The main aim of this work was the classification of highly polar E–N (E = Al, Si, P) and Li–E’ (E’ = C, N, O) bonds in terms of ionic (closed-shell) or covalent (shared) interactions. To answer this question the experimentally determined electron density was analyzed using Bader’s theory of ‘Atoms in Molecules’ (AIM). This allows a quantitative evaluation of properties derived from the electron density, such as the Laplacian, the ellipticitiy and the ratio of the highest charge concentration perpendicular to the bond path, to the largest charge depletion along the bonding vector. Most of these properties were monitored along the entire bonding region and not limited to the BCP as in former studies. The analyses are completed by the calculation of the electronic energy densities Hl at the BCPs and the integration of atomic basins also defined within the AIM theory. The electrostatic potential (ESP) was computed from the multipole parameters to reveal preferred reactive sites of the structures under investigation. Apart from that, the multipole formalism was applied to problematic crystal structures in order to open this method for twinned samples or those including disordered groups in the molecule. / Die zentrale Fragestellung der Arbeit war die Klassifizierung der stark polaren Bindungen E–N (E = Al, Si, P) sowie Li–E’ (E’ = C, N, O) im Hinblick auf ionische und kovalente Wechselwirkungen. Um diese Frage zu beantworten wurde die experimentell bestimmte Elektronendichte mit der ‚Atoms in Molecules’ Theorie von Bader analysiert. Sie ermöglicht eine quantitative Auswertung von Eigenschaften wie dem Laplacian, der Elliptizität oder dem Verhältnis der Eigenwerte, die aus der Elektronendichte erhalten werden. Die meisten dieser elektronischen Eigenschaften wurden entlang des gesamten Bindungspfades untersucht; die Analyse war nicht, wie in früheren Arbeiten auf die bindungskritischen Punkte (BCPs) beschränkt. Die Untersuchungen wurden durch die Berechnung der Energiedichte Hl am BCP und die Integration der atomaren Basins vervollständigt. Weiterhin wurde aus den Multipolpopulationen das Elektrostatische Potential bestimmt, um reaktive Zentren der untersuchten Verbindungen zu quantifizieren. Das Multipolmodell wurde auch auf Kristalle mit problematischer Elektronendichteverteilung angewendet, um die Methode für verzwillingte Kristalle bzw. solche mit fehlgeordneten Gruppen zu erschließen.

The main aim of this thesis was to characterise structurally four sulfur-nitrogen compounds in terms of their experimental electron density distribution: Sulfurdiimide S(NtBu)2 (I), sulfurtriimide S(NtBu)3 (II), methyl(diimido)sulfinic acid H(NtBu)2SMe (III) and methylene-bis(triimido)sulfonic acid CH2{S(NtBu)2(HNtBu)}2 (IV). The electron density was determined by multipole refinements on high-resolution X-ray data at low temperatures. The refined densities were analysed by means of Bader’s theory of ‘Atoms in Molecules’ to get information about the bonding types (shared/ closed shell), bond strengths, and the extent of polarisation. The distributions of the static deformation densities, which already showed the most important electronical features as lone-pairs and bonding densities, were calculated for all compounds. The spatial distributions provided a first impression about the bonding properties. The nitrogen lone-pair densities were found to be inclined towards the electropositive sulfur atoms. In II, III and IV the spatial distributions already suggested sp3 hybridisation of the nitrogen atoms. In I gradual differences between the E/Z and Z/Z oriented NtBu groups were visualised. The charge density distribution was analysed along the bond paths, which showed some of the S,N bonds to be considerably bent. In the central part of the thesis detailed topological analyses of the electron density distributions were performed. All BCPs and the related electronical properties as the electron density, the negative Laplacian, the eigenvalues of the Hessian matrix, and several values, which can be deduced from these, were calculated. Due to the low number of comparable published compounds, internal scaling facilitated by III and IV led to system-specific ranking of the S-N and S-C bonds in terms of bond type (shared vs. closed shell), bond order, and bond strength. To quantify bond polarisation a criterion was developed which relates shifts in the BCPs to electron transfer from the electropositive to the electronegative bonding partner. The distributions of the Laplacian were determined for all S-E (E = N, C) bonds because of their fundamental importance for the classification of atomic interactions. Furthermore, the spatial distribution of the negative Laplacian with respect to all important bonds was determined around the central sulfur and nitrogen atoms. The analyses led to detailed information about the S,N interactions. A calculation of the reactive surfaces where the Laplacian equals zero revealed possible reaction pathways of nucleophilic attacks to the central sulfur atoms. All nitrogen atoms in H(NtBu)2SMe (III) as well as in CH2{S(NtBu)2(HNtBu)}2 (IV) are predominantly sp3 hybridised. The S,N bonds should therefore be formulated as S+–N– single bonds, strengthened and shortened by electrostatic reinforcement. In S(NtBu)2 (I) the sp2 hybridisation of the nitrogen atoms was verified. All topological criteria unearthed the inequality of the formally equivalent S=N double bonds. The differences were assigned to the molecular E/Z conformation in the solid state. Interaction between the in-plane lone-pair density of the nitrogen and the sulfur atom located at the same side causes the non-bonding charge concentration at the sulfur atom to be dislocated into the second S–N bond. The existence of a delocalised 3-centres-2-electrons system within the planar SN2 core was assumed to be formed by non-hybridised p-orbitals. An effective delocalisation was found to be possibly disturbed by a weak intermolecular S...S interaction. The interpretation of the S,N interaction in S(NtBu)3 (II) was not straightforward, since the electron density distribution showed both, indicators for multiple bonding as well as for sp3 hybridisation of the nitrogen atoms, which verifies the formulation of a S+–N– bonding mode. The bonding situation in S(NtBu)3 was identified as an intermediate state between that of a delocalised 4-centres-6-electrons system formed by non-hybridised p-orbitals within the planar SN3 unit and that of a S+–N– system. / Ziel der vorliegenden Arbeit war die strukturelle Charakterisierung von vier für unsere Arbeitsgruppe grundlegenden molekularen Schwefel-Stickstoffverbindungen, sowie deren Elektronendichteverteilung mit experimentellen Mitteln zu bestimmen: Schwefeldiimid S(NtBu)2 (I), Schwefeltriimid S(NtBu)3 (II), Methyl(diimido)sulfin-säure H(NtBu)2SMe (III) und Methylen-bis(triimido)sulfonsäure CH2{S(NtBu)2-(HNtBu)}2 (IV). Die Ergebnisse wurden aus hochauflösenden Röntgenbeugungsexperimenten an Einkristallen bei tiefen Temperaturen mit anschließender Multipolverfeinerung gewonnen. Die so erhaltenen experimentellen Elektronendichteverteilungen wurden einer topologischen Analyse nach dem Bader-Formalismus der ‘Atoms in Molecules’ unterzogen. Ziel dieser Analysen war die Charakterisierung der atomaren Wechselwirkungen innerhalb der Moleküle nach Kriterien wie Bindungstyp (kovalent/ionisch), Bindungsstärke oder Polarisationsgrad. Es wurden die statischen Deformationsdichteverteilungen in allen Verbindungen bestimmt. Diese zeigten, dass die wichtigsten elektronischen Strukturmerkmale modelliert wurden. Die freien Elektronenpaare und Bindungsdichten in den zentralen Einheiten konnten beschrieben werden und ihre Symmetrie lieferte erste Anhaltspunkte für die Klassifizierung der Wechselwirkungen. Die freien Elektronenpaare an den Sticksoffatomen sind durchweg in Richtung des elektropositiven Schwefelatoms orientiert. In II, III und IV lieferte die räumliche Orientierung der freien Elektronenpaare erste Hinweise auf eine mögliche sp3-Hybridisierung der Sticksoffatome. In I wurden die graduellen Unterschiede zwischen den formal äquivalenten NtBu-Gruppen durch ihre unterschiedlichen Deformationsdichteverteilungen verdeutlicht. Des Weiteren wurden die Elektronendichteverteilungen entlang der S-N und S-C Bindungspfade analysiert, was Rückschlüsse auf Spannungen innerhalb der Bindungen erlaubte. Im zentralen Teil der Arbeit wurden die verfeinerten Elektronendichteverteilungen aller vier Verbindungen einer ausführlichen topologischen Analyse unterzogen. Dabei wurden zunächst alle bindungskritischen Punkte sowie die Elektronendichte, der Wert der negativen Laplacefunktion und die Eigenwerte der Hessematrix am kritischen Punkt als auch verschiedene Kriterien, die sich aus diesen Werten ableiten, berechnet. Durch interne Skalierung, sowie Einordnung in die wenigen literaturbekannten Beispiele, wurden die S-N und S-C Bindungen nach Typus (kovalent/ionisch), Bindungsordnung und Stärke klassifiziert. Um Polarisationseffekte zu quantifizieren, wurde ein Kriterium entwickelt, das über die Lage des kritischen Punktes in den S-N Bindungen einen Quotienten definiert, dessen Wert ein Maß für Polarisation infolge eines Elektronendichtetransfers vom elektropositiveren Schwefelatom zum elektronegativeren Stickstoffatom ist. Als wichtigste Größe für die Klassifizierung atomarer Wechselwirkung wurde die Verteilung der Laplacefunktion für alle S-E (E = N, C) Bindungen bestimmt. Sowohl in allen relevanten Ebenenschnitten als auch für die zentralen Einheiten (S, N) in dreidimensionalen Volumina wurde die Laplacefunktion mit hoher Auflösung berechnet. Die Analysen lieferten ein detailliertes Bild der Bindungssituation. Über die Bestimmung der reaktiven Oberfläche als Isofläche konnten mögliche Reaktionswege eines Nucleophils zum elektropositiven Zentrum aufgezeigt werden. Sowohl für die Methyl(diimido)sulfinsäure H(NtBu)2SMe (III) als auch für die Methylen-bis(triimido)sulfonsäure CH2{S(NtBu)2(HNtBu)}2 (IV) ließen die Topologien ausschließlich die Formulierung sp3-hybridisierter Sticksoffatome zu, welche infolge ausgeprägter Polarisation S+–N– Einfachbindungen ausbilden, die durch elektrostatische Rückbindung verstärkt und damit auch verkürzt werden. Im Falle des Schwefeldiimides S(NtBu)2 (I) wurde die sp2-Hybridisierung der Stickstoffatome verifiziert. Die weiteren Kriterien lieferten ein zunächst widersprüchliches Bild der beiden formal äquivalenten S=N Bindungen. Die Unterschiede in den Bindungen lassen sich durch die unterschiedliche Ausrichtung der freien Elektronenpaare an den Stickstoffatomen erklären. Die Wechselwirkung des freien N-Elektronenpaares auf der gleichen Seite wie das S-Elektronepaar mit dem elektropositiven Schwefelatom bewirkt seinerseits die Neigung des S-Paares zur zweiten S–N Bindung. Als zutreffendste Beschreibung der Bindungssituation wurde die Existenz eines delokalisierten 3-Zentren-2-Elektronen Systems in der SN2 Einheit, gebildet aus nicht-hybridisierten p-Orbitalen, vorgeschlagen. Effektive Delokalisation ist möglicherweise durch intermolekulare S...S Wechselwirkungen gestört. Die Beschreibung der S,N Wechselwirkung im Schwefeltriimid S(NtBu)3 (II) bereitete die größten Schwierigkeiten, da sowohl Anzeichen für eine sp3-Hybridisierung der Stickstoffatome als auch Mehrfachbindungscharakteristika gefunden wurden. Die S,N Wechselwirkungen in S(NtBu)3 wurden als Übergangssituation zwischen dem Typus des delokalisierten 4-Zentren-6-Elektronen Systems und dem der Ladungstrennung infolge ausgeprägter Polarisation klassifiziert.

Seit dem Jahr 2000 ist die Anzahl an installierten Photovoltaik-Anlagen in Deutschland – dank günstiger politischer Rahmenbedingungen – rasant von 76 MWp auf 24.820 MWp in 2011 gestiegen. Trotz bundesweit einheitlicher finanzieller Förderbedingungen durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz existieren jedoch räumliche Unterschiede in der Anzahl an installierten Photovoltaik-Anlagen pro Einwohner, sowohl auf Ebene der Bundesländer, als auch zwischen einzelnen Gemeinden einer Region. In der vorliegenden Arbeit wird die räumliche Diffusion von Photovoltaik-Anlagen in Baden-Württemberg untersucht. Ziel ist zum einen die Ursachen für die räumlichen Unterschiede in der Photovoltaik-Diffusion aufzudecken. Zum anderen ist das Ziel zu überprüfen, ob ein Nachbarschaftseffekt der Photovoltaik-Diffusion existiert. Dies wird mit Hilfe quantitativer und qualitativer Methoden untersucht. Mit Hilfe der räumlichen Autokorrelationsanalyse wird gezeigt, dass sich die Anzahl an Photovoltaik-Anlagen pro Einwohner in den Gemeinden Baden-Württembergs signifikant unterscheidet. Es existieren Cluster von Gemeinden mit besonders hoher Photovoltaik-Nutzung (Hot Spots) und Cluster von Gemeinden mit besonders niedriger Photovoltaik-Nutzung (Cold Spots). Hot Spot-Gemeinden befinden sich zu 95% im ländlichen Raum und Cold Spot-Gemeinden zu 85% im Verdichtungsraum. Die Ergebnisse der räumlichen Regressionsanalyse und der Fallstudie in der Region Heilbronn-Franken zeigen, dass die Unterschiede in der Dichte der Photovoltaik-Anlagen pro Einwohner erstens auf Unterschiede in der Siedlungsstruktur zurückzuführen sind (Anteil an Ein- und Zweifamilienhäusern, Anteil an Neubauten, Anzahl an Viehbetrieben pro Einwohner), zweitens auf Unterschiede im Sozialgefüge (Anteil an Familien) sowie drittens auf den Nachbarschaftseffekt der Diffusion. Aus den Experteninterviews geht hervor, dass zudem weitere lokale Voraussetzungen gegeben sein müssen, damit es zu einer schnellen Photovoltaik-Diffusion kommt. Eine wichtige Rolle spielen die Landwirte, die häufig als Innovatoren auftraten, sowie sog. Change Agents, die den Diffusionsprozess anstoßen und bewusst fördern. Zu letzteren zählen auf lokaler Ebene aktive Bürgermeister, Solarvereine, Photovoltaik-Unternehmer oder Elektroinstallateure, auf regionaler Ebene Maschinenringe und Energieagenturen. Die Modellierung und Analyse der Photovoltaik-Diffusion in den einzelnen Gemeinden von 2000 bis 2030 zeigt für das Jahr 2009, dass die Gemeinden einer Raumkategorie unterschiedliche Diffusionsprofile aufweisen. Je ländlicher eine Gemeinde ist, desto weiter ist tendenziell der Diffusionsprozess fortgeschritten: In Gemeinden des ländlichen Raums befindet sich die Photovoltaik-Diffusion meist bereits im Early Majority-Stadium, in Gemeinden des Verdichtungsraums ist die Photovoltaik-Diffusion dagegen überwiegend erst am Ende des Early Adopter-Stadiums angelangt. Der Innovationseffekt, der angibt, wie stark die Anzahl an Photovoltaik-Anlagen unabhängig von den bereits installierten Anlagen zunimmt, ist im suburbanen Raum und im ländlichen Raum am höchsten. Der Imitationseffekt, der angibt, wie stark die Zunahme neu installierter Photovoltaik-Anlagen von bestehenden Anlagen in einer Gemeinde abhängt, steigt dagegen von der Stadt zum Land an. Durch den Vergleich der Hot Spot-Gemeinden mit den übrigen Gemeinden des ländlichen Raums wird deutlich, dass die Imitation in den Hot Spot-Gemeinden höher liegt. Dies lässt darauf schließen, dass ein Nachbarschaftseffekt der Photovoltaik-Diffusion zwischen den Gemeinden existiert, da die Lage innerhalb eines Hot Spots zu einer erhöhten Wahrnehmung von Photovoltaik-Anlagen und einem häufigeren Austausch mit Photovoltaik-Besitzern führt und damit die Photovoltaik-Diffusion fördert. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und der knapper werdenden fossilen Ressourcen gilt in Deutschland das Ziel, die Nutzung erneuerbarer Energien und damit auch der Photovoltaik weiter voranzutreiben. Diese Arbeit zeigt, dass lokale Einflussfaktoren entscheidend für das Entstehen räumlicher Unterschiede in der Photovoltaik-Nutzung sind. Die Kenntnisse dieser Unterschiede, deren Ursachen sowie die Bedeutung des Nachbarschaftseffekts können eine Grundlage für gezielte Förderung oder Marketingmaßnahmen zur weiteren Diffusion von Photovoltaik-Anlagen bieten. / Since 2000, the number of photovoltaic systems installed in Germany has significantly increased from 76 MWp to 24,820 MWp in 2011. This can be attributed to a favourable policy framework. Despite a nationaly uniform financial incentive scheme supported by the Renewable Energies Act (EEG), spatial differences in the number of photovoltaic systems installed per capita can be observed between the federal states as well as among individual municipalities. This study analyses the spatial diffusion of photovoltaic installations in the German federal state of Baden-Württemberg. The first aim of the study is to identify the reasons for spatial differences in diffusion. The second aim is to examine whether there is a neighbourhood effect in the spatial diffusion of photovoltaic installations. The study is based on quantitative and qualitative methods. The analysis of spatial autocorrelation shows that the number of photovoltaic installations per capita differs significantly among the municipalities in Baden-Württemberg. The analysis reveals the presence of clusters of municipalities with above average photovoltaic development (Hot Spots) and below average photovoltaic development (Cold Spots). The results show that 95 % of the Hot Spot municipalities are located in rural areas while 85 % of the Cold Spot municipalities are found in urban agglomerations. Both the results of the spatial regression analysis and the case study of the region Heilbronn-Franken, indicate that differences in the density of photovoltaic installations per capita arise for three main reasons: firstly, because of differences in the settlement structure (percentage of detached and semi-detached houses, percentage of new houses, percentage of livestock farms), secondly, because of differences in the social structure (percentage of families), and thirdly, because of the neighbourhood effect of diffusion. Expert interviews identified that additional local conditions play an important role in promoting the diffusion of photovoltaic installations. Particularly farmers play a crucial role in the diffusion as they often act as innovators. The photovoltaic diffusion process is often triggered and promoted by change agents. On a local level, change agents are active mayors, solar initiatives, photovoltaic entrepreneurs or electricians. On a regional level, these are machinery rings or energy agencies. The results of the model for the analysis (from 2000 to 2030) of the diffusion of photovoltaic installations in the municipalities show that in 2009 municipalities of different spatial categories display different diffusion profiles. The more rural a municipality is, the more advanced the diffusion process: municipalities in rural areas have mostly reached the point of inflection of the diffusion curve and adopters now belong to the Early Majority. Municipalities in urban areas still belong to the Early Adopters. The coefficient of innovation indicating the extent at which the number of photovoltaic installations increases independently from other installations, is highest in suburban and rural areas. The coefficient of imitation indicating the strength of dependence in the development of new photovoltaic installations from existing ones, increases from urban to rural areas. The comparison of Hot Spot municipalities with the remaining municipalities of the rural areas shows that the coefficient of imitation is higher in Hot Spot municipalities. Thus, one can conclude that there is a neighbourhood effect in the diffusion of photovoltaic installations among municipalities. The position within a Hot Spot advances the perception of photovoltaic installations and increases interaction and communication among photovoltaic owners promoting the diffusion of the technology. In the context of climate change and the limited availability of fossil fuels, the use of renewable energies e.g. photovoltaic installations should be further encouraged in Germany. This study shows that local conditions significantly impact the development of spatial differences in the use of photovoltaic technology. Understanding the reasons for these spatial differences and the neighbourhood effect can help to define well-directed incentives and to develop marketing strategies to further promote the diffusion of photovoltaic installations.

Die vorliegende Dissertation untersucht in einer empirischen Analyse die strategische Interaktion von Tankstellen im Treibstoffeinzelhandel. Die Marktstruktur in diesem Sektor ist dadurch gekennzeichnet, dass es neben einer kleinen Anzahl großer Tankstellenketten eine beträchtliche Zahl an unabhängigen, sogenannten Diskonttankstellen gibt. Mit Hilfe räumlich-ökonometrischer Methoden wird in dieser Arbeit (a) der Einfluss von Diskonttankstellen auf die Preise der Markentankstellen sowie (b) die Auswirkung der räumlichen Verteilung der Tankstellen auf die Preise untersucht. Unabhängige Tankstellen könnten aufgrund niedrigerer Preise den Preiswettbewerb für Markentankstellen verschärfen. Wenn aber die Qualität der Treibstoffe an unabhängigen Tankstellen von den KonsumentInnen als schlechter wahrgenommen wird, könnte eine große Anzahl an Diskonttankstellen in einem lokalen Markt auch bedeuten, dass unter der kleineren Anzahl an Markentankstellen weniger starker Wettbewerb herrscht. Es werden beide Effekte nachgewiesen, wobei letzterer weniger deutlich ausgeprägt ist. Insgesamt wird festgestellt, dass Diskonttankstellen in Summe keinen signifikanten Einfluss auf die Preise von Markentankstellen haben. Es wird weiters untersucht, ob die Preise durch räumliche Differenzierung zu den Konkurrenten und durch räumliche Konzentration von Tankstellen der gleichen Marke beeinflusst werden. Räumliche Differenzierung wird als durchschnittliche Entfernung zu den nächstgelegenen Konkurrenten gemessen, und räumliche Konzentration bedeutet die lokale Häufung von Tankstellen, die zu einer Kette (Marke) gehören. In einer Erweiterung des theoretischen Modells von Salop (1979) wird gezeigt, dass eine größere räumliche Differenzierung und eine verstärkte räumliche Konzentration die Gleichgewichtspreise der Anbieter erhöhen. Die Schlussfolgerungen des theoretischen Modells werden in einer empirischen Analyse großteils bestätigt.

Gegenstand der Arbeit ist die Untersuchung der Anwendbarkeit stochastisch-deterministischer Modelle für die räumliche und zeitliche Vorhersage der Ozonkonzentrationen in Sachsen. Zu diesem Zweck werden die Messwerte des sächsischen Landesmessnetzes von 1995 bis 1999 einer eingehenden statistischen Analyse (deskriptive Analyse, geostatistische Analyse, Zeitreihenanalyse) unterzogen. Bei diesen Analysen werden Repräsentativitätsunterschiede der einzelnen Stationen (städtisch/ländlich) deutlich, die bei Verwendung aller Daten zu einem sehr hohen Nuggeteffekt führen. Um ein realistischeres Bild des Nuggeteffektes zu erhalten, wurde die jeweils am stärksten verkehrsbeeinflusste Station in derselben Stadt aus der Variogrammberechnung ausgeschlossen. Durch die Forschungsarbeit wird gezeigt, dass die Ozonwerte auch nach der Eliminierung räumlicher und zeitlicher Trends eine ausreichende räumliche Autokorrelation besitzen. Schließlich werden geostatistische und zeitreihenanalytische Modelle für die räumliche und zeitliche Vorhersage der sächsischen Ozondaten entwickelt und ihre Genauigkeit überprüft.

Gegenstand der Arbeit ist die Untersuchung der Anwendbarkeit stochastisch-deterministischer Modelle für die räumliche und zeitliche Vorhersage der Ozonkonzentrationen in Sachsen. Zu diesem Zweck werden die Messwerte des sächsischen Landesmessnetzes von 1995 bis 1999 einer eingehenden statistischen Analyse (deskriptive Analyse, geostatistische Analyse, Zeitreihenanalyse) unterzogen. Bei diesen Analysen werden Repräsentativitätsunterschiede der einzelnen Stationen (städtisch/ländlich) deutlich, die bei Verwendung aller Daten zu einem sehr hohen Nuggeteffekt führen. Um ein realistischeres Bild des Nuggeteffektes zu erhalten, wurde die jeweils am stärksten verkehrsbeeinflusste Station in derselben Stadt aus der Variogrammberechnung ausgeschlossen. Durch die Forschungsarbeit wird gezeigt, dass die Ozonwerte auch nach der Eliminierung räumlicher und zeitlicher Trends eine ausreichende räumliche Autokorrelation besitzen. Schließlich werden geostatistische und zeitreihenanalytische Modelle für die räumliche und zeitliche Vorhersage der sächsischen Ozondaten entwickelt und ihre Genauigkeit überprüft.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die in der mesotrophen Talsperre Saidenbach bedeutendsten Fischarten (Plötze, Barsch, Seeforelle) bezüglich ihrer Populationsstruktur, der Nahrung und der Habitatnutzung untersucht. Ziel war einerseits, die Analyse der Ausgangssituation und der Umsteuerungsphase bezüglich biomanipulationsbedingter Effekte, um einen späteren Vorher-Nachher-Vergleich innerhalb des Ganzseenexperimentes zu ermöglichen. Andererseits sollte untersucht werden, ob die Hypothese des konkurrenzbedingten juvenilen Flaschenhalses der Barsche auch auf große und tiefe Gewässer übertragbar ist und welche Faktoren die Zusammensetzung der Fischartengemeinschaft steuern. Es konnte gezeigt werden, dass der trophische Status eines Gewässers nicht die alleinige Steuergröße für die Dominanzverhältnisse in Fischartengemeinschaften ist. Entgegen den Erwartungen dominierten in der Talsperre Saidenbach trotz mesotropher Verhältnisse Plötzen. Eine bedeutende Einflussgröße auf die Dominanzverhältnisse ist die Habitatvariabilität, die auch durch die Morphometrie des Gewässers bestimmt wird. In großen und tiefen Gewässern besteht im Gegensatz zu kleinen und flachen Gewässern die Möglichkeit der Ausbildung zusätzlicher Umweltgradienten (z. B. vertikaler Temperaturgradient). Diese Gradienten erhöhen die Habitatdiversität innerhalb des Gewässers und bilden damit weitere Nischen aus, welche wiederum eine zusätzliche Nischentrennung zwischen konkurrierenden Gruppen ermöglichen. Die höhere Effizienz der Plötzen gegenüber Barschen bei der Nutzung von Zooplankton im Freiwasser scheint eine weitere Ursache für die Dominanz der Plötzen in dem stark pelagisch geprägten Nahrungsnetz der Talsperre Saidenbach zu sein. Darüber hinaus war die Barschpopulation durch die Prädation von piscivoren Barschen in der Talsperre Saidenbach wesentlich stärker beeinflusst als die Plötzenpopulation, was generell ein ausschlaggebender Faktor für die Plötzendominanz in mesotrophen Gewässern sein kann. Barsch, Plötze und Seeforelle wiesen vor allem während der Schichtungsperiode eine räumliche Trennung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung innerhalb des Gewässers auf. Der Grad der Piscivorie der bisher besetzten Seeforellen war noch zu gering, um einen wirksamen fraßbedingten Einfluss auf die Plötzenpopulation ausüben zu können. Für Seeforellen konnte gezeigt werden, dass der Grad der Piscivorie mit zunehmender Länge steigt. Überwiegend piscivor ernährten sich die Seeforellen in der Talsperre Saidenbach ab einer Länge von 50 cm. Sowohl Barsch als auch Plötze zeigten in der Talsperre Saidenbach ein gutes Wachstum. Nach etwa vier Jahren erreichten beide Arten ein Größenrefugium vor Prädation durch andere Raubfische. Plötzen erreichten ein höheres Alter als Barsche und verblieben damit länger in diesem Größenrefugium. Das führte zu einer Akkumulation großer Plötzen im Gewässer. Plötzen aller Größen waren ausgeprägt zooplanktivor. Im Zooplanktonanteil der Nahrung traten fast ausschließlich Daphnien auf. Mit dieser Ernährungsweise übten Plötzen einen hohen Fraßdruck auf das große filtrierende Zooplankton aus. Sowohl 0+ Barsche als auch ältere Barsche nutzten zu einem hohen Anteil Zooplankton als Nahrungsressource. Somit waren die juvenilen Barsche nicht zu einem frühzeitigen Nahrungswechsel zu benthischen Makroinvertebraten gezwungen. Zwischen juvenilen Barschen und Plötzen bestand nur eine geringe Überlappung der Nahrungsnischen. Die erweiterte Nischentrennung von Barsch und Plötze in großen und tiefen Gewässern reduziert sowohl die interspezifische als auch die intraspezifische Konkurrenz. Unter diesen Bedingungen sind Barsch und Plötze fähig, in großen Mengen zu koexistieren ohne dabei Kümmerwachstum zu zeigen. Ein juveniler Flaschenhals existiert trotz der Plötzendominanz offenbar in großen und tiefen Gewässern nicht, so dass die Flaschenhalshypothese auf kleine und flache Gewässer mit geringer Habitatdiversität beschränkt werden muss.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die in der mesotrophen Talsperre Saidenbach bedeutendsten Fischarten (Plötze, Barsch, Seeforelle) bezüglich ihrer Populationsstruktur, der Nahrung und der Habitatnutzung untersucht. Ziel war einerseits, die Analyse der Ausgangssituation und der Umsteuerungsphase bezüglich biomanipulationsbedingter Effekte, um einen späteren Vorher-Nachher-Vergleich innerhalb des Ganzseenexperimentes zu ermöglichen. Andererseits sollte untersucht werden, ob die Hypothese des konkurrenzbedingten juvenilen Flaschenhalses der Barsche auch auf große und tiefe Gewässer übertragbar ist und welche Faktoren die Zusammensetzung der Fischartengemeinschaft steuern. Es konnte gezeigt werden, dass der trophische Status eines Gewässers nicht die alleinige Steuergröße für die Dominanzverhältnisse in Fischartengemeinschaften ist. Entgegen den Erwartungen dominierten in der Talsperre Saidenbach trotz mesotropher Verhältnisse Plötzen. Eine bedeutende Einflussgröße auf die Dominanzverhältnisse ist die Habitatvariabilität, die auch durch die Morphometrie des Gewässers bestimmt wird. In großen und tiefen Gewässern besteht im Gegensatz zu kleinen und flachen Gewässern die Möglichkeit der Ausbildung zusätzlicher Umweltgradienten (z. B. vertikaler Temperaturgradient). Diese Gradienten erhöhen die Habitatdiversität innerhalb des Gewässers und bilden damit weitere Nischen aus, welche wiederum eine zusätzliche Nischentrennung zwischen konkurrierenden Gruppen ermöglichen. Die höhere Effizienz der Plötzen gegenüber Barschen bei der Nutzung von Zooplankton im Freiwasser scheint eine weitere Ursache für die Dominanz der Plötzen in dem stark pelagisch geprägten Nahrungsnetz der Talsperre Saidenbach zu sein. Darüber hinaus war die Barschpopulation durch die Prädation von piscivoren Barschen in der Talsperre Saidenbach wesentlich stärker beeinflusst als die Plötzenpopulation, was generell ein ausschlaggebender Faktor für die Plötzendominanz in mesotrophen Gewässern sein kann. Barsch, Plötze und Seeforelle wiesen vor allem während der Schichtungsperiode eine räumliche Trennung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung innerhalb des Gewässers auf. Der Grad der Piscivorie der bisher besetzten Seeforellen war noch zu gering, um einen wirksamen fraßbedingten Einfluss auf die Plötzenpopulation ausüben zu können. Für Seeforellen konnte gezeigt werden, dass der Grad der Piscivorie mit zunehmender Länge steigt. Überwiegend piscivor ernährten sich die Seeforellen in der Talsperre Saidenbach ab einer Länge von 50 cm. Sowohl Barsch als auch Plötze zeigten in der Talsperre Saidenbach ein gutes Wachstum. Nach etwa vier Jahren erreichten beide Arten ein Größenrefugium vor Prädation durch andere Raubfische. Plötzen erreichten ein höheres Alter als Barsche und verblieben damit länger in diesem Größenrefugium. Das führte zu einer Akkumulation großer Plötzen im Gewässer. Plötzen aller Größen waren ausgeprägt zooplanktivor. Im Zooplanktonanteil der Nahrung traten fast ausschließlich Daphnien auf. Mit dieser Ernährungsweise übten Plötzen einen hohen Fraßdruck auf das große filtrierende Zooplankton aus. Sowohl 0+ Barsche als auch ältere Barsche nutzten zu einem hohen Anteil Zooplankton als Nahrungsressource. Somit waren die juvenilen Barsche nicht zu einem frühzeitigen Nahrungswechsel zu benthischen Makroinvertebraten gezwungen. Zwischen juvenilen Barschen und Plötzen bestand nur eine geringe Überlappung der Nahrungsnischen. Die erweiterte Nischentrennung von Barsch und Plötze in großen und tiefen Gewässern reduziert sowohl die interspezifische als auch die intraspezifische Konkurrenz. Unter diesen Bedingungen sind Barsch und Plötze fähig, in großen Mengen zu koexistieren ohne dabei Kümmerwachstum zu zeigen. Ein juveniler Flaschenhals existiert trotz der Plötzendominanz offenbar in großen und tiefen Gewässern nicht, so dass die Flaschenhalshypothese auf kleine und flache Gewässer mit geringer Habitatdiversität beschränkt werden muss.

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