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Boreale Wälder in Permafrostregionen sind ein wesentlicher Bestandteil regionaler und globaler Klimamuster und machen etwa ein Drittel der weltweiten Waldfläche aus. Die Entwicklung der Waldbedeckung hat einen wichtigen Einfluss auf den Permafrost, da dieser durch die Vegetation geschützt wird. Der direkte Einfluss des Klimawandels auf die Wälder und der indirekte Effekt durch eine Veränderung der Permafrostdynamik können zu weitreichenden Ökosystemverschiebungen führen, die wiederum die Persistenz des Permafrosts beeinträchtigen und wichtige Ökosystemfunktionen destabilisieren könnten. Ziel dieser Dissertation ist es zu verstehen, wie sich die komplexen Wechselwirkungen zwischen der Vegetation, dem Permafrost und der Atmosphäre auf die Wälder und den darunterliegenden Permafrost auswirken. Im Rahmen dieser Dissertation habe ich ein eindimensionales, numerisches Landoberflächenmodell (CryoGrid), das zur Simulation der physikalischen Prozesse in Permafrostgebieten verwendet werden kann, für die Anwendung in bewaldetem Gebieten angepasst. Dazu habe ich ein detailliertes, mehrschichtiges Kronendachmodell (CLM-ml v0) und ein dynamisches Lärchenbestandsmodell gekoppelt. Dies ermöglichte den Energietransfer und das Wärmeregime welche für die komplexe Wald-Permafrost-Dynamik verantwortlich sind an verschiedenen Untersuchungsstandorten in gemischten und lärchendominierten Wäldern in Ostsibirien zu reproduzieren. Die numerischen Simulationen ergaben, dass die Wälder den thermischen und hydrologischen Zustand des Permafrosts hauptsächlich durch die Veränderung der Strahlungsbilanz und der Phänologie der Schneedecke beeinflussen und so eine stabilisierende Wirkung haben. Die Untersuchung der unterschiedlichen isolierenden Wirkung verschiedener Waldtypen und Walddichten sowie die Rückkopplungsmechanismen nach Störungen zeigen Veränderungen der thermischen und hydrologischen Bedingungen und der Tiefe der Auftauschicht. Zusammenfassend legen die Ergebnisse nahe, dass lokale, detaillierte und spezifische Landoberflächenmodelle erforderlich sind, um die komplexe Dynamik in borealen Permafrostökosystemen vollständig zu erfassen. Veränderungen der Rückkopplungen zwischen Permafrost, Klima, Wald und Störungen werden die eng gekoppelten Ökosystemfunktionen destabilisieren. Die induzierten Bodenveränderungen werden sich auf wichtige Wald- und Permafrostfunktionen, wie beispielsweise die Isolation des Permafrostbodens oder die Kohlenstoffspeicherung, und Rückkopplungsmechanismen wie Überschwemmung, Dürren, Brände, und Waldverlust, auswirken. / Boreal forests in permafrost regions make up around one-third of the global forest cover and are an essential component of regional and global climate patterns. The forests efficiently protect the underlying permafrost but the exact processes are not well understood. The direct influence of climatic change on forests and the indirect effect through a change in permafrost dynamics can lead to extensive ecosystem shifts, which will, in turn, affect permafrost persistence and potentially destabilize various ecosystem functions. The aim of this dissertation is to understand how complex interactions between the vegetation, permafrost, and the atmosphere stabilize the forests and the underlying permafrost. Within this dissertation, I have adapted a one-dimensional, numerical land surface model (CryoGrid), which can be used to simulate the physical processes in permafrost regions, for the application in vegetated areas by coupling a detailed multilayer canopy model (CLM-ml v0), and a dynamic larch stand model. An intensive validation of the model setup has allowed for the precise quantification of the heat- and water transfer processes responsible for the complex permafrost dynamics under boreal forest covers. At a variety of study sites throughout eastern Siberia, the numerical simulations revealed that the forests exert a strong control on the thermal and hydrological state of permafrost through changing the radiation balance and snow cover phenology. The forest cover has a net stabilizing effect on the permafrost ground below. The detailed physical model has furthermore enabled me to study the variation in insulation effect between different forest types and densities as well as the feedback mechanisms occurring after disturbances. In summary, the results suggest that local, detailed, and specific land surface models are required to fully comprehend the complex dynamics in boreal permafrost ecosystems. The research revealed that the feedbacks between permafrost, climate, boreal forest, and disturbances will destabilize tightly coupled ecosystem functions. The induced changes will affect key forest and permafrost functions, such as the forest's insulation capacity or the carbon budget, as well as feedback mechanisms like swamping, droughts, fires, or forest loss.

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.

Amphibienpopulationen sind weltweit bedroht. Für fundierte Entscheidungen im Naturschutz ist ein wissenschaftliches Hintergrundwissen notwendig. Eine wichtige Komponente ist die Verbreitung der Arten und die Gründe hierfür. Dies setzt auch Klarheit bezüglich des taxonomischen Status voraus. Vernachlässigte Regionen liegen meist in den Tropen. Um diese Lücke zu füllen, untersucht die vorliegende Arbeit die Makroökologie westafrikanischer Amphibien. Eine neue Art der Familie Phrynobatrachidae wird beschrieben. Anschließend werden die taxonomischen Unterschiede zweier Mitglieder der Familien der Hyperoliidae und der Arthroleptidae untersucht. Dies ebnet den Weg für die Makroökologie. Es wird analysiert, ob Westafrika eine einzigartige biogeographische Region ist. Die Untersuchung zeigen, dass Westafrika in der Tat einzigartig ist. Die Ähnlichkeiten innerhalb der Region sind größer als die innerhalb ähnlicher Habitate aus unterschiedlichen Regionen. Der Cross River ist die wichtigste Barriere. Mehrere geographische Zonierungen innerhalb Westafrikas werden entdeckt. Es wird untersucht, ob der Chytrid Pilz, Batrachochytrium dendrobatidis, (Bd), ein wichtiger Faktor beim Rückgang der Amphibien Populationen, in West Afrika vorkommt. Bisher gibt es keinen positiven Nachweis westlich Nigerias. Dennoch sagen Modelle geeignete Habitate für Bd vorher. Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass die Dahomey Gap als natürliche Barriere die Ausbreitung von Bd verhindert. Als letztes werden die Nischen westafrikanischer Amphibien eruiert. Für die meisten Arten werden Nischenmodelle berechnet. Dies bestätigt bereits bekannte Gebiete hoher Alpha Diversität und zeigt bisher unbekannte Gebiete auf. Des Weiteren werden Erklärungen für unterschiedliche Verbreitungsgebietsgrößen gesucht. Generell wird die Nischenbreite hierfür verantwortlich gemacht. Die vorliegenden Daten lassen allerdings auch den Schluss zu, dass das Ausbreitungsvermögen das beobachtete Muster ebenfalls erklären kann. / Amphibian populations are declining globally. For informed conservation decisions a sound scientific background is needed. One major component is species distribution and the underlying causes. This also requires clarity on the taxonomic status. Often neglected regions are located in the tropics. In order to fill this gap, the present thesis examines the macroecology of West African amphibians. A new species of the family Phrynobatrachidae is described. Afterwards, the taxonomic differences between morphologically similar members of the families Hyperoliidae and Arthroleptidae are discussed. Beside other studies, this sets the field for macroecology. It is tested whether West Africa is a unique biogeographic region. The similarity of amphibian assemblages from Sub-Saharan Africa is analysed and it is shown that West Africa contains unique assemblages. Similarities within the region are higher than similarities between habitats across different regions. The main barrier towards Central Africa is the Cross River. Several geographic divisions within West Africa are detected. It is examined whether the chytrid fungus Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), one important factor for amphibian population declines in many other regions, occurs in West Africa. So far there is no positive record west of Nigeria. However, models predict that environmental suitability for Bd is high. The most plausible explanation for the absence is that the Dahomey Gap acted as a natural barrier against the spread of the Bd. Finally, the niches of West African amphibians are investigated. For most species environmental niche models are calculated. This confirms previously known areas of high alpha diversity and so far unknown species rich areas are detected. In a further study, explanations for differing range sizes are searched for. Niche breadth is commonly assumed to be the general cause. However, the analysed data also suggests that dispersal ability can also explain the observed pattern.

Posant la question de l’enracinement napoléonien entre Rhin et Meuse (1810-1814), ce travail est, du fait de sa nature franco-allemande, différent des nombreuses études consacrées, depuis le XIXe siècle, au traitement de l’opinion publique. Il l’est également dans la mesure où il se fixe pour objectif de répondre, de manière comparative et dans un cadre transnational (France, Allemagne, Belgique, Luxembourg), à la question du rôle joué par l’opinion publique dans l’apogée du régime napoléonien (1810), puis dans son effondrement (1814). Au moyen de l’approche prônée par l’Histoire croisée, nous avons dégagé un certain nombre d’indices qui, sous l’Empire, nous semblent avoir été autant de pommes de discorde. De cette étude, il ressort tout d’abord qu’il existait des éléments structurels constituant, indépendamment de la conjoncture économique et de la politique napoléonienne, un frein à l’enracinement du nouveau régime. Il s’agit du fossé culturel et du souvenir des dominations d’Ancien Régime (Prusse, Autriche). Ensuite, les éléments relatifs à la politique (centralisation, ordre social, système économique) révèlent en quoi, indépendamment des structures et de la conjoncture, le régime napoléonien parvenait ou non à se faire progressivement accepter aussi bien des « anciens Français » que des « nouveaux Français » vivant dans les départements réunis. Enfin, les éléments conjoncturels se devaient également d’être abordés, indépendamment des précédents. Dans l’optique que soit définitivement tournée la page exagérée des histoires nationalistes, nous nous sommes attachés à écrire ce que l’on pourrait finalement considérer comme une Histoire ouest-européenne de l’opinion publique à l’époque napoléonienne. / Owing to its Franco-German nature, this historical study, which analyses the Napoleonic system’s implantation between Rhine and Maas (1810-1814), differs from the numerous studies devoted to public opinion since the 19th century. It is different in the sense that it innovatively sets out to address, from a comparative angle and within a transnational framework (France, Germany, Belgium and Luxembourg), the question of the part played by public opinion between climax (1810) and fall (1814) of the Napoleonic regime. By means of ‘Histoire croisée’, I have identified a certain number of fields which seem to have been, under the Napoleonic Empire, quite contentious issues. From this study emerges, first of all, that structural elements, independent of economic cycles and Napoleonic policies alike, curbed the new regime’s rooting. Instead, the latter was hampered both by cultural gaps and the memory of the preceding rule of the ‘Ancien Régime’ (Prussia, Austria). Second, the elements concerning the polity (centralisation, social order and economic system) reveal to what extent, independent of both structural elements and the economic situation, the Napoleonic regime succeeded, or failed to succeed, in being progressively accepted by ‘old Frenchmen’ as well as by ‘new Frenchmen’, i.e. those who had become annexed by the Republic and then found themselves being subjects of the Empire. Finally, the economic factors are addresses, independent, once again, of the previous ones. Leaving behind histories traditionally nationalist in tone, the present thesis may be considered as a Western European History on public opinion during the Napoleonic era. / Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage nach der napoleonischen Verwurzelung zwischen Rhein und Maas (1810-1814) und unterscheidet sich aufgrund ihrer deutsch-französischen Natur von vielen anderen historischen Studien, die sich seit dem 19. Jahrhundert mit der öffentlichen Meinung beschäftigen. Sie hebt sich auch in der Hinsicht ab, als dass sie eine neue Fragestellung verfolgt, nämlich jene nach der öffentlichen Meinung zwischen dem Höhepunkt (1810) und in dem Zusammenbruch (1814) des napoleonischen Regimes, der mit einem komparativen Ansatz und in einem transnationalen Rahmen (Deutschland, Frankreich, Belgien, Luxemburg) nachgegangen wird. Mithilfe des Ansatzes der Histoire croisée wird eine Reihe Themen untersucht, welche schon unter Napoleons Empire Zankäpfel gewesen zu sein scheinen. Aus dieser Studie geht als Erstes hervor, dass einige Strukturmerkmale unabhängig von der wirtschaftlichen Konjunktur und von der napoleonischen Politik die Verwurzelung des neuen Regimes begrenzten. Hierbei geht es um kulturelle Gräben und um die Erinnerung an die vorangegangene Herrschaft der vorrevolutionären Regime (Preußen, Österreich). Als Zweites wird anhand mehrerer auf die Politik bezogener Parameter (Zentralisierung, soziale Ordnung, Wirtschaftssystem) untersucht, inwieweit es dem napoleonischen Regime gelungen ist, unabhängig von strukturellen und ökonomischen Faktoren, sowohl unter „Altfranzosen“ wie auch unter der durch französische Annektionen zu „Neufranzosen“ gewordenen Bevölkerung Akzeptanz zu finden. Darüber hinaus wurden die konjunkturell bedingten Faktoren analysiert, wiederum unabhängig von den vorigen Elementen. Im Kontrast zur stark nationalistisch geprägten Historiographie des 19. Jahrhunderts wird hier eine Arbeit vorgelegt, die als eine westeuropäische Untersuchung zur öffentlichen Meinung im napoleonischen Zeitalter Napoleons betrachtet werden darf.