Um das 1,5°C Ziel zu verhindern, müssen bis 2020 die globalen anthropogenen CO2 Emissionen Sektor-übergreifend ihren Spitzenwert erreichen und bis 2050 auf Netto-Null-Emissionen sinken. Der AFOLU Sektor hat einen Anteil von 23% an den globalen Treibhausgasemissionen (THGE). Neben der Möglichkeit THGE zu vermeiden, bietet die Implementierung von Klimaschutzmitigation auch Synergien um die Ernährungssicherheit, Nährstoff- und Wassereffizienz zu verbessern sowie Landdegradation umzukehren. Eine kritische Bedeutung hat die Abholzung von tropischen Waldflächen durch die mehr als ein Drittel der Emissionen im Bereich des AFOLU entsteht. Vor diesem Hintergrund werden vorliegend, mit Fokus auf die Abholzung in der tropischen Zone, die indirekten Auslöser der THGE innerhalb des AFOLU untersucht. Diese Auslöser werden zunächst auf einer globalen Skala analysiert, wobei die Rolle der Variabilität von Preisveränderungen international gehandelter Waren und weiterer sozio-ökonomischer Indikatoren auf regionale Waldumwandlungsprozesse betrachtet wird. Anschließend analysiert diese Arbeit den Aspekt des Waldverlustes im Zusammenhang mit politischer Instabilität und bewaffneten Konflikten. Zudem werden regionale Lösungen zur Mitigation in weiteren Sektoren adressiert. Insbesondere wird die Möglichkeit zur THGE-Einsparung in silvopastoralen Systemen untersucht um das Zusammenspiel zwischen intensiver Viehbewirtschaftung und der Kohlenstofffixierung besser zu verstehen. Darüber hinaus werden regionale Lösungen mit Hilfe von Basisorganisationen bzw. gemeindebasierten Initiativen (CBI) zur THGE-Einsparung in den Bereichen Energie, Nahrungsmittel, Transport und Abfall erforscht. Diese Arbeit liefert vielfältige Beiträge zum Verständnis der indirekten Auslöser von Abholzung und den damit verbundenen THGE innerhalb der tropischen Zone, sowie zur Förderung lokaler Lösungen für die sektorübergreifende THG-Minderung. / Global anthropogenic CO2 emissions from different sectors must peak in 2020 and reach net zero by 2050 in order to reach the 1.5°C target. The AFOLU sector represents 23% of global greenhouse gas (GHG) emissions. In addition to its mitigation potential, the implementation of solutions in this sector also holds the synergistic potential of enhancing climate change adaptation, improving food security, nutrient and water efficiency, and reverting land degradation. Tropical deforestation is of particular importance within the AFOLU sector, representing over a third of its emissions. Against this backdrop, this thesis examines the underlying drivers of GHG emissions in the AFOLU sector, with a particular emphasis on tropical deforestation. These drivers are explored, firstly, at a global scale by addressing the role that changes in price of internationally-traded commodity products and other socio-economic variables exert on regional forest conversion. Secondly, this work examines the relationship between tree cover loss and a very under-researched driver of tropical deforestation, namely extreme political instability and armed conflict. Motivated by the urgency of climate change impacts, this thesis also explores local solutions for climate change mitigation across different sectors. In particular, the GHG mitigation role of silvopastoral systems, a type of agroforestry system, is examined to further understand the interplay between livestock intensification and carbon sequestration. In addition, more broad, local-scale solutions are examined across the energy, food, transport, and waste sectors by addressing the GHG mitigation potential of grassroots organizations, also known as community-based initiatives (CBIs). This thesis provides manifold contributions, not only to further understand some of the underlying drivers of deforestation and associated GHG emissions in the tropics, but also towards the advancement of local solutions for GHG mitigation across sectors.

Energie und Rohstoffe auf Basis von Biomasse gelten als wichtiger Beitrag, um den anthropogen begründeten Klimawandel zu mindern. Diese publikationsbasierte Arbeit analysiert, inwiefern Aussagen über Vorzüglichkeit von Biomassenutzung im direkten Vergleich oder auch in komplexeren wirtschaftlichen Nutzungssystemen durch Unsicherheiten in den Treibhausgasemissionen (THG) oder durch die Anwendung der Bewertungsmethodik beeinflusst werden. Eine Fallstudie zur stationären Biostromerzeugung aus der Vergasung von Pappelhackschnitzeln zeigte mittels Monte-Carlo-Analyse, dass dieser Biostrom trotz Unsicherheiten weniger THG emittiert bzw. sogar Kohlendioxid sequestrieren könnte. Die zweite Fallstudie analysierte Biomassenutzung im Systemzusammenhang. Sie bezog neben THG-Emissionen als Bewertungskriterien sowohl den Bedarf an Agrarfläche als auch an fossilen Ressourcen mit ein. Für das Beispiel der Häuserdämmung mittels Hanffasern oder Styropor konnte aus den drei Kriterien auch unter Berücksichtigung mehrerer Szenarien keine eindeutige Vorzugslösung der Biomassenutzung abgeleitet werden. Basierend auf dem Produktivitätskonzept stellt der dritte Beitrag mit CUDe (Carbon Utilization Degree) einen Ansatz vor, wie die Nutzungseffizienz des in der Biomasse bereitgestellten Kohlenstoffs bewertet werden könnte. THG-Minderungsrechnungen erfordern eine fundierte Kenntnis der Methode als auch des Produktionssystems in seinem regionalen Kontext. Als Landnutzungseffekte sollten neben Änderungen im Bodenkohlenstoffgehalt auch Unterschiede in Lachgas-Hintergrundemissionen von annuellen gegenüber mehrjährigen Kulturen berücksichtigt werden. Trade-Offs sprechen dafür, Biomassenutzungssysteme nicht nur hinsichtlich Klimawirksamkeit zu optimieren. Ergänzend könnte Kohlenstoff auch als Ressource betrachtet und mit Effizienzkriterien bewertet werden. Biomassenutzung ließe sich so optimieren, dass gemeinsam mit Klimaschutz weitere aktuelle Handlungsfelder adressiert werden. / Biomass-based energy and materials are considered important for the mitigation of human-induced climate change and as relevant bioeconomic feedstock. This publication-based dissertation aims to contribute to the discussion about the reliability of mitigation assessment of biomass applications in an increasingly bio-based, low-carbon economy that also fulfils sustainability constraints of resource conservation. It analysed how preference of biomass use in direct comparison as well as in larger economic context is affected by single uncertainties as well as by mitigation calculation methods. A case study on stationary bioelectricity generation from poplar wood chip gasification with a Monte Carlo approach showed that such bioelectricity could emit less greenhouse gases (GHG) or even sequester carbon despite existing uncertainties. The second case study analysed biomass use in a systemic context. Besides GHG emissions also resource demand of cropland and fossil fuels were used to assess two strategies to isolate buildings. From the three criteria, none of the strategies would clearly be preferred. The third case study presented an approach to assess the efficiency of biomass carbon use (CUDe; Carbon Utilization Degree) and applied it exemplarily to a biogas and a hemp insulation system. GHG mitigation analyses of biomass use must be performed with profound knowledge of the methodology and the biomass system in its regional context. In land use change assessment, emissions resulting from deviating nitrous oxide baselines from annual and perennial crops should be considered in addition to carbon stock changes. Optimization of biomass applications only with respect to GHG emissions (or other single criteria) might overlook trade-offs. However, multi-criteria analyses might yield ambiguous results. A resource-efficient viewpoint on biogenic carbon use instead of its sole GHG implications might help to foster a transformation to bio-based, low-carbon economies.