In nie dagewesener Größenordnung greift der Mensch durch die Verbrennung fossiler Energieträger und der weiträumigen Umgestaltung der Landoberfläche in die globale Umwelt ein. Klimawandel und Übernutzung natürlicher Ressourcen könnten schon in diesem Jahrhundert die Anpassungsfähigkeiten vieler ökologischer und sozialer Systeme übersteigen und somit zu Konflikten und politischer Destabilisierung führen. Vor diesem Hintergrund soll diese Studie zu einem besseren Verständnis der wichtigsten globalen Triebkräfte beitragen, die die Entwicklung der terrestrischen Biosphäre in diesem Jahrhundert prägen werden: Klimawandel und menschliche Landnutzung. Auf der Basis eines Dynamischen Globalen Vegetationsmodells werden im ersten Teil der vorliegenden Arbeit zwei große klimatische Störungen des globalen Kohlenstoffkreislaufs untersucht, die innerhalb der letzten drei Jahrzehnte beobachtet wurden. Im Fordergrund steht die Frage, wie sich die Veränderungen von Temperatur-, Niederschlags- und Strahlungsbedingungen auf pflanzliche Produktivität und Zersetzungsprozesse im Boden auswirkten. Es zeigt sich, dass vermehrte Kohlenstoffspeicherung in der Landbiosphäre den überwiegenden Teil der atmosphärischen CO2 Anomalien erklärt. Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der weltweit steigenden Nachfrage nach Bioenergie, die aufgrund des flächenintensiven Anbaus von Biomasse zur wichtigsten Triebkraft für zukünftige Landnutzungsänderungen werden könnte. Aus der Kombination von Vegetationsmodellierung und räumlichen Datenanalysen werden globale Bioenergiepotentiale unter Berücksichtigung verschiedener Nachhaltigkeitsanforderungen bestimmt und mögliche ökologische Auswirkungen des großräumigen Anbaus von Energiepflanzen abgeschätzt. Im Jahr 2050 könnten demnach 15-25% des weltweiten Energiebedarfs durch Bioenergie abgedeckt werden. Dafür müssten allerdings natürliche Ökosysteme in großem Umfang in Agrarland umgewandelt werden. / Human activities, primarily the combustion of fossil fuels and the global modification of the land surface, are transforming the Earth System at unprecedented scale. Climate change and the overexploitation of natural resources may soon overwhelm the adaptive capacities of many ecosystems and societies, which could lead to substantial losses in human well-being and political destabilization. In this context, it is the goal of this thesis to contribute to a better understanding of the most important global drivers that will determine the future of the land biosphere during this century: climate change and human land use. Based on a Dynamic Global Vegetation Model (DGVM), the first part of this thesis examines two large climatic disturbances of the terrestrial carbon cycle that were observed during the last three decades. These analyses focus on the effects of changes in temperature, precipitation and radiation on plant productivity and soil decomposition. Results indicate that increased carbon storage in the land biosphere explains the most part of the atmospheric CO2 anomaly. The second part of this thesis addresses the worldwide increasing demand for bioenergy that may become the most important driver of future land use change due to the large area requirements of biomass cultivation. A combination of vegetation modeling and spatial data analyses is used to assess global bioenergy potentials that consider various sustainability requirements for food security, biodiversity protection and the reduction of greenhouse gas emissions and to evaluate the environmental impacts of large-scale energy crop cultivation. The results indicate that bioenergy may provide between 15 and 25% of the global energy demand in 2050. Exploiting these potentials, however, requires the conversion of large amounts of natural vegetation into agricultural land affecting a large number of ecosystems already fragmented and degraded by land use change.

Der weltweite Wasserkraftboom wird entweder mit seinen Vorteilen (Hochwasserschutz, Wirtschaftswachstum, erneuerbare Energieerzeugung) oder negativen Auswirkungen betrachtet (Zerstörung intakter Lebensräume, Verdrängung der Bevölkerung und Bedrohung von Existenzgrundlagen). Die vorliegende Arbeit versucht den Wasserkraftboom besser zu verstehen wie auch den Fakt, dass dieser bislang nicht zum Bau großer Wasserkraftwerke geführt hat. Eine Fallstudie wurde von Juli bis Oktober 2016 und Juli bis August 2017 in Bosnien und Herzegowina durchgeführt. Auch dort ist die Zahl der gebauten Wasserkraftprojekte im Vergleich zur Zahl der geplanten Projekte vernachlässigbar gering. Qualitative Forschungsmethoden wurden angewendet und drei wesentliche Schlussfolgerungen gezogen. Erstens (Kap. II) wird erläutert, warum der Boom in Bosnien und Herzegowina nicht in dem vorgesehenen Ausmaß stattfinden wird und inwieweit das Phänomen einer Übertragung auf globalen Maßstab standhält. Zweitens (Kap. III) wird deutlich, wie v.a. kleinere Wasserkraftprojekte von Akteuren zum persönlichen Vorteil genutzt werden. Korruption ist in diesem Sektor weit verbreitet und eng mit dem Diskurs über nachhaltige Entwicklung im Land verbunden. Die kleinen Wasserkraftprojekte schaffen einen sicheren Raum für korrupte Akteure. Schließlich (Kap. IV) wurde untersucht, wie die BewohnerInnen eines kleinen Dorfes in Bosnien und Herzegowina ihre Vorstellungen von Nachhaltigkeit rund um die Wasserkraft verändert haben. Dies taten sie in Übereinstimmung mit sich ändernden sozioökonomischen Bedingungen. Dieses Kapitel illustriert, wie die Flexibilität des Begriffs Nachhaltigkeit für marginalisierte lokale BewohnerInnen von Vorteil sein kann. Die vorliegende Dissertation zeigt, dass der Wasserkraftboom, obwohl bislang weitgehend nur "auf dem Papier" existent, dennoch bereits reale materielle Konsequenzen für nachhaltige Entwicklungsstrategien, Korruption und das lokale Leben mit sich bringt. / The global hydropower boom is a well-known phenomenon. It is either considered for its benefits to sustainable development or cautioned against its negative socio-environmental impacts. Yet the number of existing hydropower projects is not very high globally. This thesis thus aspires to develop a better understanding of the global hydropower boom and why this boom has not resulted in large-scale hydropower plant construction. The hydropower boom in Bosnia and Herzegovina was selected as the object of study. There, the number of constructed hydropower projects is negligible in comparison to the number of planned projects. Qualitative research methods were used to explore the case in depth. The data was collected between July and October, 2016 and between July and August, 2017. Three main conclusions were drawn from the fieldwork conducted. Chapter II shows and explains why the hydropower boom is unlikely to take place in Bosnia and Herzegovina to the extent foreseen. It also questions the phenomenon at a global scale. Chapter III shows how small-scale hydropower projects are used by various actors for personal benefit. Corruption is rife in the sector and closely connected to the sustainable development discourse in the country. A key finding here is that small-scale hydropower projects create a safe space for corrupt actors. Chapter IV explores how the inhabitants of a small village in Bosnia and Herzegovina changed their sustainability imaginaries around hydropower. They did this in accordance with changing socio-economic conditions. This chapter thus illustrates how the flexibility of the term sustainability can be beneficial to marginalised local inhabitants. In general, this thesis, therefore, contributes to the hydropower literature. It shows that the hydropower boom is largely ‘on-paper’ but with real material consequences for sustainable development strategies, corruption, and local lives.

Diese Doktorarbeit untersucht die Rolle die Bürgerinitiativen an der Schnittstelle zwischen städtischen und digitalen Räumen spielen können. Sie folgt drei Untersuchungslinien. Zunächst wird untersucht, wie die Forschung zu aus Graswurzelbewegungen entstandenen Alternativen für nachhaltige und gerechte Städte von einer besonderen Art des digitalen Gemeinguts profitieren kann: des kollaborativen kartografischen Mappings. Zweitens wird die Verflechtung von digitalen Gemeingütern mit physischen städtischen Gemeingütern untersucht, um zu verstehen, wie die gemeinsame Nutzung zu transformativen Effekten in der Stadt führen kann. Drittens wird versucht, das transformative Potenzial der Gemeingüter als ein Narrativ des Wandels für nachhaltige und gerechte Städte im digitalen Zeitalter zu bewerten. Methodisch stützt die Arbeit sich auf Aktionsforschung, primäre Einzelfallstudien sowie eine vergleichende Fallstudienanalyse. Ein vorläufiges Ergebnis ist die Identifizierung von basisgeleiteten kollaborativen Mappings – hier betrachtet als Initiativen des gemeinsamen Wirkens (Commoning) – als wertvolle Wissensquellen zu alternativer Stadtökonomik. Die Hauptergebnisse zwingen uns dazu, das klassisch-naturalistische Verständnis des Gemeinguts in Frage zu stellen, welches dazu neigt, ein Gemeingut als gegeben zu betrachten. Stattdessen wäre es für die Forschung von Vorteil, einen gemeinsamen Prozess zu untersuchen: die Rückgewinnung, Schaffung und Nutzung gemeinsamer städtischer Ressourcen. Über die künstliche Trennung zwischen materiellen und immateriellen Facetten des Gemeingutes hinaus lässt sich (urbanes) Commoning am besten als eine relationale Praxis in Pflege und Aufbau von Partnerschaften für die Reproduktion von Leben in der Stadt definieren. Dies ist umso wichtiger, dass digitale Werkzeuge zwar neue Potenziale eröffnen können, aber im Gegensatz zu anderen Diskursen (Sharing Economy, Smart Cities) für das Commoning der Stadt nicht von zentraler Bedeutung sind. / This doctoral research investigates the role that citizen-driven initiatives can play at the intersection of the urban and digital spaces. It follows three lines of investigation. First, it explores how research about grassroots alternatives for sustainable and just cities may benefit from a particular type of digital commons: collaborative cartographic mappings. Second, it investigates the intertwin of digital commons with physical urban commons to understand how commoning may lead to transformative impacts in the city. Third, it seeks to evaluate the transformative potential of the commons as a narrative of change for sustainable and just cities in the digital age. Methodologically, it relies on action research, primary individual case-studies as well as a comparative case-study analysis. A preliminary result is the identification of grassroots-led collaborative mappings – seen as commoning initiatives – as valuable sources of knowledge about alternative urban economies. Main results compel us to question the classical/naturalist understanding of the commons that tends to consider it as a given. Instead, research would benefit to investigate a commoning process: the reclaiming creation, and use of shared urban resources. And, further, transcending artificial divides between the tangible and intangible facets of the commons, (urban) commoning is best defined as a relational practice of caring for and building partnerships for the reproduction of life in the city. This is all the more important that another significant result of the present work is that, while they may open new potential, digital tools are not central to commoning the city, in contrast other discourses (Sharing Economy, Smart Cities). Epistemologically, the author recommends aligning the effort of researching urban commoning to the Diverse/Community Economies research agenda which calls for performative studies of more-than-human urban commoning-communities.

El logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) requiere la adopción de acciones estratégicas, cuya identificación depende, entre otras cosas, del compromiso de la comunidad y el aprendizaje social. El objetivo de este trabajo fue desarrollar herramientas educativas y mejorar los procesos pedagógicos que mejoran el aprendizaje social, con especial atención al cumplimiento de los ODS 2 y 13 (acciones de seguridad alimentaria y cambio climático). Esta disertación acumulativa presenta cuatro artículos revisados por pares. El trabajo se completó en tres fases metodológicas complementarias y la investigación de campo se basa en tres proyectos internacionales en América Latina y África. Las principales conclusiones se resumen a continuación: El marco pedagógico constructivista es apropiado para la puesta en práctica de una herramienta educativa para mejorar el aprendizaje social en los proyectos de los ODS. Este hallazgo no solo contribuye a comprender mejor los mecanismos que mejoran el aprendizaje social, sino que también representa un avance en los vínculos teóricos entre el aprendizaje social y las teorías de Habermas y Freire. El proceso de aprendizaje social es posible siguiendo tres pasos principales. El primer paso pedagógico para los procesos de aprendizaje social en los proyectos de los ODS es identificar y reconocer con precisión el conocimiento de la comunidad y los esquemas mentales (artículos 1 y 2). Luego, el segundo paso pedagógico se refiere al desarrollo de soluciones locales por parte de los miembros de la comunidad sobre la base de una comprensión crítica de sus propias condiciones de vida (proceso de Codificación y Decodificación basado en la transformación de esquemas mentales). Por lo tanto, a través de un proceso de Concientización, se puede crear un replanteamiento del futuro de la comunidad, lo que podría aumentar la apropiación (artículo 3). Finalmente, un tercer paso para promover proyectos de ODS que mejoren el aprendizaje social es comparar las percepciones de la comunidad y los expertos en investigación con respecto a las estrategias de los ODS. Estos son complementos para evaluar los efectos potenciales de las estrategias del proyecto que mejoran el carácter deliberativo del aprendizaje social (artículo 4). / Die Erreichung der Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) erfordert strategische Maßnahmen, deren Identifizierung von anderen abhängt, gesellschaftliches Engagement und soziales Lernen. Das Ziel dieser Arbeit war es, pädagogische Werkzeuge zu entwickeln und pädagogische Prozesse zu verbessern, die das soziale Lernen verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Verwirklichung der SDGs 2 und 13. Diese kumulative Dissertation präsentiert vier von Experten begutachtete Artikel. Die Arbeit wurde in drei komplementären methodischen Phasen abgeschlossen. Die wichtigsten Schlussfolgerungen sind wie folgt zusammengefasst: Der konstruktivistische pädagogische Rahmen ist geeignet, ein pädagogisches Instrument zur Verbesserung des sozialen Lernens in SDG-Projekten zu operationalisieren. Dieser Befund trägt nicht nur zu einem besseren Verständnis von Mechanismen bei, die soziales Lernen fördern, sondern stellt auch einen Fortschritt in den theoretischen Verbindungen zwischen sozialem Lernen und den Theorien von Habermas und Freire dar. Der soziale Lernprozess ist nach drei Hauptschritten möglich. Der primäre pädagogische Schritt für soziale Lernprozesse in SDG-Projekten besteht darin, dieses gemeinschaftliche Wissen und mentale Systeme genau zu identifizieren und zu erkennen (Publikation 1 und 2). Der zweite pädagogische Schritt betrifft dann die Entwicklung lokaler Lösungen durch die Mitglieder der Gemeinschaft auf der Grundlage eines kritischen Verständnisses ihrer eigenen Lebensbedingungen (Kodifikations- und Dekodifizierungsprozess, der auf der Transformation von mentalen Schemata) (Publikation 3). Ein dritter Schritt zur Förderung von SDG-Projekten, die soziales Lernen fördern, ist der Vergleich der Wahrnehmungen der Gemeinschaft und der Forschungsexperten zu SDG-Strategien. Dies sind Ergänzungen, um mögliche Auswirkungen von Projektstrategien zu bewerten, die den deliberativen Charakter des sozialen Lernens verbessern (Publikation 4). / Achieving the Sustainable Development Goals (SDGs) requires taking strategic actions, the identification of which depends, among others, on community engagement, and social learning. The objective of this work was to develop educational tools and improve pedagogical processes that enhance social learning, with particular regard to realizing SDGs 2 and 13 (food security and climate change actions). This cumulative dissertation presents four peer-reviewed articles. The work was completed across three complementary methodological phases, and the field research was embedded in three international projects in Latin America and Africa. The main conclusions are summarized as follows: The constructivist pedagogical frame is appropriate for operationalizing an educational tool to enhance social learning in SDGs projects. This finding not only contributes to better understand the mechanisms that enhance social learning, but also represents an advance in the theoretical links between social learning and the Habermas and Freire theories. The social learning process is possible following three main steps. The primary pedagogical step for social learning processes in SDGs projects is to identify and recognize this community knowledge and mental schemes accurately (article 1 and 2). Then, the second pedagogical step concerns the development of local solutions by community members based on a critical understanding of their own life conditions (Codification and Decodification process based on mental schemes transformation). Therefore, through a process Conscientization, a reframing of the community’s future can be created, potentially increasing ownership (article 3). Finally, a third step to promote SDGs projects enhancing social learning is to compare the perceptions of the community and research experts regarding SDG strategies. These are complements to evaluate potential effects of project strategies enhancing the deliberative character of social learning (article 4).

Social Impact Assessment (SIA) is the process of analyzing, monitoring and managing the social effects of planned or implemented development interventions. The primary purpose of SIA is to bring about a sustainable and equitable biophysical and social environment. SIA is a prerequisite in FAO and World Bank aided projects which cover sectors of mining, agriculture, fishery, dams and transportation. In forestry it has the great potential of enhancing sustainable forest management, taking into account rural development objectives and local needs. SIA can be applied before and after the implementation of projects and programs. In the context of recent policy changes in China, the Natural Forest Protection Program (NFPP) has been implemented in a “top-down” process from 1998 to 2010. A large part of the forests on main river basins in Western regions are being conserved with severe restrictions for commercial use. The social effects of the NFPP are still debatable, indicating a need for conducting a SIA of the NFPP using a systematic conceptual approach. Objectives of the research are: (1) To understand how and to what extent the NFPP affected the local forest-dependent communities and their households; (2) To identify the local strategies currently used to cope up with the impacts; and (3) To develop the optimal strategies likely supported for a better harmonization between livelihood and the NFPP implementation in different regional contexts. The empirical research is approached through quantitative and qualitative social research methods for data collection and analysis. For the case studies, four villages with a total number of 175 respondents were selected for field surveys where questionnaires, interviews and group discussions were employed. The research findings indicate that, the NFPP has significant impacts on the population characteristics, institutional arrangements and infrastructure and public services at the community level and at household level, the income derivation, expenditure, labour time distribution, perceptions on public health/safety and changing values of forests perceived by individuals. The research reveals that, synthesizing de facto impacts of the NFPP makes potential negative social impacts predictable. The policy-makers and project teams implementing the NFPP should be aware that, the NFPP results in dynamic change processes which include the de facto and potential impacts as well as the influence factors; among these, contribution of strategies derived from local communities and households as the spontaneous reactions to cope with the NFPP impacts should be taken into consideration. Recommendations are given referring to a better implementation of the NFPP and the need for future researches concerning the SIA for sustainable forest management in different regional contexts. / Social Impact Assessment (SIA) ist ein Prozess, der Analyse, Monitoring und Bewältigung der sozialen Effekte geplanter oder durchgeführter Entwicklungsinterventionen umfasst. Das Hauptanliegen von SIA ist, eine nachhaltige und gerechte biophysische und soziale Umwelt zu schaffen. SIA ist für Projekte der FAO und der Weltbank in den Sektoren Bergbau, Landwirtschaft, Fischerei, Talsperren und Transport eine Grundvoraussetzung. Für die Forstwirtschaft ergibt sich daraus das Potenzial, nachhaltige Waldbewirtschaftung zu stärken und dabei die Ziele ländlicher Entwicklung und lokale Erfordernisse zu berücksichtigen. SIA kann vor und nach der Durchführung von Projekten und Programmen angewendet werden. Im Zusammenhang mit den aktuellen politischen Veränderungen in China wird das Natural Forest Protection Program (NFPP) im Zeitraum von 1998-2010 nach dem top-down-Verfahren durchgeführt. Die sozialen Auswirkungen des NFPP sind noch immer umstritten. Das unterstreicht die Notwendigkeit der SIA unter Anwendung einer systematischen konzeptionellen Herangehensweise. Ein besonders kritischer Faktor dabei ist, dass ein erheblicher Anteil der Wälder in den Wassereinzugsgebieten wichtiger Flussläufe in den westlichen Regionen durch strikte Einschränkungen der kommerziellen Nutzung geschützt wurden. Die Ziele der Forschung sind: (1) Aufzeigen wie und in welchem Ausmaß das NFPP die örtlichen waldabhängigen Gemeinden und ihre Haushalte beeinflusst hat; (2) Identifizieren lokal entwickelter und angewandter Strategien, um die Auswirkungen des NFPP zu bewältigen; und (3) Entwickeln optimaler Strategien für eine bessere Harmonisierung der Lebensgrundlagen mit der Umsetzung des NFPP in unterschiedlichen regionalen Kontexten. Die empirische soziale Forschung bedient sich quantitativer und qualitativer Methoden zur Datensammlung und Datenanalyse. Für die Fallstudie wurden vier Dörfer mit insgesamt 175 Befragten ausgewählt. Bei der Primärdatenerhebung kamen Fragebögen, Interviews und Gruppendiskussionen zur Anwendung. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das NFPP signifikanten Einfluss ausübt auf Größe und Anteil armer Bevölkerung, auf institutionelle Rahmenbedingungen, die Infrastruktur und den öffentlichen Dienstleistungssektor auf Gemeindeebene. Auf Haushaltsebene wurde signifikanter einfluss nachgewiesen für die Generierung von Einkommen, die Ausgaben, die Arbeitszeitverteilung, die Vorstellungen über Gesundheitswesen und Sicherheit als auch auf die Wahrnehmung der sich verändernden Werte des Waldes. Es wird ersichtlich, dass durch Zusammenführen der de facto-Auswirkungen des NFPP potenzielle negative soziale Einflüsse vorhersagbar werden. Entscheidungsträger und Projektteams sollten sich darüber bewusst werden, dass das NFPP zu dynamischen Veränderungsprozessen führt, welche die de facto- und potentiellen Auswirkungen sowie die Einflussfaktoren betreffen. Dies schließt den Beitrag der lokal entwickelten Strategien ein. Empfehlungen betreffen die bessere Umsetzung des NFPP sowie die Notwendigkeit weiterer Forschung hinsichtlich der SIA im Zusammenhang nachhaltiger Waldbewirtschaftung in verschiedenen regionalen Kontexten.

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Landtechnik der Zukunft Die fortschreitende Digitalisierung betrifft sämtliche Lebensbereiche. Als Chance und Herausforderung zugleich geht es momentan darum auch in der Landwirtschaft Nutzen und Ziele zu definieren, Voraussetzungen zur Einführung zu schaffen und Anwender und Verbraucher auf dem Weg mitzunehmen. Die Veranstaltung Landtechnik der Zukunft, beleuchtete diese Themen am 23. Januar 2018 in der Vertretung des Freistaates Sachsen beim Bund in Berlin. Zukunftstechnologien und deren Praxisanforderungen wurden mit renommierten Referenten interaktiv diskutiert und auch dokumentiert. Szenarien einer digitalisierten und nachhaltigen Landwirtschaft gekoppelt mit aktuellen Ernährungstrends prägten die Veranstaltung, deren Teilnehmer querbeet aus Industrie, Politik und Hochschule kamen. Schwarmtechnologien wie auch die echtzeitfähige Funkvernetzung für Arbeitsmaschinen und -prozesse erzeugten viele Nachfragen, wobei Technikentwicklung im ökologischen Landbau und Technikentwicklung für Nachhaltigkeit aus der Sicht der Hersteller im Kern des Interesses waren.

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