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Wasser ist eine der wichtigsten Ressourcen. Jedoch schätzt man, dass sich das globale Wasserdefizit schon im Jahr 2030 auf ca. 40 Prozent belaufen wird. Klimawandel, veränderte Lebensweisen, und Bevölkerungswachstum verstärken das Nachfrage-Angebot-Defizit. Als Konsequenz leiden immer mehr Regionen unter Wasserknappheit. Eine reduzierte Wassernachfrage bedingt durch verstärktes Wassersparen kann das Problem verringern. Das Ziel dieser Dissertation ist es daher, zu einem besseren Verständnis der sozio-demographischen und psychologischen Determinanten von Wassersparverhalten beizutragen. Basierend auf drei Datensätzen aus Deutschland und Jordanien wurden die verschiedenen Facetten von Wassersparverhalten und deren Determinanten beleuchtet. Das Verhältnis zwischen Wassersparen und Umwelteinstellung, einem latenten Konstrukt, das kooperative, prosoziale und sogar moralische Tendenzen widerspiegelt, wurde konzeptionell untersucht. Zusätzlich wurde Wassersparen in Deutschland als ein Repräsentant für moralisches Verhalten verwendet. In diesem Zusammenhang wurden Umwelteinstellung und der Persönlichkeitsfaktor Ehrlichkeit-Bescheidenheit auf ihr Vermögen hin verglichen, moralisches Verhalten vorherzusehen. Eine ausführliche Analyse zur Bewertung einer Kampagne zur Förderung des Wassersparbewusstseins hat detaillierte Informationen zu ihren tatsächlichen Effekten gezeigt. Eine weitere Analyse hat sich auf die Determinanten von Wassersparverhalten in Jordanien konzentriert. Die Ergebnisse zeigen, dass Wassersparverhalten nicht durch Alter, Bildungsgrad und Einkommen beeinflusst wird, sondern eher durch die Ausprägung der Umwelteinstellung. Diese Dissertation liefert wertvolle Informationen für Forscher und Politiker. Die detaillierte Untersuchung von verschiedenen Wasserspardeterminanten birgt großes Potenzial für ein verbessertes Wassermanagement. / Water is one of the most important resources. However, the global water deficit was estimated to reach about 40% by 2030. Climate change, changing lifestyles, and population growth increase the supply and demand gap further. As a consequence, more and more regions experience water scarcity. In that context, reduced household water demand due to enhanced water conservation could alleviate the problem or, at least, reduce the pressure on water resources. Thus, this thesis aims to contribute to a better understanding of the socio-demographic and psychological determinants of water conservation behavior. Based on three distinct datasets from Germany and Jordan, the manifold facets of water conservation and its determinants were examined. From a conceptual perspective, the relationship between water conservation and environmental attitude, a latent construct representing cooperative, prosocial, and even moral tendencies, were investigated. Furthermore, water conservation in Germany was used as a proxy for moral behavior. In that respect, environmental attitude and the personality factor Honesty-Humility were compared in order to determine, which factor constitutes the better predictor of moral behavior. Using original data from Jordan, a comprehensive impact evaluation of a water conservation awareness campaign revealed detailed information on its actual effects. Another analysis focused on a wide variety of water conservation determinants in Jordan. The results indicate that water conservation does not differ with respect to age, education, and income, but rather with different levels of environmental attitude. This thesis provides valuable information for researchers and policy makers alike. The detailed examination of various water conservation determinants offer a great potential for an improved management of household water demand.

Diese Arbeit ist die erste systematische Analyse des globalen Bewässerungsbedarfs für die Bioenergieproduktion des 21. Jahrhundert. In der aktuellen Literatur finden sich diesbezüglich Prognosen von 128,4–9000 km3 yr−1. Die Zahlen hängen stark von den gewählten Parametern und Annahmen sowie den angewandten Methoden und Modellen ab. In systematischen Simulationen für die wichtigsten Parameter mit dem globalen Vegetationsmodell LPJmL, ergeben sich zwei mögliche Pfade um die Erwärmung auf 1.5°C zu begrenzen. Entweder müssten hocheffiziente Bioenergiesysteme entwickelt werden oder es müsste eine unbegrenzte Plantagenfläche bewässert werden dürfen, ohne dabei den Wasserbedarf der Ökosysteme zu berücksichtigen. Letzteres führt zu einem Interessenkonflikt, bei dem die Biomasseproduktion zur Klimarettung auf der einen Seite und der Schutz von Ökosystemen auf der anderen Seite stehen. Ein weiteres Dilemma wird sichtbar, wenn man den Wasserstress, der sich aus der zusätzlichen Bewässerung ergäbe, mit dem in einer durch ungebremsten Klimawandel um 3°C erwärmten Welt ohne Bioenergie vergleicht: In beiden Szenarien könnte (im Vergleich zu heute) der Wasserstress bis zum Ende des 21. Jahrhunderts stark steigen. Tatsächlich ergäbe sich im Bioenergie-Szenario aber sogar potenziell mehr Wasserstress als im Klimawandel-Szenario. Nachhaltiges Wassermanagement als Kombination aus Wasserentnahmebeschränkungen gemäß den Anforderungen von Flussökosystemen und verbessertem Wassermanagement auf agrarischen Nutzflächen hätte das Potenzial, diesen zusätzlichen Wasserstress zu begrenzen, wäre jedoch auf globaler Ebene schwierig zu etablieren. Diese Arbeit bestätigt, dass Bioenergieplantagen neben den Negativemissionen, die sie liefern sollen, auch zu unerwünschten Nebenwirkungen in anderen Dimensionen des Erdsystems führen könnten. / This thesis provides a first systematic assessment of 21st century global irrigation water demands for bioenergy production, for which the current body of literature projects a range of 128.4–9000 km3 yr−1. The numbers strongly depend on the parameters and assumptions chosen as well as methodologies and models applied. Systematic simulations for the identified key parameters in the dynamic global vegetation model LPJmL yield that even with optimal bioenergy plantation locations, 1.5°C can only be reached in scenarios with highly efficient bioenergy systems or strong irrigation expansion without withdrawal limitations. As a result of the large irrigation requirements, a conflict of interest arises between producing sufficient biomass and protecting environmental flows. A further dilemma is delineated by a comparison of the water stress resulting from the additional irrigation needed to limit climate change and the water stress in a 3°C warmer world without bioenergy. In both scenarios, the global area and the number of people experiencing water stress would increase severely by the end of the 21st century. The bioenergy scenario shows even higher water stress than the case of unmitigated climate change. Sustainable water management, as a combination of water withdrawal restrictions according to environmental flow requirements and improved on-field water management, has the potential to limit this additional water stress. But it would be a challenge to establish such strategies on a global scale. This work confirms that in order to provide large amounts of negative emissions, BECCS might lead to undesired deterioration of our environment and impacts for humanity. It further highlights the dilemma of rising water stress regardless whether climate change or climate change mitigation via irrigated bioenergy become a reality.