Phosphorretention und Freizeitnutzung an norddeutschen Tieflandseen wurden als Beispiele für den Zusammenhang von regulativen und kulturellen Ökosystemleistungen mit der Wasserqualität in norddeutschen, durchflossenen Tieflandseen untersucht. Zur Auswertung der Phosphorkonzentration in den 28 untersuchten Seen der LAWA-Typen 10 (geschichtete Seen), 11 (durchmischte Seen mit langer Wasserverweilzeit) und 12 (Flussseen mit kurzer Wasserverweilzeit) wurden die Zustrom- und Abstromkonzentrationen abflussgewichtet bilanziert. Anschließend wurde über lineare und multilineare Regressionsmodelle die Abhängigkeit verschiedener Umweltvariablen von den Phosphorbilanzen geprüft, um räumliche und zeitliche Muster der Rücklösung bzw. Retention von Phosphor in Seen zu identifizieren. Die Freizeitnutzung wurde über Umfragen sowie Tweets erfasst, um die Gewässereigenschaften sowie zeitliche und räumliche Nutzungsverteilung zu identifizieren. Norddeutsche Tieflandseen wiesen eine maximale Phosphorretention von 0,07 mg l-1 pro Jahr bzw. 0,94 mg l-1 pro Monat (Maximum im Juni) und eine maximale Phosphorfreisetzung von 0,17 mg l-1 pro Jahr bzw. 0,43 mg l-1 pro Monat (Maximum im August) zwischen 1996 und 2015 auf. Statistisch wurde insbesondere der Einfluss von Sulfat auf die Phosphorrücklösung und von Silikat auf die Phosphorretention in Flussseen und im Sommer deutlich. Das durchschnittliche Besucheraufkommen an den untersuchten Seen zwischen 2011 und 2015 betrug näherungsweise 336 Besuchern pro km² pro Tag im Uferbereich bis 50 m Entfernung um die Seen. Aus den Umfragen 2016 / 2017 ging hervor, dass vor allem Ruhe, Naturbelassenheit und schöne Landschaften erwünscht sind. Die Wasserqualität war vor allem für Schwimmende / Badende von Bedeutung und zeigte in Form des ökologischen Zustands auch einen Einfluss auf die Twitternutzer im Allgemeinen. Insbesondere Flussseen bilden gleichzeitig bedeutende, sommerliche Zentren für Algenwachstum wie auch für Freizeitaktivitäten. / Phosphorus retention and recreational use in northern German lowland lakes were investigated as examples of the connection between regulatory and cultural ecosystem services and water quality in northern German, flowed through lowland lakes. For the evaluation of phosphorus concentrations in the 28 investigated lakes of LAWA types 10 (stratified lakes), 11 (intermixed lakes with long water residence times) and 12 (river lakes with short water residence times), the inflow and outflow concentrations were balanced on a discharge-weighted basis. Subsequently, linear and multilinear regression models were used to test the dependence of various environmental variables on phosphorus balances in order to identify spatial and temporal patterns of phosphorus re-dissolution or retention in lakes. Recreational use was assessed via surveys as well as tweets to identify water body characteristics and temporal and spatial distribution of use. North German lowland lakes showed a maximum phosphorus retention of 0.07 mg l-1 per year or 0.94 mg l-1 per month (maximum in June) and a maximum phosphorus release of 0.17 mg l 1 per year or 0.43 mg l-1 per month (maximum in August) between 1996 and 2015. Statistically, the influence of sulphate on phosphorus re-dissolution and of silicate on phosphorus retention in river lakes and in summer was shown. The average number of visitors at the lakes studied between 2011 and 2015 was approximately 336 visitors per km² per day in the shore area up to 50 m distance around the lakes. From the 2016 / 2017 surveys, it emerged that tranquillity, naturalness and aesthetic landscapes were desired above all. Water quality was particularly important for swimmers / bathers and also showed an influence on Twitter users in general in the form of ecological condition. River lakes in particular form significant summer centres for algae growth as well as for recreational activities.

Meine Dissertation beschäftigt sich mit den institutionellen Aspekten staatlicher Zahlungen für Ökosystemleistungen (Payments for Ecosystem Services „PES“) in China. Marktbasierte Ansätze zur Steuerung von Ökosystemleistungen, insbesondere von PES, wurden in den letzten Jahrzehnten als neue und innovative Politikinstrumente angesehen. Entsprechend diesem internationalen Trend sind PES auch in China populär, werden jedoch meist mit dem inländischen Begriff der Ökokompensation beschrieben. Einen wirtschaftlichen Anreiz für Verhaltensänderungen zu schaffen, wenn das Ökokompensations-Programm nur ein Ausgleich für gesetzliche Einschränkungen ist, kann eine Herausforderung darstellen. Die Merkmale der Ökokompensation unterscheiden sich von anderen nationalen PES-Programmen, da sich das Governance-Modell, die Eigentumsrechte und die gesellschaftlichen Strukturen in China stark von anderen Staaten unterscheiden. Die Ökokompensation steht vor vielen institutionellen Herausforderungen, wenn es darum geht, ökonomische Anreize für Verhaltensänderungen zu schaffen. Zahlungen für Ökosystemleistungen, die Elemente sowohl eines freiwilligen, marktbasierten als auch eines hierarchischen Systems kombinieren, um mit den besonderen institutionellen Rahmenbedingungen umzugehen, wurden bisher noch nicht ausreichend untersucht. Eine Wissenslücke besteht insbesondere hinsichtlich der Anpassung des Designs von PES an die institutionellen Rahmenbedingungen in China. Die Mechanismen von Zahlungen für Ökosystemleistungen in China unterscheiden sich in wichtigen Punkten von den aus der westlichen Erfahrung bekannten Mechanismen. Die vorliegende Dissertation zielt darauf ab, die Diskrepanz zwischen der allgemein gültigen Rahmung von Zahlungen von Ökosystemleistungen und der Realität ihrer Praxis zu verringern, indem sie eine institutionelle Analyse des chinesischen staatlichen PES-Programms vornimmt. Das Sloping Land Conversion Program (SLCP) gilt als eines der weltweit größten PES-Programme und ist ein wichtiger Bestandteil der Ökokompensation. Das erste Ziel dieser Dissertation ist es, anhand des SLCP als empirische Fallstudie zu verstehen, wie das institutionelle Design des staatlichen PES in China verbessert werden kann. Das zweite Ziel ist in einem breiteren internationalen Kontext zu sehen und zielt darauf ab, einen methodischen Beitrag zur Analyse der Governance von Ökosystemleistungen zu leisten. Die Dissertation folgt einer kumulativen Struktur, die aus einem Rahmentext besteht, in den fünf, von Experten begutachtete, Artikel aus internationalen Fachzeitschriften integriert sind. Kapitel 1 ist eine Einführung, in der die Forschungslücken und die Forschungsziele im Hinblick auf staatliche PES beschrieben werden. Kapitel 2 liefert die theoretische Grundlage der institutionellen Ökonomie und zeigt die Bedeutung der Governance von Naturressourcen in China auf. Darauf aufbauend konkretisiert Kapitel 3 das Forschungsdesign, indem es die Forschungsziele in verschiedene Forschungsfragen untergliedert. Kapitel 4 beinhaltet den Ergebnisteil, der fünf Zeitschriftenartikel umfasst. Der erste Artikel liefert die konzeptionelle Grundlage für alle nachfolgenden Untersuchungen, die in dieser Dissertation vorgestellt werden, und gibt einen Überblick über die Wirksamkeit und die institutionellen Herausforderungen des chinesischen SLCP. Sowohl der zweite als auch der dritte Artikel sind empirische Untersuchungen. Der zweite Artikel untersucht, wie die sozioökonomischen und institutionellen Bedingungen Anreize für Haushalte in ländlichen Gebieten schaffen, um die primären Umweltziele des SLCP zu erreichen. Der dritte Artikel zeigt, wie lokale Dynamiken die Umsetzung des SLCP beeinflusst und geprägt haben. Der vierte Artikel veranschaulicht und diskutiert die im zweiten Artikel angewandte Methode im Vergleich zu einer weiteren Fallstudie in Deutschland. Der fünfte Artikel schließlich stellt die Stärken und Schwächen der im dritten Artikel angewandten Methode den Erfahrungen ähnlicher Studien in vier weiteren Ländern gegenüber. Zusammen liefern diese Artikel wichtige Beiträge für die beiden Ziele der Dissertation. Kapitel 5 beinhaltet die Synthese und Diskussion der Ergebnisse und Kapitel 6 schließt die Dissertation ab. Das wichtigste Ergebnis dieser Dissertation ist, dass die Wirksamkeit des staatlichen PES in China das Ergebnis der Interaktion der treibenden sozialen Kräfte ist, während institutionelle Rahmenbedingungen und lokale Dynamiken eine Schlüsselrolle bei der Ausgestaltung der Programmumsetzung spielen. Das SLCP hätte unter bestimmten institutionellen Bedingungen ein großes Potenzial für die Schaffung signifikanter Skaleneffekte und für die Verbesserung der Umwelteffektivität. Allerdings weicht die derzeitige Umsetzung des SLCP wegen der besonderen institutionellen Rahmenbedingungen erheblich von dem von der Politik geförderten Marktansatz ab. Zwar haben die institutionellen Rahmenbedingungen die breite Akzeptanz und schnelle Entwicklung des SLCP in der Anfangsphase nicht behindert, doch gibt es keine Möglichkeit, einen langfristigen Erfolg im Hinblick auf die Umwelteffektivität zu erreichen, wenn die wichtigsten PES-Elemente fehlen. Der überwiegend von oben nach unten gerichtete Ansatz des Programms und das Fehlen von echter Freiwilligkeit, Konditionalität und Eigentumsrechten werden zusammen als kritische Faktoren verstanden, die mögliche Misserfolge langfristig erklären. Ein weiterer Beitrag der Dissertation sind die methodischen Ansätze, die zum besseren Verständnis der Governance von Ökosystemleistungen beitragen. Diese Dissertation zeigt, dass Ansätze, die qualitative und quantitative Methoden kombinieren, wie z.B. Qualitative Vergleichende Analyse (Qualitative Comparative Analysis „QCA“) und Soziale Netzwerkanalyse (SNA), ein großes Potenzial für die institutionelle Analyse und partizipative Forschung von PES haben. Bei beiden Methoden wurde besonderes Augenmerk auf die detaillierte Beschreibung ihrer Anwendung sowie die damit verbundenen Vor- und Nachteile gelegt. / My dissertation focuses on institutional aspects of governmental payments for ecosystem services (PES) in China. Market-based approaches for ecosystem service governance, particular the PES, have been considered new and innovative policy instruments over the past decades. Corresponding to this international trend, PES schemes in China are mostly described by the domestic term eco-compensation. However, the characteristics of eco-compensation are distinct from other national PES programs, as governance model, property rights and societal structures in China are different to the PES theory. Eco-compensation faces many institutional challenges in creating economic incentives for behavioral change. However, PES that combines elements of both a voluntary market and hierarchy-based system in dealing with incomplete institutional settings has not yet been sufficiently addressed. In particular, there is a knowledge gap regarding fitting the design of PES and institutional settings in China together. The mechanisms of PES in China differ in important ways from mechanisms familiar from the western experience. This dissertation aims to reduce the divergence between the common framing of PES and the reality of its practice by presenting the institutional analysis of China’s governmental PES program. As a major component of eco-compensation, the Sloping Land Conversion Program (SLCP) is considered one of the world’s largest PES programmes. By taking SLCP as an empirical case, the first objective of this dissertation is to understand how to improve the institutional design of governmental PES. The second lies in a broad international context, aiming at methodologically contributing to the analysis of ecosystem services governance. This dissertation follows a cumulative structure, integrating the framework text and five papers. Chapter 1 is an introduction, outlining the research gaps and objectives of governmental PES. Chapter 2 provides a theoretical foundation to the institutional economic schools, their respective theories and the relevance of nature resource governance in China. Based on this, Chapter 3 confirms the research design by deconstructing the research objectives into different research questions. Chapter 4 is the results section, which comprises five papers. The first paper provides the conceptual basis for all subsequent studies presented in this dissertation, as it is an overview of the effectiveness and institutional challenges of China’s Sloping Land Conversion Program (SLCP). Both the second and third papers are empirical works. The second paper explores how socioeconomic and institutional conditions encourage rural households to reach the primary environmental goals of SLCP. The third paper shows how local dynamics derived and shaped the SLCP’s implementation. The fourth paper illustrates and discusses the method used in paper 2, comparing it with another case study in Germany. Finally, the fifth paper present the strengths and weaknesses of the method used in paper 3 based on the experiences of four different countries. Together, these papers deliver important contributions to both objectives. Chapter 5 is the synthesis and discussion, and Chapter 6 concludes the dissertation. The key finding of this dissertation is that the effectiveness of governmental PES is a result of interacting driving forces, whereas institutional settings and local dynamics play key roles in shaping program implementation. The SLCP could achieve its potential in creating significant economies of scale and environmental effectiveness under certain institutional conditions. However, against incomplete institutional settings, the current implementation of SLCP has deviated substantially from the market approach promoted by policy makers. While the incomplete institutional settings did not prevent SLCP’s wide acceptance and fast development in its first phases, there is no by-pass to reach the long term success in terms of environmental effectiveness in the absence of key PES elements. The program’s predominantly top-down approach and lack of genuinely voluntary characteristics, conditionality and property rights are jointly understood to be critical factors that explain possible failures in the long-term. Another contribution which this dissertation makes is in methodological approaches of ecosystem service governance. This dissertation has shown that mixed approaches combining qualitative and quantitative methods, such as Qualitative Comparative Analysis (QCA) and social network analysis (SNA), could have great potential for institutional analysis and participatory research for PES. The two methods were given particular emphasis in the detailed description of application, as well as in the inherent merits and limitations.

Städte sind Hotspots des Globalen Wandels. Sie zählen über ihren Konsum und Ressourcenverbrauch zu den Haupttreibern des Klimawandels, der Biodiversitätskrise und sozio-ökonomischer Prozesse wie Urbanisierung und Demographischer Wandel. Gleichzeitig stellen diese Prozesse insbesondere für Städte eine große Herausforderung dar. Für die Anpassung an den Globalen Wandel spielen städtische Grünflächen als Werkzeug der Stadtplanung eine zentrale Rolle. Parks, Friedhöfe, Gärten, bis hin zu einzelnen Straßenbäumen stellen Ökosystemleistungen bereit, die einerseits, z.B. durch Abmilderung von hohen Temperaturen, die Umweltqualität verbessern und andererseits, z.B. durch die Bereitstellung von Erholungsräumen, einen direkten Einfluss auf das Wohlbefinden und die Aktivitäten der Stadtbevölkerung haben. Jedoch sind auch Grünflächen und deren Ökosystemleistungen, wie die gesamte Stadt an sich, hohen Belastungen durch die Folgen des Globalen Wandels ausgesetzt, z.B. durch Hitze, Trockenheit und Verdichtungsprozesse. Diese kumulative Dissertation zeigt, dass sich Form, Ausstattung und Lage einer Grünfläche unterschiedlich auf die Bereitstellung von verschiedenen Ökosystemleistungen auswirken. Während für die Kühlungsfunktion ein dichter Bestand von ausgewachsenen Bäumen entscheidend ist, spielt für die Erholungsfunktion einer Grünfläche eine ausgewogene Vegetationsstruktur, vielfältige (gebaute) Infrastruktur und eine gute Einbettung in die Umgebung eine zentrale Rolle. Die Arbeit formuliert schließlich Empfehlungen an die Stadtplanung für eine qualitative Aufwertung der Grünflächen im Hinblick auf eine bessere und gerechte Versorgung der Bevölkerung und eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Wetterereignissen. Eine im Rahmen dieser Arbeit entwickelte und frei zugängliche Online-Kartenanwendung kann dabei als ein unterstützendes Entscheidungsinstrument dienen und zukünftig auf andere Städte übertragen werden. / Cities are hotspots of global change. Through their consumption and resource use, cities are among the main drivers of climate change, the biodiversity crisis and socio-economic processes such as urbanisation and demographic change. At the same time, these processes represent a major challenge for cities. Extreme weather events caused by climate change, such as heat and heavy rain, often occur with greater intensity in densely populated areas and can potentially cause more damage to people and infrastructure there. For adaptation to global change, urban green spaces play a central role as a tool in urban planning. Green spaces or individual street trees provide ecosystem services that can improve, on the one hand, environmental quality, e.g. by mitigating high air temperatures, and, on the other hand, the health and well-being of the urban population, e.g. through the provision of recreational opportunities. However, green spaces and their ecosystem services are also exposed to high pressures from the impacts of global change such as extreme heat, drought and densification processes. This cumulative thesis shows that the form, equipment and location of a green space have different effects on the provision of different ecosystem services. While a dense stand of mature trees is crucial for the cooling function, a balanced vegetation structure, diverse (built) infrastructure and a good embedding in the surroundings play a central role for the recreational function of a green space. Finally, the thesis formulates recommendations for urban planning for a qualitative upgrading of green spaces with regard to a better and equitable provision for the population and a greater resilience to extreme weather events. An open access online map application developed as part of this thesis is intended to serve as a decision support tool and may be transferred to other case studies in the future.