitor umrissen.

Die fortlaufenden Veränderungen von Landnutzung und Landschaftsstruktur in Europa und weltweit beeinflussen zunehmend die Fähigkeit der Landschaft, Ökosystemleistungen (Versorgungs-, Regulierungs- und kulturelle Leistungen) bereitzustellen, und führen zum Verlust historisch gewachsener Kulturlandschaften. Dabei haben Geschwindigkeit und Intensität dieser Veränderungsprozesse seit den 1960er Jahren deutlich zugenommen und die Verfügbarkeit und Qualität von Ökosystemleistungen signifikant verändert. In den in dieser Arbeit untersuchten Agrarräumen hat sich zum Beispiel das Erosionsrisiko (im Sinne eines Verlustes an natürlichem Erosionsschutz als Indikator für Regulierungsleistung) durch die Ausräumung der Landschaft und Bildung großflächiger Agrarflächen wesentlich erhöht und das natürliche Ertragspotential (Indikator für Versorgungsleistung) wurde durch zunehmende Bodendegradation gemindert. Das Risiko von Biodiversitätsabnahme (Indikator für kulturelle Leistung) ist durch Habitatverlust und zunehmender Homogenisierung der Standorte sowie durch veränderte Bewirtschaftungspraktiken (Technisierung und Chemisierung) stark angestiegen. Dabei kommt der Biodiversität eine Schlüsselrolle bei der Nahrungsmittelproduktion, bei Nährstoff- und Wasserkreisläufen oder dem Erosionsschutz sowie der Gesundheitsfürsorge (z. B. Erholung) zu. Andererseits konnten durch Meliorationsmaßnahmen und unter Einsatz neuer Bewirtschaftungspraktiken die Getreideerträge (Indikator für Versorgungsleistung) seit Beginn des 20. Jahrhunderts verdoppelt werden. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es, anhand von zwei ausgewählten Untersuchungsgebieten räumlich explizit und quantitativ Veränderungen in der Landnutzung und der Landschaftsstruktur und die Auswirkungen dieser Veränderungen auf ausgewählte bodenbezogene Ökosystemleistungen für den Zeitraum von 1750 bis 2018 zu analysieren. Damit soll ein Beitrag geleistet werden, historische und heutige Landnutzungsänderungen im Kontext gesellschaftspolitischer und ökonomischer Rahmenbedingungen zu verstehen und hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf eine nachhaltige Landnutzung, auf die Erhaltung der Biodiversität sowie auf die Vermeidung von Landschafts- und Bodendegradation zu bewerten und entsprechende Handlungsempfehlungen ableiten zu können.:Zusammenfassung II Abstract IV Danksagung VI Inhaltsverzeichnis VII Abbildungs- und Tabellenverzeichnis VIII 1 Einführung 1 1.1 Einfluss von Landschaftsveränderungen auf Ökosystemleistungen 1 1.2 Rekonstruktion historischer Landschaftszustände seit 1750 als Ausgangspunkt einer historisch-ökologischen Landschaftsanalyse 5 1.3 Von der Landschaftsanalyse zur Bewertung von Ökosystemleistungen 15 2 Ergebnisse und Diskussion 18 2.1 Veränderung der Landschaftsstruktur und treibende Kräfte 18 2.2 Veränderung der Ökosystemleistungen 25 2.3 Methodische Herausforderungen bei historischen Analysen 33 3 Schlussfolgerung 35 Literatur 37 Anhang X A1: Changes in landscape structure and ecosystem services since 1850 analyzed using landscape metrics in two German municipalities. X A2: Land use change in an agricultural landscape causing degradation of soil based ecosystem services XXIV A3: Changes of landscape structure and soil production function since the 18th century in northwest Saxony XXXVI A4: Landschaftsdynamik und Produktionsfunktion im Kontext gesellschaftlicher und ökonomischer Veränderungen seit dem 18. Jahrhundert im Raum Taucha-Eilenburg L A5: Erklärung zur Autorenschaft LXXXVI A6: Bibliographische Informationen LXXXIX / Ongoing changes in land use and landscape structure in Europe and worldwide are increasingly affecting the ability of the landscape to provide ecosystem services (provisioning, regulation and cultural services). Furthermore, they lead to the loss of historically cultural landscapes. In the process, the speed and intensity of these change processes have increased markedly since the 1960s and significantly affecting the availability and quality of ecosystem services. In the agricultural areas studied in this paper, for example, the risk of erosion (indicator of regulating service) has increased substantially due to the clearing of the countryside and formation of large-scale agricultural areas, and the natural yield potential (indicators of provisioning service) has been reduced by increasing soil degradation. The risk of biodiversity (indicator of cultural service) decline has greatly increased due to habitat loss and increasing homogenisation of sites, and changes in farming practices (mechanisation and chemicalisation). In this context, biodiversity plays a key role in food production, nutrient and water cycles or erosion control, as well as health care (e.g. recreation). On the other hand, improvement measures and the use of new farming practices have doubled cereal yields (indicators of provisioning service) since the beginning of the 20th century. The objective of this paper is to spatially and quantitatively analyse changes in land use and landscape structure and the effects of these changes on selected soil-related ecosystem services for the period from 1750 to 2018, using two selected study areas. The aim is to contribute to understanding historical and present-day land use changes in the context of socio-political and economic framework conditions and to evaluate them with regard to their effects on sustainable land use, on the conservation of biodiversity, and on the prevention of landscape and soil degradation, and to be able to derive respective recommendations for action.:Zusammenfassung II Abstract IV Danksagung VI Inhaltsverzeichnis VII Abbildungs- und Tabellenverzeichnis VIII 1 Einführung 1 1.1 Einfluss von Landschaftsveränderungen auf Ökosystemleistungen 1 1.2 Rekonstruktion historischer Landschaftszustände seit 1750 als Ausgangspunkt einer historisch-ökologischen Landschaftsanalyse 5 1.3 Von der Landschaftsanalyse zur Bewertung von Ökosystemleistungen 15 2 Ergebnisse und Diskussion 18 2.1 Veränderung der Landschaftsstruktur und treibende Kräfte 18 2.2 Veränderung der Ökosystemleistungen 25 2.3 Methodische Herausforderungen bei historischen Analysen 33 3 Schlussfolgerung 35 Literatur 37 Anhang X A1: Changes in landscape structure and ecosystem services since 1850 analyzed using landscape metrics in two German municipalities. X A2: Land use change in an agricultural landscape causing degradation of soil based ecosystem services XXIV A3: Changes of landscape structure and soil production function since the 18th century in northwest Saxony XXXVI A4: Landschaftsdynamik und Produktionsfunktion im Kontext gesellschaftlicher und ökonomischer Veränderungen seit dem 18. Jahrhundert im Raum Taucha-Eilenburg L A5: Erklärung zur Autorenschaft LXXXVI A6: Bibliographische Informationen LXXXIX

Sustainable water resource management requires understanding how hydrologic processes are impacted by environmental management and land-use decisions across multiple spatial and temporal scales. A key concept in this respect is hydrologic ecosystem services (HES), which are the water related ‘goods’ produced by the environment which are valuable to humans. This dissertation assesses a range of topics concerning HES in the Vouga basin (north-central Portugal), and their connection with land-cover and land-use practices. Specifically, the relationship between changes in forest and agricultural land-cover and management practices, and associated changes in HES were examined using a range of statistical and modeling approaches. To quantify the effects of different agricultural scenarios on both HES and potential stakeholders, the ‘Soil and Water Assessment Tool’ (SWAT) was utilized, in conjunction with economic assessment methods. The first research section (Section 6) of the dissertation assesses the trends in streamflow quantity and yield in the Águeda watershed (a sub-basin of the Vouga) over a 75-yr period which coincided with large-scale afforestation of Pinus pinaster and (later) Eucalyptus globulus. Counter to the findings from meta-analysis studies of the effect of forest change on water availability, this study did not detect statistically significant trends in streamflow. By contrast, these findings support the view that there are prerequisite climatic, pedological, and eco-physiological watershed conditions that are necessary to observe hydrologic impacts at the watershed scale (which are not present in the Águeda watershed). By contrast, the significant changes which were detected are related to baseflow, which correspond with different periods of afforestation, and may be attributable to the promotion of soil water repellency under the mature pine and eucalypt stands. In the second research section (Section 7), an assessment is carried out on the hydrologic and nitrate dynamics at the whole basin scale, using the SWAT model. This assessment indicated that there is a high degree of variability in nitrate export from the different parts of the basin, with the highest rates coming from the lower (agriculturally dominated portion) of the basin. The main flow pathways for nitrate export were found to be leaching from agricultural land-cover types, which consistently had the highest export for all land-use and pathways. These findings indicate that the water bodies at the highest risk of nitrate pollution in the Vouga basin are the groundwater aquifers. The final research section (Section 8) utilizes the SWAT model to examine how reduced rates of fertilizer inputs would affect nitrate leaching, crop yields, and agricultural profitability in the lower Vouga basin. This research found that reduced rates of fertilization would reduce the amount of leached nitrate substantially, but that this would also lead to a large decrease in crop yield and profitability. A large difference in the inefficiency (i.e. crop production vs. nitrate export) between different HRUs was found, which could provide a focus for potential management action. This research strongly indicates that such actions may be needed to reduce the negative impacts of this pollution on the value of the groundwater aquifers, and to avoid associated costs which are otherwise passed on to local water users (e.g. through higher water treatment costs). The overall findings of the dissertation highlight the importance of the upper (forested) basin as a drinking water supply area, given the prevalence of nitrate pollution in the lower basin. However, the historic afforestation in the Vouga basin has resulted in a reduction in baseflow, which is negative from a drinking water supply perspective. Therefore, while the forested uplands are beneficial from water quality standpoint (compared to intensive agriculture), they also have altered flow patterns in a manner which will reduce available supply. The findings from the upper basin contrast sharply with the lower basin, where there are potentially large negative HES impacts due to current agricultural practices. These practices will primarily impact groundwater aquifers, and therefore the water quality within the lower basin receive little benefit from the relatively high-quality water from the upper basin. This highlights the importance of considering the interconnectivity of HES across spatial scales, which will depend on the specific site characteristics of the river basin.

Um die Ziele des Kunming-Montreal Global Biodiversity Frameworks zu erreichen, ist Engagement auf allen politischen Ebenen und in allen Sektoren nötig. Auch der Freistaat Sachsen muss seinen Beitrag leisten. Sachsen hat großes Potenzial, steht aber auch vor besonderen Herausforderungen. Fast die Hälfte der Landfläche wird landwirtschaftlich genutzt, hauptsächlich für Ackerbau. Doch nur etwa acht Prozent der Fläche wird ökologisch bewirtschaftet. Intensivierung und Monotonisierung der Landwirtschaft, sowie der Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln, tragen erheblich zum Verlust der biologischen Vielfalt bei. Die Landwirtschaft spielt eine entscheidende Rolle als Lebensraum für Biodiversität. Es gilt, biodiversitätsfreundliche Nutzung zu fördern, den Anteil der Fläche mit ökologischem Landbau zu erhöhen und entsprechende Praktiken in der konventionellen Landwirtschaft zu etablieren. Sachsen ist auch als Erzeuger fossiler Energien, speziell durch das Lausitzer und das Mitteldeutsche Braunkohlerevier, stark von der Energiewende betroffen. Der Ausbau erneuerbarer Energien muss naturverträglich und im Einklang mit dem Biodiversitätsschutz erfolgen. Konzepte der multifunktionalen Landnutzung können hierbei unterstützen. Prof. Dr. Edeltraud Günther, Direktorin des UNU-FLORES, betont ebenfalls die Notwendigkeit, Biodiversität im Ressourcen-Nexus zu berücksichtigen. Sachsen hat gute Voraussetzungen, um diese Herausforderungen zu meistern. Mit dem Programm Sachsens Biologische Vielfalt 2030 verfügt es über eine Biodiversitätsstrategie, um die globalen Ziele zu erreichen. Darüber hinaus beherbergt Sachsen starke Forschungsinstitutionen, die sich intensiv dem Thema Biodiversität widmen. Forschung, Bildung und Wissenschaftskommunikation spielen hierbei eine zentrale Rolle. Prof. Tshilidzi Marwala, Rektor der UNU und Under-Secretary-General der UN, betonte in seiner Eröffnungsansprache der DNCi 2023 die Schlüsselrolle von Bildung: 'Bildung ist der Schlüssel, um unser Potenzial zu entfalten. Sie befähigt uns, Verwalter unserer Umwelt zu werden, indem sie uns eine tiefe Wertschätzung für die biologische Vielfalt vermittelt und zu nachhaltigen Praktiken in jedem Aspekt unseres Lebens inspiriert. Durch die Integration von transformierender Bildung auf internationaler, nationaler und lokaler Ebene können wir einen tiefgreifenden Wandel von Einstellungen, Wissen und Verhaltensweisen bewirken.“ Die Bedeutung von Bildung und Wissenschaftskommunikation zum Thema Biodiversität konnten die Teilnehmenden der DNCi 2023 dank einer Führung durch den Botanischen Garten praktisch erleben. Herzlichen Dank an Prof. Dr. Christoph Neinhuis, Direktor des Botanischen Gartens, und Dr. Barbara Dietsch, Wissenschaftliche Leitung des Botanischen Gartens, für diese wertvollen Einblicke. Im Rahmen der gemeinsam durch UNU-FLORES, dem IÖR und der TU Dresden organisierten DNCi 2023 ist es uns gelungen, unterschiedliche Akteure aus Wissenschaft, Regierung, Zivilgesellschaft und Privatwirtschaft zusammenzubringen und eine dynamische Plattform für Austausch und Zusammenarbeit zum Thema Biodiversität zu schaffen. Herzlicher Dank gilt allen Teilnehmenden für ihr Engagement im Rahmen der Veranstaltung und darüber hinaus dem Sächsischen Staatsministerium für Energie, Klimaschutz, Umwelt und Landwirtschaft für die Unterstützung der Veranstaltung im Rahmen seiner Kooperation mit UNU-FLORES.:VORWORT 5 Vorwort 6 Vorwort der Veranstalter:innen 8 EINLEITUNG 12 POLITIK IN SACHSEN 14 Handlungsempfehlungen für die Politik in Sachsen 16 WIRTSCHAFT IN SACHSEN 21 Handlungsempfehlungen für die Wirtschaft in Sachsen 22 LANDWIRTSCHAFT IN SACHSEN 26 Handlungsempfehlungen für die Landwirtschaft in Sachsen 28 BILDUNG IN SACHSEN 31 Handlungsempfehlungen für die Bildung in Sachsen 32 FAZIT 35 TEILNEHMENDE DER DNCi 2023 36 Thema Biodiversität in der Politik 38 Thema Biodiversität in der Landwirtschaft 39 Thema Biodiversität in der lokalen Wirtschaft 40 Thema Biodiversität in der Bildung für Nachhaltige Entwicklung 41 / Reaching the goals of the Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework requires commitment at all political levels and in all sectors. The State of Saxony also has to contribute its share. Saxony has a great potential, but also faces particular challenges. Almost half of the land area is used for agriculture, mainly for arable farming. However, only around eight percent of the land is farmed ecologically. Intensification and monotonization of agriculture, as well as the use of pesticides and fertilizers, significantly contribute to the loss of biodiversity. Agriculture plays a crucial role as a habitat for biodiversity. It is indispensable to promote biodiversity-friendly use, increase the proportion of land under organic farming, and establish corresponding methods in conventional agriculture. As a producer of fossil fuels, especially by the Lusatian and Central German lignite mining regions, Saxony is also strongly affected by the energy transition. The expansion of renewable energies needs to be nature-compatible and in harmony with the protection of biodiversity. Approaches to multifunctional landuse may provide support in this regard. Prof. Dr. Edeltraud Günther, Director of UNU-FLORES, emphasizes the need to consider biodiversity in the resource nexus. Saxony has good prerequisites to meet these challenges. With its Saxony Biodiversity 2030 Program, it has a revised biodiversity strategy to meet the global targets. In addition, Saxony is home to major research institutions that intensively focus on biodiversity. Research, education, and science communication play a central role in this context. Prof. Tshilidzi Marwala, Rector of UNU and Under-Secretary-General of the UN, emphasized the key role of education in his opening address of the DNCi 2023: 'Education is the key to unlock our potential. It empowers us to become stewards of our environment by providing us with a deep appreciation for biodiversity and inspiring sustainable practices in every aspect of our lives. By integrating transformative education at the international, national, and local levels, we can create profound change in attitudes, knowledge, and behaviors.' The DNCi 2023 participants had a hands-on experience of the importance of education and science communication on biodiversity thanks to a guided tour of the Botanical Garden. Many thanks to Prof. Dr. Christoph Neinhuis, Director of the Botanical Garden, and Dr. Barbara Dietsch, Scientific Director of the Botanical Garden, for these valuable insights. As part of the DNCi 2023, co-organized by UNU-FLORES, the IOER, and TU Dresden, we succeeded in bringing together different stakeholders from science, government, civil society, and the private sector to create a dynamic platform for exchange and collaboration on the topic of biodiversity. We would like to express our sincere gratitude to all participants for their commitment during the event and beyond, and to the Saxon State Ministry of Energy, Climate Protection, Environment and Agriculture for supporting the event within the framework of its cooperation with UNU-FLORES.:VORWORT 5 Vorwort 6 Vorwort der Veranstalter:innen 8 EINLEITUNG 12 POLITIK IN SACHSEN 14 Handlungsempfehlungen für die Politik in Sachsen 16 WIRTSCHAFT IN SACHSEN 21 Handlungsempfehlungen für die Wirtschaft in Sachsen 22 LANDWIRTSCHAFT IN SACHSEN 26 Handlungsempfehlungen für die Landwirtschaft in Sachsen 28 BILDUNG IN SACHSEN 31 Handlungsempfehlungen für die Bildung in Sachsen 32 FAZIT 35 TEILNEHMENDE DER DNCi 2023 36 Thema Biodiversität in der Politik 38 Thema Biodiversität in der Landwirtschaft 39 Thema Biodiversität in der lokalen Wirtschaft 40 Thema Biodiversität in der Bildung für Nachhaltige Entwicklung 41

Vom 11. bis zum 13. September 2023 fand die Forstwissenschaftliche Tagung (FowiTa) 2023 in Dresden statt. Die FowiTa findet regelmäßig alle zwei Jahre rotierend an einer der forstlichen Universitäten Deutschlands (Göttingen, Tharandt, Freiburg, München) statt. Sie bietet den im Bereich der Forstwissenschaften Tätigen die Möglichkeit, aktuelle Erkenntnisse aus ihrer Forschung einem breiten forstwissenschaftlichen Publikum vorzustellen. Neben in parallel stattfindenden Sessions organisierten Vorträgen waren Poster-Ausstellungen inkl. Vorstellung der einzelnen Poster und Vorträge von renommierten Keynote-Speakern Teil der FowiTa 2023. Weiterhin bekamen Nachwuchswissenschaftler aus dem Bereich der Forstwissenschaften die Möglichkeit, im Rahmen eigener Sessions ihre Beiträge zur Forschung zu präsentieren. Im vorliegenden Tagungsband sind die Abstracts der gehaltenen Vorträge sowie die ausgestellten Poster aufgeführt.:Programm 10 11. September 2023 14 BEG | Begrüßung 15 K-01 | Keynote - Das Selbst und die Anderen - Waldpolitik zwischen Identitäten und Institutionen (Prof. Dr. Daniela Kleinschmit) 19 K-02 | Keynote - Forestry's Eduring Debt to German Science (Prof. Dr. William Hyde) 21 V-01 | Waldschutz I: Borkenkäfer 23 V-02 | Waldwirtschaft und Klimawandel I: Umwelt, Stress, Mortalität 30 V-03 | Ökologie, Biodiversität, Naturschutz I 39 V-04 | Forstgenetik, Forstpflanzenzüchtung I 46 V-05 | Forstbotanik I 53 V-06 | Waldbau I 61 V-07 | Waldschutz II: Borkenkäfer 69 V-08 | Waldwirtschaft und Klimawandel II: Waldanpassung, Baumartenwahl 77 V-09 | Ökologie, Biodiversität, Naturschutz II 87 V-10 | Forstgenetik, Forstpflanzenzüchtung II 96 V-11 | Eschen-Session 104 V-12 | Waldbau II 116 P 1-3 | Poster Session 126 P-1 | Management mit sozialwissenschaftlichem Schwerpunkt & Sozialwissenschaften 127 P-2 | Naturwissenschaften mit Schwerpunkt Waldschutz 142 P-3 | Naturwissenschaften 1 159 12. September 2023 180 V-13 | Waldschutz III: Krankheiten 181 V-14 | Waldwirtschaft im Klimawandel III: Forest Restoration 187 V-15 | Fernerkundung I 192 V-16 | Forsttechnik, Verfahrenstechnik I 196 V-17 | Forstrecht 201 V-18 | Forstpolitik, Umweltkommunikation I 205 V-19 | Waldschutz IV: Grundsätzliches und Säugetiere 210 V-20 | Waldwirtschaft im Klimawandel IV: Klimaschutz, Kohlenstoffsenke, Wasserhaushalt 215 V-21 | Fernerkundung II 227 V-22 | Forsttechnik, Verfahrenstechnik II 236 V-23 | Holzkunde und Verwendung 245 V-24 | Forstpolitik, Umweltkommunikation II 255 K-03 | Keynote - Über den Wald als chemisches Element (Prof. Dr. Peter Annighöfer) 262 K-04 | Keynote - Verschwommene Grenzen: Zur Handhabung und Wirkung wissenschaftlicher Aussagen in öffentlichen Auseinandersetzungen (Prof. Dr. Senja Post) 264 PV | Preisverleihung Deutscher Forstwissenschaftspreis 266 13. September 2023 267 P 4-6 | Poster Session 268 P-4 | Management mit naturwissenschaftlichem Schwerpunkt 269 P-5 | Naturwissenschaften mit Schwerpunkt Waldbau 287 P-6 | Naturwissenschaften 2 304 V-25 | Waldschutz V: Sturm und Waldbrände 328 V-26 | Bodenkunde I 334 V-27 | Fernerkundung III 341 V-28 | Forsttechnik, Verfahrenstechnik III 351 V-29 | Forstökonomie I: Ökonomik des Kleinprivatwaldes 361 V-30 | Bioökonomie 373 YS-01 | Young Speakers 381 YS-02 | Young Speakers 383 YS-03 | Young Speakers 385 YS-04 | Young Speakers 387 YS-05 | Young Speakers 389 YS-06 | Young Speakers 391 V-31 | Waldschutz VI 392 V-32 | Bodenkunde II 398 V-33 | Fernerkundung IV 404 V-34 | Forsttechnik, Verfahrenstechnik IV 411 V-35 | Forstökonomie II: Landnutzung und Forsteinrichtung 416 V-36 | Wissenschaftskommunikation I 423 V-37 | Agroforstsysteme 429 V-39 | Waldwachstum 435 V-40 | Bioklimatologie und Meteorologie 444 V-41 | Forstökonomie III: Klimawandel und Waldschäden 451 V-42 | Wissenschaftskommunikation II 459 V-43 | Ökologie, Biodiversität, Naturschutz III 466 Register 468 Moderatorenindex 469 Autorenindex 470 Schlagwortindex 479

Mit diesem Heft möchten wir dazu beitragen, dass Kinder Begeisterung, Verständnis und ein positives Gefühl für unser natürliches Umfeld entwickeln können und einen spielerischen Zugang zu (wissenschaftlichen) Fakten fnden. Es erwarten Sie detailliert ausgearbeitete Konzepte zur Vermittlung wesentlicher Inhalte des naturkundlichen Unterrichts, wie Wald, Waldrand, Wiese, Wasser und Boden – orientiert an den Inhalten des Heimat- und Sachkundeunterrichts des Sächsischen Lehrplans für Grundschulen (Stand 2009).