Die Arbeit widmet sich der Alltags- und Freizeitmobilität und deren räumlichem Bezug am Beispiel zehn Berliner Wohnquartiere. Eine übergeordnete Fragestellung lautet: Werden die Freizeitaktivitäten, alltäglichen Verrichtungen und sozialen Interaktionen überwiegend im Wohnumfeld ausgeführt? Ausgangspunkt der Untersuchung ist die im Rahmen ökologischer und sozialer Herausforderungen existierende Bedeutungszunahme nahräumlicher Handlungsbezüge des Alltags. Das städtebauliche Leitbild der Stadt der kurzen Wege, dem sich viele Gemeinden und Städte verpflichtet fühlen, bietet an dieser Stelle planerische Umsetzungsmöglichkeiten. Anhand der Analyse der Alltags- und Freizeitmobilität im Wohnumfeld wird die Relevanz des Leitbilds in einem großstädtischen Kontext geprüft. Als wesentliche Grundlage der Studie gilt der raum- und handlungstheoretische Ansatz. Es wird eine Wechselbeziehung zwischen dem Raum und der Mobilitätshandlung vorausgesetzt, in der die Alltags- und Freizeitmobilität einerseits vom Raum und der sozial-räumlichen Struktur (Raumstruktur) beeinflusst wird und andererseits der Raum gesellschaftlich, d.h. durch Handlungen produziert wird. Auf der Basis von 1709 Fällen, die mittels einer quantitativen Befragung in zehn nach städtebaulichen Typen geordneten Untersuchungsgebieten erhoben wurden, von denen 61 Bewohner zusätzlichen Intensivinterviews zur Verfügung standen, kann insgesamt eine hohe Wohnumfeldnutzung, mit unterschiedlicher Ausprägung in den einzelnen Gebieten, nachgewiesen werden. Ein bedeutendes Einflussmerkmal im Zusammenhang mit diesem Ergebnis ist neben der Raumstruktur auch der Lebensstil, der unter anderem in Mustern der Freizeitmobilität zum Ausdruck kommt. Darüber hinaus werden weitere Handlungskontexte, in denen strukturelle Rahmenbedingungen, wohnbiographische Erfahrungen und persönliche Handlungsmotive zusammenwirken, in Bezug auf die Alltags- und Freizeitmobilität innerhalb bzw. außerhalb des Wohnumfelds ausgemacht. Die Forschungsarbeit liefert einen wichtigen Beitrag, um die alltäglichen Mobilitätshandlungen sowie deren Entstehungszusammenhänge und räumlichen Bezüge zu verstehen. Erst dadurch können städtebauliche Richtlinien zur Quartiersentwicklung erarbeitet und Leitbilder in ihrer Gültigkeit bewertet und gegebenenfalls angepasst werden. / This thesis deals with everyday and leisure mobility and their spatial importance in the con-text of 10 residential districts in Berlin. The following main issue is explored: do leisure-time activities, everyday activities and social interactions happen mainly in the housing area? The analysis is developed from the increasing importance of local everyday activities in the context of ecological and social challenges. At this point the compact city planning paradigm that many communities and towns subscribe to can be implemented into planning. Based on the analysis of everyday and leisure mobility in the housing area, the relevance of this planning paradigm is examined in the context of a big city. The survey is essentially based on the spatial and action-theoretical approach. A correlation between space and mobility is assumed, where everyday and leisure mobility are determined by space and its socio-spatial structure while space is also created socially, i.e. by activities. 1,709 case studies are appraised in a quantitative survey conducted in 10 investigation areas arranged according to types of urban development with 61 inhabitants being available for further interviews. The findings show extensive activities within the housing area but their degree varies according to the individual areas. This result is closely linked to vital factors such as spatial structure and lifestyles. The latter are expressed through patterns of leisure mobility. Besides other activities combining structural factors, personal residential experiences and personal motives for activities are identified in the context of everyday and leisure mobility both within and outside the housing area. The survey is an essential contribution towards a better understanding of everyday mobility as well as its origins and spatial contexts. It is a prerequisite for urban district development guidelines and ensures that planning paradigms are assessed properly and adjusted if necessary.

In der vorliegenden Dissertation wird am Beispiel des Berliner Umlandes der Frage nachgegangen, ob ein Wohnort im suburbanen Raum trotz postfordistischer und postsozialistischer gesellschaftlicher Einflüsse einschränkend auf den Alltag von Frauen wirkt. Die Annahme genderspezifischer Differenzen ergibt sich vor dem Hintergrund eines „frauenfeindlichen“ Images, welches dem Umland von Städten seit Jahrzehnten anhaftet. Es wird für Bewohnerinnen herausgestellt, ob und in welchem Maße ihnen Handlungsressourcen zur Verfügung stehen, welche sie den möglichen Begrenzungen entgegensetzen können. Die Ergebnisse der empirischen Analyse zeigen, dass die Kombination einer geringen Ausstattung mit wohnortnahen Arbeitsstätten mit der vorrangigen Zuständigkeit von Frauen für Reproduktionsarbeit(smobilität) dazu führen, dass die Mehrheit der Umlandbewohnerinnen eindeutig constraints ausgesetzt ist. Die Arbeitsteilung gilt hierbei nach wie vor als stark Geschlechterrollen determinierend. Neben der räumlichen Ausstattung mit Erwerbsarbeitsmöglichkeiten übt die Verfügbarkeit von Kinderbetreuungseinrichtungen einen Einfluss auf den weiblichen Zugang zum Arbeitsmarkt aus. Wie für den Bereich der Arbeit kann auch für den der Mobilität dem Differenzierungsmerkmal der Sozialisation eine maßgebliche Bedeutung beigemessen werden, da ost- und westdeutsch sozialisierte Personen immer noch den jeweiligen, sie prägenden Gesellschaftsmodellen der beiden deutschen Staaten verhaftet scheinen. Den mit Arbeit und Mobilität verbundenen Einschränkungen können Frauen jedoch nicht in kompensierendem Umfang die Ressource des Sozialkapitals entgegensetzen, da sie ihre „typisch suburbane“ Lebensweise an der Entwicklung eines gemeinschaftlichen Lösungsansatzes hindert. Aus den dargestellten Ergebnissen leitet sich die Aufforderung ab, die Herausforderung der Gestaltung suburbaner Räume anzunehmen und durch die genaue Kenntnis spezifischer Teilräume eine gendergerechte Planung zu ermöglichen. / This thesis examines the question if residence in a suburban area – region surrounding Berlin taken as an example – imposes constraints on women’s day-to-day life despite the social impact of post-Fordism and post-Socialism. One can assume gender-specific differences since suburban residential areas have been labelled as “women-unfriendly” for decades. Ten study areas have been chosen with the objective to establish if any and what particular course of action is available to female residents to compensate the likely constraints. The empirical analysis proves that the lack of employment sites available for women in the vicinity of the place of their residence comes into collision with women’s paramount role in reproductive labour (mobility) and results in evident constraints imposed on the majority of female suburban residents. The division of labour is assumed to strongly determine gender roles to this day. The availability of paid work in a given area along with the access to childcare institutions determines women’s chances at the job market. Different patterns of socialisation were found to play an essential role in the work as well as in the mobility practices, since people of the East- or the West German origin seem still to be shaped by the respective society models. The constraints on work and mobility can hardly be compensated through the resources of social capital since women’s “typically suburban” art of living hinders a cooperative search for solutions. The results presented in this thesis urge to rise to the challenge of designing the suburban areas and, with the help of better knowledge of specific area divisions, to facilitate suburban planning which would better meet the needs of both men and women.

Das Leitbild einer nachhaltigen Entwicklung ist seit den frühen 90er Jahren zum Schlagwort für Lösungsansätze auf allen räumlichen Ebenen und für zahlreiche Institutionen und Handlungsfelder geworden. Darüber, was sich hinter dem Leitbild tatsächlich verbirgt, herrscht allerdings weder unter den Wissenschaftlern noch unter den Politikern und Vertretern gesellschaftlicher Gruppen Einigkeit. Eine genaue Operationalisierung in Politik und Planung steht noch in den Anfängen. In der vorliegenden Arbeit wird aufbauend auf politikwissenschaftlichen Erkenntnissen ein Verfahrensschema für eine schrittweise handlungsfeld- und lokalspezifische Konkretisierung von Nachhaltigkeit aufgezeigt und exemplarisch am Beispiel des Berliner Stadtverkehrs angewandt. Diesem Verfahrensschema entsprechend wird das Nachhaltigkeitskonzept zunächst auf Basis einer breiten Literaturauswertung analysiert. Dabei werden so genannte konsensuale und kontroverse Konzeptelemente unterschieden und eine eigene Position erarbeitet, die die konsensualen Konzeptelemente als obligatorisch für nachhaltige Planungsverfahren herausstellt. Im Hinblick auf die kontroversen Konzeptelemente werden begründete Prämissen darlegt. Eine wesentliche Grundlage für die Konkretisierung von Nachhaltigkeit im Verkehr und die Ableitung von Nachhaltigkeitsindikatoren für den Berliner Stadtverkehr bildet die Analyse von fünf nationalen und internationalen verkehrsbezogenen Nachhaltigkeitsstudien. Dabei wird ein weites Spektrum von Ansichten, Wissen und Erfahrungen zusammengeführt und verglichen; erfolgversprechende sowie problematische Ansätze werden aufgezeigt. Im Sinne einer "strategischen Nachhaltigkeitsplanung" erfolgt eine hierarchisierte Zielbildung mit Monitoringbausteinen. Diese wissenschaftliche Zielentwicklung (die immer auch Werturteile beinhaltet, da sie sich an den normativen Prinzipien der Nachhaltigkeit orientiert) sollte im Rahmen eines zweistufigen Prozesses einer politisch-partizipativen Zielentwicklung vorausgehen; sie liefert die erforderlichen Grundlagen für den lokalen Diskussions- und Entscheidungsprozess. Damit soll auch angedeutet werden, dass Nachhaltigkeit als ein iterativer Such- und Lernprozess zu verstehen ist. / Since the early 1990s the concept of sustainable development has been widely used in many areas and at all spatial levels. Nevertheless there is still no common understanding among scientists of what sustainable development actually means or how to define the concept and to deal with it in politics and planning. Based on findings by political scientists, the present thesis proposes a scheme for an incremental implementation of sustainable development - exemplified for urban transport in Berlin. Sustainable development is first analysed by a thorough literature survey which results in a distinction between consensual and controversial elements of the sustainability concept. The consensual elements are adopted and own views with regard to the controversial elements are specified for the following elaboration. In order to concretise sustainability in the transport area and to find indicators for sustainability in the transport sector of Berlin, five national and international studies are analysed. In terms of "strategic sustainability planning" a hierarchical definition of goals is presented with building blocks of a sustainability monitoring system. Within a participatory process on the regional level the results could be used in the Local Agenda 21 process and the on-going transport planning processes in Berlin.

Pflanzen verbinden atmosphärisches mit unterirdischem Wasser und prägen so den Wasserkreislauf mit einer Reihe verschiedener Prozesse wie Interzeption und Transpiration. Diese Dissertation verwendet stabile Wasserisotope um ökohydrologische Flüsse vom Parzellenmaßstab zum Einzugsgebietskontext zu untersuchen und die Effekte von Vegetationsbedeckung auf die Wasseraufteilung zu bewerten. Die Arbeit ermittelte, dass die Wurzelwasseraufnahme zweier Weiden während der Vegetationsperiode von 2020 hauptsächlich aus Wasser des Oberbodens bestand, selbst während einer Trockenphase im Sommer. Am Ende der Vegetationsperiode und nach der Wiederbefeuchtung des Oberbodens entnahmen die Bäume tieferes Bodenwasser. Weiterhin deuteten Untersuchungen während der Vegetationsperiode in 2021 im Demnitzer Mühlenfließ darauf hin, dass eine geringe Variabilität der Wasseraufteilung in den untersuchten Landnutzungen vorliegt und wahrscheinlich durch das zurückgesetzte Evaporationssignal nach einem Starkregenereignis hervorgerufen wurde. Eine Modellierung der Wasserflüsse von den vier Landnutzungen mittels des Modells EcoIsoPlot zeigte, dass die Wasseraufteilung in der Agroforstwirtschaft zwischen Wald und Ackerfläche liegt. Solche Unterschiede wurden nur mit Hilfe der Simulation der Wasserbilanz aufgezeigt und betonen die Relevanz von stabilen Wasserisotopen in Verbindung mit weiteren ökohydrologischen Parametern. Weiterhin untersuchte der kollaborative Artikel mit dem EcH2O-iso Modell die hoch-frequenten Daten des Weidenstandorts und erreichte die besten Simulationen mittels täglicher Zeitschritte und distanz-basierter, isotopischer Mischung. Diese Thesis beobachtete, analysierte und modellierte ökohydrologische Flüsse mit verschiedenen räumlichen und zeitlichen Maßstäben. Sie zeigt die Relevanz von Interaktionen zwischen Pflanzen und Wasser für die Ermittlung von Wasserpartitionierung sowie weitere Forschungsmöglichkeiten für die Beobachtung und Modellierung von ökohydrologischen Flüssen. / Plants link atmospheric and subsurface water shaping the water cycle with a diverse range of processes like interception or transpiration. This thesis utilizes stable water isotopes to investigate ecohydrological fluxes from plot scale to catchment context assessing the effects of vegetation cover on water partitioning. The thesis found root water uptake of two willow trees over the growing season of 2020 mainly consisted of topsoil water even during a drier phase in summer. At the end of the growing season and after rewetting of the topsoil the trees tapped into deeper soil water. Further, investigations during the growing season of 2021 at the Demnitzer Millcreek Catchment indicated slight variabilities in water partitioning of the investigated land uses possibly caused by resetting evaporative signal due to a mid-summer storm event. Simulating water fluxes of the four land uses via the EcoIsoPlot model resulted in agroforestry water partitioning to be estimated between forest and cropland. Such disparity between cropland and agroforest was only evident via simulating the water balance underlining the relevance of combining stable water isotopic composition with additional ecohydrological parameters. Further, the co-authored EcH2O-iso model explored the high frequency data from the willow stand and achieved best simulations via daily time steps and distance-based isotopic mixing. This thesis monitored, analysed, and modelled ecohydrological fluxes at various spatial and temporal scales. It demonstrates the importance of plant-water interactions for estimating water partitioning as well as further research opportunities in monitoring and modelling of ecohydrological fluxes.

In dieser Arbeit werden außerberufliche Tätigkeiten von Erwerbstätigen in ihrem Arbeitsortumfeld untersucht. Es wird erforscht, welche Aktivitäten Erwerbstätige dort koppeln. Als Einflussfaktoren werden die funktional-räumliche Ausstattung des Arbeitsortumfeldes, deren Wahrnehmung und Bewertung durch die Erwerbstätigen und Merkmale der beruflichen Tätigkeit, Verkehrsmittelwahl und soziodemographische Merkmale betrachtet. Nahmobilität im Arbeitsortumfeld wurde bislang in Deutschland noch nicht explizit untersucht. Damit wurden bisher aus theoretischer Sicht ein bedeutsamer Pol des Aktionsraumes von Personen sowie ein wesentlicher Ansatzpunkt zur planerischen Stärkung der Nahmobilität bzw. der Umsetzung des Leitbildes der Stadt der kurzen Wege vernachlässigt. Eine quantitative Befragung von Angehörigen der Humboldt-Universität zu Berlin (N = 565) zeigte die Bedeutung des Arbeitsortumfeldes für die Alltagsorganisation in den Bereichen Freizeit, Dienstleistungen und Einzelhandel auf. Zur Beschreibung des Kopplungsverhaltens dienen die Begriffe „Nutzerakzeptanz“, „objektives Nutzungsspektrum“ und „subjektives Nutzungsspektrum“. Es üben 96 % der Personen Aktivitäten im Arbeitsortumfeld aus (Nutzerakzeptanz). Sie konzentrieren ihre Nutzung meist auf wenige Gelegenheiten aus dem Spektrum aller vorhandenen Gelegenheiten (objektives Nutzungsspektrum). Neu eingeführt wird in der vorliegenden Studie das subjektive Nutzungsspektrum als Anteil der genutzten an den subjektiv bekannten Angeboten im Arbeitsortumfeld. Im Vergleich zum objektiven ist das subjektive Nutzungsspektrum deutlich größer. Es konnte ein deutlicher Zusammenhang der Nutzung von Angeboten im Arbeitsortumfeld mit der Stadtstruktur, mit der Verkehrsmittelwahl und mit soziodemographischen Merkmalen der Befragten aufgezeigt werden. Der Zusammenhang des Nutzungsverhaltens mit Merkmalen der Erwerbstätigkeit ist hingegen nicht eindeutig interpretierbar. / The present work investigates what non-work activities are trip chained by employees nearby their places of work. As influencing factors the facility mix close to the places of work, its perception and evaluation, occupational characteristics, mode of transport, and sociodemographic factors are taken into account. So far, in (German) research there is a strong tendency to focus on the residential area end of the trip when exploring short-distance mobility patterns. Thus, research left an important part of action space unattended and disregarded an aspect of land use that might be susceptible to successful planning control in order to promote short-distance mobility patterns. A quantitative survey among members of Humboldt-Universität zu Berlin (N = 565) revealed the importance of the proximity of the place of work for non-work activities in the fields of recreation, services and shopping. The utilisation of facilities is described by the terms “acceptance of facilities by users” (1; “Nutzerakzeptanz”), “objectively used share of facilities” (2; “objektives Nutzungsspektrum”) and “subjectively used share of facilities” (3; “subjektives Nutzungsspektrum”). 96 % of the respondents carry out activities nearby their place of work (1). In doing so, most people concentrate only on a few facilities out of the whole range of facilities offered (2). A new aspect in the present work is the focus on the “subjectively used share of facilities” which describes the portion of used facilities of all facilities known to a person. In comparison to the “objectively used share of facilities” the “subjectively used share of facilities” is bigger. An interrelationship of the utilisation of facilities with facility mix, perception and evaluation of the facilities, choice of transport mode, and sociodemographic characteristics, respectively, was found. The interrelation between the utilization of facilities and occupational characteristics is less clear.

Schon seit langer Zeit, besonders intensiv jedoch in den letzten Jahrzehnten werden Ausschnitte der Geosphäre hinsichtlich ihrer geometrischen Eigenschaften verglichen und bewertet. Dafür wurden empirisch viele verschiedene Landschaftsmaße gefunden, die diese geometrischen Eigenschaften auf unterschiedlichste Weise in mehreren Ebenen abbilden. Für die unterste Ebene, d.h. für die direkte Bewertung von individuellen, relativ homogenen Landschaftselementen, wird in dieser Arbeit eine Theorie vorgestellt. Ausgehend von der inhaltlichen Zielstellung der vorliegenden Arbeit wird ein System redundanzfreier Grundmaße theoretisch hergeleitet. Dieses System wird hinsichtlich der mathematischen Eigenschaften untersucht und sowohl mit normierten, abstrakten Objekten als auch anhand von realen Beispieldaten veranschaulicht. Unter Verwendung dieser Grundmaße können dann Landschaftselemente über statistische Verfahren klassifiziert oder komplexere Landschaftsmaße mit gewünschten Eigenschaften je nach praktischer Anforderung konstruiert werden. Die Zusammenhänge von bereits bekannten Landschaftsmaßen und diesen Grundmaßen sowie die Vorgehensweise bei der Ableitung neuer, anwendungsspezifischer, komplexer Landschaftsmaße aus den Grundmaßen werden in dieser Arbeit vorgestellt. / For a long time, but especially during the last decades parts of the geosphere were compared and valued using their geometrical properties. Therefore many different landscape measures were found empirically which map these geometrical qualities into several levels in a variety of ways. In this paper there will be presented a theory which deals with the basic level i.e. with these measures which evaluate individual relative homogeneous landscape elements. Based on the objective of this paper a system of redundance-free basic measures will be deduced theoretically. This system will be studied in regard to its mathematical properties and will be illustrated by using standardized abstract objects and real example data. Landscape elements can be classified using statistical procedures or complex landscape measures with practically requested properties can be constructed by using these basic measures. The relations between well-known landscape measures and these basic measures are shown. The procedure of deduction of new application-specific complex landscape measures from the basic measures are introduced in this paper.

Klimatologisch signifikante räumliche Strukturen der Niederschlagsverteilung in der Stadt Berlin und des Umlandes in Brandenburg wurden für den Zeitraum 1951-2000 untersucht, die durch Wirkung des urbanen Raumes verursacht werden. Für die Analyse werden Primärdaten von 247 Niederschlagsmessstationen verwendet, woraus Gebietsmittelwerte für 636 administrative Teilflächen sowie für 12 Teilflächen eines zur mittleren Windrichtung des Niederschlagstages parallelen Analyse-Transekts für jeden der 11848 Niederschlagstage interpoliert werden. Für 17 ausgewählte Kombinationen von acht Atmosphärenparametern wurde der Niederschlagsdatensatz zu klassifizierten Teilmengen gruppiert und als eigenständige geostatistische Experimente ausgewertet. Die Spannweite der in den einzelnen Experimenten verglichenen Gebietsmittelwerte überschreitet in der Regel 10 Prozent der mittleren Niederschlagshöhen nicht. Der dominierende Faktor für die Herausbildung unterscheidbarer räumlicher Niederschlagsverteilungen im Untersuchungsgebiet ist die Windrichtung in der unteren Troposphäre. Während sich der Stadtkörper unter Bedingungen, die kleinräumige Niederschlagsentstehung begünstigen, im Mittel lokal verstärkend auswirkt, kommt es bei großräumig gesteuerter Niederschlagsentstehung über dem Stadtgebiet zu einer Verringerung der Tagessummen des fallenden Niederschlags. Die Experimente angewendet auf den Datensatz weisen darauf hin, dass die urbane Verstärkung durch intensivierte Niederschlagsbildung über der Stadt bedingt wird, während die urbane Verminderung aus der Veränderung des Niederschlagsgeschehens innerhalb der Stadtatmosphäre resultiert. / An analysis of the climatologically significant spatial structures resulting from urban modification of the precipitation distribution was carried out at the sample site Berlin and its surrounding areas in Brandenburg for a period from 1951 to 2000. For the 11848 precipitation days the daily sums of 247 measurement sites are interpolated into mean areal precipitation for 636 administrative sub regions as well as for 12 elements of transects placed parallel to the mean daily wind direction. 17 combinations of eight atmospheric parameters were used to group the precipitation data into classified subsets. These subsets are treated as data resulting from independent geostatistic experiment configurations. The mean range of interpolated precipitations does not exceed 10 percent of the respective mean precipitation height in the particular experiments. The dominant synoptic factor causing the evidence of distinguishable spatial precipitation structures appears to be the wind direction in the lower troposphere. At weather conditions inducing local precipitation genesis the urban body induces predominantly locally intensified precipitation heights. When precipitation is formed mainly by synoptic processes the daily precipitation is being reduced over the city region. The experiment layouts related to these observations indicate that urban precipitation amplification evolves from intensified generation processes while urban reduction results from modified conditions for precipitation falling through the urban atmosphere.

Wälder spielen global eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des Weltklimas, da sie aktiv Kohlenstoff speichern und binden. Trotz der Bemühungen durch internationale Programme nehmen die Waldschäden weiter zu. Entwaldung und Walddegradierung sind zwei unterschiedliche Prozesse, die sich auf die globalen Wälder auswirken. Entwaldung ist eine klar definierte Umwandlung oder Abholzung der Waldflächen, während Degradierung subtiler, vorübergehend und variabel sein kann und daher schwer zu detektieren ist. Walddegradierung wird im Allgemeinen als eine funktionale Verringerung der Fähigkeit von Wäldern Ökosystemleistungen zu erbringen identifiziert. Sie wird nicht als Veränderung der Landbedeckung oder Entwaldung klassifiziert. Daraus folgt keine deutliche Verringerung der Waldfläche, sondern eher eine Abnahme der Qualität und des Zustands. Diese Veränderung kann, wie die Entwaldung dennoch mit einer signifikanten Verringerung der oberirdischen Biomasse und damit miterheblichen Treibhausgasemissionen verbunden sein. Die Schätzungen der Kohlenstoffemissionen aus Waldstörungen liegen zwischen 12 und 20 % aller weltweit emittierten Emissionen. Durch eine fehlende einheitliche Definition oder Methode zur Quantifizierung der Degradation, der Vielzahl an Einflussfaktoren und der Unsicherheit bei der Schätzung der Biomasse variieren die Werte stark. Die von der Walddegradierung betroffene Fläche könnte in der Tat viel größer sein als die der Entwaldung, die ohnehin jedes Jahr auf eine Fläche von etwa der Größe Islands geschätzt wird. Die REDD+-Mechanismen zur Finanzierung von Emissionsreduktionen zur Minderung des Klimawandels erfordern robuste, transparente und skalierbare Methoden zur Quantifizierung der Walddegradierung, zusammen mit der Erfassung der damit verbundenen Treibern. Da die Degradierung oft der Entwaldung vorausgeht, kann ein schnelles Monitoring mit einer Beurteilung der Waldschäden und ihren Treibern ein wichtiges Frühwarnsystem sein. Nur so können Maßnahmen frühzeitig ergriffen werden, die die Wälder schützen und sowohl der Natur und der Biodiversität als auch dem Lebensunterhalt, der Gesundheit und dem Wohlbefinden von Millionen von Menschen auf der ganzen Welt zugute kommen. In dieser Arbeit werden Methoden für konsistente, reproduzierbare, skalierbare und satellitengestützte Indikatoren zur Identifizierung und Quantifizierung verschiedener Arten von Walddegradation um zukünftige Risiko- und Politikszenarien zu unterstützen. / Global forests play a crucial role in regulating global climate by actively storing and sequestering carbon. Despite efforts to mitigate climate through international efforts, human-caused forest disturbance and forest-related greenhouse gas emissions continue to rise. Deforestation and forest degradation are two different processes affecting global forests. Deforestation is a clearly defined conversion or removal of forest cover, while degradation can be more subtle, temporary, variable, and therefore difficult to detect. Forest degradation is generally identified as a functional reduction in the capacity of forests to provide ecosystem services, that does not qualify as a change in land cover or forest clearing. That means no clear reduction of the forest area, but rather a decrease in quality and condition. This change, like deforestation can still be associated with significant reductions in above-ground biomass and therefore considerable greenhouse gas emissions. Estimates of carbon emissions from forest degradation and disturbance range anywhere from 12-20% of all emissions emitted globally with values varying widely because of a lack of uniform definition or method for quantifying degradation, the broad number of influencing factors, and uncertainty in biomass estimates. The area affected by forest degradation could in fact be much larger than that of deforestation, which is already estimated to be an area about the size of Iceland every year. The REDD+ mechanisms of financing emissions reductions to mitigate climate change require robust, transparent and scalable methods for quantifying degradation, along with a quantification of associated direct drivers. Furthermore, as degradation often precedes deforestation, timely monitoring and assessment of forest degradation and changes in drivers can provide crucial early warning to engage interventions to keep forests intact, benefitting nature and biodiversity as well as the livelihoods, health and well-being of millions of people around the world. This research proposes methods for consistent, repeatable and scalable satellite-derived indicators for identifying and quantifying different types of forest degradation and its causes to inform future risk and policy scenarios.

Eine klimawandelbedingte Zunahme von Wetterextremen, die Lebensbedingungen städtischer Agglomerationen, die Zunahme städtischer Bevölkerung, der demographische Wandel, die Zunahme sozioökonomischer Disparitäten und chronischer Erkrankungen erhöhen die Gesundheitsrisiken und Anforderungen an das Gesundheitswesen bereits heute und sehr wahrscheinlich in der Zukunft. Ziel der Arbeit ist es, für die Region Berlin-Brandenburg Assoziationen zwischen Wärme- und Luftschadstoffbelastungen einerseits und Patientenaufnahmen sowie Sterbefällen im Krankhaus andererseits retrospektiv für die Sommermonate Juni - September im Zeitraum 1994 - 2010 anhand von Regressionsmodellen und räumlich epidemiologischen Methoden zu analysieren. Dabei stehen Vergleiche zwischen den Bundesländern Berlin und Brandenburg sowie innerstädtische räumliche Disparitäten in Berlin im Vordergrund. In Berlin und Brandenburg nahmen die mittleren Lufttemperaturen und der mittlere Universal Thermal Climate Index (UTCI) während der Sommermonate stetig von 1994 bis 2010 zu. Die mittleren troposphärischen Ozonkonzentrationen weisen eine hohe Variabilität von 1994 - 2010 und eine stark positive Korrelation mit den Lufttemperaturen und der Wärmebelastung auf. Die mittleren Stickstoffdioxidkonzentrationen nahmen stetig während der Sommer von 1994 - 2010 ab, und die mittleren PM10-Konzentrationen, welche erst seit 2001 in Berlin und 2003 in Brandenburg als Bundeslandmittel vorliegen, korrelieren moderat positiv mit den Lufttemperaturen sowie der Wärmebelastung und können somit, wie im heißen Sommer 2006, erhöhte Werte aufweisen. In Berlin und Brandenburg nimmt das relative Risiko für die Mortalität ab einer starken Wärmebelastung zu. Die Morbidität zeigt nur in Berlin einen Anstieg des relativen Risikos ab einer starken Wärmebelastung. Dies ist ein wichtiger Hinweis für kurzfristige Maßnahmen in der kurativen medizinischen Versorgung von Patienten. / The increase of weather extremes due to climate change, life conditions in urban agglomerations, the increase in urban population, the demographic change, the increases in socioeconomic disparities and in chronic diseases enhance health risks and demands in health care issues already today and very likely in the future. This study aims to analyse retrospectively associations between heat load and air pollution on one side and hospital admissions and in-hospital deaths on the other side for the summer months June - September from 1994 - 2010 using regression models and spatial epidemiological methods in Berlin and Brandenburg. Thereby, the analyses focus on comparisons between the federal states Berlin and Brandenburg as well as inner-city spatial disparities in Berlin. The mean summer air temperatures and the mean Universal Thermal Climate Index (UTCI) temperatures increased continuously from 1994 till 2010. The mean tropospheric ozone concentrations during summer months varied from 1994 till 2010 and show a strong positive correlation with air temperatures and heat loads. The mean nitrogen dioxide concentrations during summer months decreased continuously from 1994 till 2010. The mean PM10 concentrations during summer months, which are available since 2001 in Berlin and 2003 in Brandenburg, show a moderate positive correlation with air temperatures and heat loads and therefore, e.g. in the hot summer 2006, increased summer means. In Berlin and Brandenburg the relative risks of mortality increased with increasing heat load. The relative risks of morbidity increased with increasing heat load only in Berlin. Thus, the differences in summer morbidity risks between Berlin and Brandenburg imply important advises for short-term health care strategies. In essence, the elderly and people with chronic diseases suffer most from heat stress. Respiratory system diseases showed strongest impacts beside cardiovascular system diseases and the total of all diseases.

Es gibt zwei Hauptpfade, über die der Mensch die terrestrische Biosphäre verändert: 1) direkt durch Landnutzungswandel (LNW) und 2) indirekt durch Klimawandel (KW), welcher seinerseits zu Ökosystemveränderungen führt. Die vorliegende Dissertation unternimmt den Versuch, die vom Menschen über beide diese Pfade verursachten Veränderungen konsistent und quantitativ zu bestimmen. Die Analyse basiert auf einem integrierten Indikator für makro-skalige Veränderungen der biogeochemikalischen Eigenschaften und der Ökosystemstruktur. Große Verschiebungen bei diesen grundlegenden Bausteinen der Biosphäre bedeuten ein Risiko für komplexere Ökosystemeigenschaften, da sie möglicherweise lange bestehende biotische Interaktionen unterbrechen. Die Arbeit stützt sich auf Simulationen mit dem dynamischen globalen Vegetations-, Agrar- und Hydrologiemodell LPJmL, um zu bestimmen, wie biogeochemische Eigenschaften und die Ökosystemstruktur auf historischen LNW und KW reagiert haben. Für die Zukunftsprojektionen wird LPJmL mit einer großen Anzahl an Klima- und Landnutzungsszenarien angetrieben. Laut den Simulationsergebnissen haben sich schwere Ökosystemveränderungen durch LNW und KW von lediglich 0,5% um 1700 auf 25-31% der Landoberfläche heute ausgedehnt. Landnutzung war in der Vergangenheit der wichtigste anthropogene Treiber schwerer Ökosystemveränderungen. Für das 21. Jahrhundert zeigen die Ergebnisse, dass KW voraussichtlich in allen außer den ambitioniertesten Mitigationsszenarien den Platz als Haupttreiber schwerer Ökosystemveränderungen übernehmen wird. Einige Landnutzungsszenarien nehmen an, dass zukünftige Effizienzsteigerungen trotz Bevölkerungswachtum eine Verringerung der landwirtschaftlichen Fläche ermöglichen. Doch auch verminderte LNW-Auswirkungen werden wahrscheinlich nicht ausreichen, um die Zunahme von Klimafolgen zu kompensieren, so dass die vom Menschen verursachte Transformation der Biosphäre in diesem Jahrhundert wahrscheinlich unabhängig vom Szenario wachsen wird. / There are two major pathways of human interference with the terrestrial biosphere: 1) directly through land use change (LUC) and 2) indirectly through anthropogenic climate change (CC) which in turn drives ecosystem change. This dissertation presents an attempt to assess human-induced biosphere change through both these pathways in a consistent and quantitative way. The analysis is based on an integrated indicator of macro-scale changes in biogeochemical characteristics and ecosystem structure. Large shifts in these basic building blocks of the biosphere are taken to indicate a risk to more complex ecosystem properties as they potentially disrupt long-standing biotic interactions. This dissertation relies on simulations with the dynamic global vegetation, agriculture and hydrology model LPJmL to quantify how biogeochemical characteristics and ecosystem structure have responded to historical LUC and CC. For future projections LPJmL is driven by a large number of CC and LUC scenarios, using the same indicator to measure the impact on the biosphere. Simulation results show that major impacts on the biosphere from CC and LUC have expanded from merely 0.5% of the land surface in 1700 to 25-31% of the land surface today. Land use has been the main anthropogenic driver causing major ecosystem change in the past. For the future, results show that CC is expected to take over as the main anthropogenic driver of major ecosystem change during this century in all but the most ambitious climate mitigation scenarios. Despite a growing world population, some land use scenarios project that future efficiency improvements will allow for a reduction of agricultural land and hence a reduction of the impact of LUC on the terrestrial biosphere. Yet, results also show that reduced LUC impacts will likely not be able to compensate for the increase in CC impacts, and human-induced transformation of the biosphere is likely to grow during this century regardless of the considered scenario.