Sankt Gallen, Univ., Diss., 2003.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der nichtenzymatischen Glykosylierung auf das Denaturierungsverhalten und die funktionellen Eigenschaften von Molkenproteinen, hier im speziellen die emulgierenden Eigenschaften, untersucht. Nach einer Bestimmung technologisch relevante Glykosylierungsgrade sollten in unterschiedlich glykosylierten Molkenproteinpräparaten das Denaturierungsverhalten sowie die Emulgiereigenschaften in Abhängigkeit vom Glykosylierungsgrad mit unterschiedlichen Methoden bestimmt werden. Der aus praktischer Sicht relevante Einfluss der Glykosylierung auf die sensorischen Eigenschaften wurde einerseits in Molkenproteinlösungen und andererseits in einem komplexen System (Modell-Schmelzkäsezubereitung) erfasst. Schließlich galt es, den Einfluss der Glykosylierung auf die Mikrostruktur und die Festigkeit am Beispiel der Modell- Schmelzkäsezubereitung zu untersuchen und daraus unmittelbare Konsequenzen für die technologische Praxis abzuleiten.

Der Zusammenhang von technischer Entwicklung und gesellschaftlicher Modernisierung wird mit Mitteln der systemtheoretischen Soziologie untersucht. Zu diesem Zweck werden die Konzepte "Technik" und "soziale Evolution" reformuliert. "Technik" ist ein spezieller Typ der Grenzbildung von Systemen, die Ereignisse ihrer Umwelt als kausal verknüpft beobachten; Technik wird demnach definiert als fixierte Erwartung, die sich auf kausal verknüpfte Umweltereignisse bezieht. "Soziale Evolution" ist der Typ des Strukturwandels von sozialen Systemen, der sich aus der Selektion und Restabilisierung von Strukturvariationen ergibt. Aus soziologischer Sicht ist jede technische Entwicklung als ein spezifischer Aspekt der sozialen Evolution zu verstehen. Dies wird mit der Konfrontation des Begriff des "Fortschritts" mit dem der "Modernisierung" gezeigt. Eine Gesellschaft versucht durch das Verwenden und das Beschränken von Technik über ihre eigene Evolution zu verfügen. Es erweist sich, daß diese Versuche zwar komplexer, aber nicht unbedingt erfolgreicher werden. Die einer jeden Evolution eigene Entwicklungsoffenheit kann nicht außer Kraft gesetzt werden, auch dann nicht, wenn eine Gesellschaft Evolutionstheorien entwickelt und reflexiv auf sich selbst anwendet. Anders als vormoderne Gesellschaften zeichnet sich die moderne Gesellschaft durch ihre hochgradig frei kontextualisierbare und damit riskante Technik aus. Kontextualisierungen und Entscheidungsnotwendigkeiten im Umgang mit moderner Technik bedingen Reflexivität. Technische Entwicklungen lassen Determinationen und Optionen in gleichem Maße wachsen. Komplex ist die soziale Seite von Technik, nicht die Kompliziertheit ihrer technischen Komponenten. Reflexive Technologiepolitik und Technikfolgenabschätzung sind gezwungen, die soziale Dynamik technischer Entwicklungen zu berücksichtigen. / There are several means to analyse the intrinsic connection of technological development and social evolution in sociology today. The thesis examines technology and its development as part of social evolution from a system-theoretical point of view. Using this approach, terms like "technology" and "social evolution" are reformulated. "Technology" is a particular type of border of social systems, using the mode of causality in observing its environment; thus Technology is defined as the fixation of causal expectations. "Social evolution" is a social systems' structural change by the selection and reinforcement of variations, creating a singular history. In terms of sociology, any technological development is part of a wider developing social context. This is visualized by confronting the terms "progress" and "modernization"; both being concepts of sociology as well as of debates on technology and social development. By using technology, by giving way to innovation, and by limiting the use of technology, a given society tries to monitor and influence its own evolution. The thesis shows that these attempts become more complex, but not necessarily more effective. The fundamental properties of any evolution cannot be annulated --- the social evolution always remains unpredictable, even when evolutionary theories allow reflexive observations. In contrast to its predecessors the modern society constitutes a type of technology which is highly independent of any given social context. But this freedom is risky. Contextualizations and decision-makings imply a higher degree of reflexivity. In the case of technological development, both determinations and options increase at the same time. What is complex in technological development is its social, not its mere technical side. Any reflexive debate on technology has to reflect technology as a social issue.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der nichtenzymatischen Glykosylierung auf das Denaturierungsverhalten und die funktionellen Eigenschaften von Molkenproteinen, hier im speziellen die emulgierenden Eigenschaften, untersucht. Nach einer Bestimmung technologisch relevante Glykosylierungsgrade sollten in unterschiedlich glykosylierten Molkenproteinpräparaten das Denaturierungsverhalten sowie die Emulgiereigenschaften in Abhängigkeit vom Glykosylierungsgrad mit unterschiedlichen Methoden bestimmt werden. Der aus praktischer Sicht relevante Einfluss der Glykosylierung auf die sensorischen Eigenschaften wurde einerseits in Molkenproteinlösungen und andererseits in einem komplexen System (Modell-Schmelzkäsezubereitung) erfasst. Schließlich galt es, den Einfluss der Glykosylierung auf die Mikrostruktur und die Festigkeit am Beispiel der Modell- Schmelzkäsezubereitung zu untersuchen und daraus unmittelbare Konsequenzen für die technologische Praxis abzuleiten.

Aufbauend auf dem agrarökonomischen, dynamischen Optimierungsmodell MAgPIE, zeigen die hier vorgestellten Forschungsergebnisse, dass die Governance-Leistung einen bedeutenden Einfluss auf den technologischen Fortschritt und das Wachstum der Flächenproduktivität hat, insbesondere für in der Entwicklung begriffene Regionen wie Lateinamerika, Afrika südlich der Sahara, Südasien und Südostasien. Dies wirkt sich wiederum auf die Landnutzungsdynamik aus, einschließlich der Ausdehnung von Ackerflächen und der Entwaldung. Neben Umweltauswirkungen beeinflusst die Governance-Leistung auch Lebensmittelpreise und das Handelsverhalten, und damit die Existenzgrundlagen vieler Menschen. Darüber hinaus legt die Dissertation nahe, dass sich das globale Produktivitätswachstum trotz unterschiedlicher sozioökonomischer Bedingungen wahrscheinlich fortsetzen wird. Die Größenordnung der Wachstumsrate unter den jeweiligen Bedingungen variiert jedoch, je nach verwendeten Produktivitätsindizes. Unterschiede in den sozioökonomischen Gegebenheiten führen zu einer Zunahme des Produktivitätswachstums im Ackerbau, was tiefgreifende Auswirkungen auf die Anbaufläche und die Lebensmittelpreise hat. Nicht zuletzt zeigen die Ergebnisse der Dissertation, dass die Liberalisierung des Agrarhandels negative Auswirkungen des Klimawandels auf das landwirtschaftliche Angebot abfedern kann, den Anstieg der Lebensmittelpreise im Zuge von erheblichen klimabedingten Ertragseinbußen begrenzen und die Ausdehnung der Anbauflächen im globalen Maßstab verringern kann. In bestimmten Regionen kann es aufgrund von veränderten Handelsmustern zu einer Ausdehnung der Anbauflächen kommen. In Zusammenschau der Ergebnisse aus den Einzelstudien vertieft die vorliegende Dissertation das Verständnis für potenzielle Zielkonflikte und Synergien von wirtschaftspolitischen Optionen, die darauf abzielen, die Produktionskapazitäten im landwirtschaftlichen Sektor der steigenden Nachfrage entsprechend auszubauen. / Building upon an agro-economic dynamic optimization model known as MAgPIE, this dissertation fseeks to enhance representation of the economic factors in the model. The research findings reveal that governance performance has a significant impact on technological progress and land productivity growth, especially for developing regions, such as Latin America, Sub-Saharan Africa, South Asia, and Southeast Asia. This, in turn, exerts impacts on land dynamics, including cropland expansion and deforestation. Aside from environmental impacts, governance performance affects livelihoods, as it influences food prices and trade patterns. Moreover, the dissertation suggests that global productivity growth is likely to continue, despite differences in possible socioeconomic conditions. However, the magnitude of the growth rate under each set of conditions will vary, according to different productivity indices. Differences in socioeconomic conditions lead to a spread in productivity growth in the crop sector, which will have profound implications for cropland expansion and food prices. Last but not least, the dissertation argues that liberalizing agricultural trade can buffer negative impacts from climate change on agricultural supply, limit increasing food prices in a scenario of high-end climate impacts on crop yields, and reduce cropland expansion on the global scale, though it may induce cropland expansion in certain regions due to changes in trade patterns. Synthesizing the findings from the individuals studies of which it is comprised, the dissertation is intended to enhance understanding of the trade-offs and synergies of economic options for agricultural outputs to keep pace with increasing demand and, thereby, contribute to the core discussion among agricultural economists on food production and its economic and environmental impacts.

This work is a reflection on the results of an experimentation carried out on secondary school students of between 16 and 18 from various classes. The experimentation aims at identifying the implicit ideas they use when asked to solve a certain mathematical problem. In particular, in giving them these problems an heuristic approach was suggested, and the differences between this and a purely deductive approach were measured. Analyzing the different approaches used by the students and the difficulties they had in distinguishing between argumentative and demonstrative operations has given rise to a reflection on the use of software such as Geogebra and Excel.

Der Zusammenhang von technischer Entwicklung und gesellschaftlicher Modernisierung wird mit Mitteln der systemtheoretischen Soziologie untersucht. Zu diesem Zweck werden die Konzepte "Technik" und "soziale Evolution" reformuliert. "Technik" ist ein spezieller Typ der Grenzbildung von Systemen, die Ereignisse ihrer Umwelt als kausal verknüpft beobachten; Technik wird demnach definiert als fixierte Erwartung, die sich auf kausal verknüpfte Umweltereignisse bezieht. "Soziale Evolution" ist der Typ des Strukturwandels von sozialen Systemen, der sich aus der Selektion und Restabilisierung von Strukturvariationen ergibt. Aus soziologischer Sicht ist jede technische Entwicklung als ein spezifischer Aspekt der sozialen Evolution zu verstehen. Dies wird mit der Konfrontation des Begriff des "Fortschritts" mit dem der "Modernisierung" gezeigt. Eine Gesellschaft versucht durch das Verwenden und das Beschränken von Technik über ihre eigene Evolution zu verfügen. Es erweist sich, daß diese Versuche zwar komplexer, aber nicht unbedingt erfolgreicher werden. Die einer jeden Evolution eigene Entwicklungsoffenheit kann nicht außer Kraft gesetzt werden, auch dann nicht, wenn eine Gesellschaft Evolutionstheorien entwickelt und reflexiv auf sich selbst anwendet. Anders als vormoderne Gesellschaften zeichnet sich die moderne Gesellschaft durch ihre hochgradig frei kontextualisierbare und damit riskante Technik aus. Kontextualisierungen und Entscheidungsnotwendigkeiten im Umgang mit moderner Technik bedingen Reflexivität. Technische Entwicklungen lassen Determinationen und Optionen in gleichem Maße wachsen. Komplex ist die soziale Seite von Technik, nicht die Kompliziertheit ihrer technischen Komponenten. Reflexive Technologiepolitik und Technikfolgenabschätzung sind gezwungen, die soziale Dynamik technischer Entwicklungen zu berücksichtigen. / There are several means to analyse the intrinsic connection of technological development and social evolution in sociology today. The thesis examines technology and its development as part of social evolution from a system-theoretical point of view. Using this approach, terms like "technology" and "social evolution" are reformulated. "Technology" is a particular type of border of social systems, using the mode of causality in observing its environment; thus Technology is defined as the fixation of causal expectations. "Social evolution" is a social systems' structural change by the selection and reinforcement of variations, creating a singular history. In terms of sociology, any technological development is part of a wider developing social context. This is visualized by confronting the terms "progress" and "modernization"; both being concepts of sociology as well as of debates on technology and social development. By using technology, by giving way to innovation, and by limiting the use of technology, a given society tries to monitor and influence its own evolution. The thesis shows that these attempts become more complex, but not necessarily more effective. The fundamental properties of any evolution cannot be annulated --- the social evolution always remains unpredictable, even when evolutionary theories allow reflexive observations. In contrast to its predecessors the modern society constitutes a type of technology which is highly independent of any given social context. But this freedom is risky. Contextualizations and decision-makings imply a higher degree of reflexivity. In the case of technological development, both determinations and options increase at the same time. What is complex in technological development is its social, not its mere technical side. Any reflexive debate on technology has to reflect technology as a social issue.

This work is a reflection on the results of an experimentation carried out on secondary school students of between 16 and 18 from various classes. The experimentation aims at identifying the implicit ideas they use when asked to solve a certain mathematical problem. In particular, in giving them these problems an heuristic approach was suggested, and the differences between this and a purely deductive approach were measured. Analyzing the different approaches used by the students and the difficulties they had in distinguishing between argumentative and demonstrative operations has given rise to a reflection on the use of software such as Geogebra and Excel.

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Klimawandel und Biodiversitätsverlust sowie Verstädterung und demografischer Wandel haben tiefgreifende Auswirkungen auf Städte und ihre Ökosysteme und damit auf die Lebensbedingungen der Mehrheit der Menschheit. Die Geschwindigkeit des Wandels und die Dringlichkeit der Folgen macht Umweltmonitoring zu einem potentiell interessanten Tool für nachhaltige und resiliente Stadtentwicklung. Der erste Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Fernerkundung in Bezug auf Stadtökologie und zeigt, dass Fernerkundung relevant für nachhaltige Stadtplanung ist. Es bestehen jedoch bestehen Mängel, da viele Studien nicht direkt umsetzbar sind. Der zweite Artikel zeigt, dass eine wachsende Stadt Möglichkeiten für den Ausbau der grünen Infrastruktur bieten kann. Im dritten Artikel wird untersucht, wie sich die städtische Dichte auf die Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen der grünen Infrastruktur auswirkt. Es wird gezeigt, dass eine hohe Siedlungsdichte nicht zwangsläufig zu einem geringeren Biodiversitätspotenzial oder einer geringeren Kühlkapazität führt. Allerdings sind dicht bebaute Gebiete mit geringer Vegetationsbedeckung besonders auf grüne Infrastruktur angewiesen. Der vierte Artikel befasst sich mit der Frage, wie naturbasierte Lösungen durch eine bessere Vernetzung der Beteiligten gestärkt werden können. Auf der Grundlage einer gezielten Literaturrecherche über Informationstechnologie zur Unterstützung sozial-ökologischer Systeme wird ein Instrument zur Entscheidungshilfe entwickelt. Dieses kombiniert ökologische und soziale Indikatoren, um Klimawandeladaption in Übereinstimmung mit den sozio-ökologischen Bedingungen entwickeln zu können. Der fünfte Artikel bietet eine grundsätzliche Perspektive zur Unterstützung der städtischen Nachhaltigkeit, die auf dem ökologischen-Trait Konzept basiert. Zusammen bieten die fünf Artikel Wege für die Fernerkundungswissenschaft und die angewandte Raumplanung für nachhaltige und resiliente Entwicklungen in Städten. / Climate change and biodiversity loss, as well as urbanisation and demographic change, are major global challenges of the 21st century. These trends have profound impacts on cities and their ecosystems and thus on the living conditions of the majority of humanity. This raises the need for timely environmental monitoring supporting sustainable and resilient urban developments. The first article is an overview of the state of the art of remote sensing science in relation to urban ecology. The review found that remote sensing can contribute to sustainable urban policy, still insufficiencies remain as many studies are not directly actionable. The second article shows that a growing city can provide opportunities for an increase in green infrastructure. Here, remote sensing is used for long-term analysis of land-use in relation to urban forms in Berlin. The third article examines how urban density affects ecosystem service provision of urban green infrastructure. It is shown that residential density does not necessarily lead to poor biodiversity potential or cooling capacity. However, dense areas with low vegetation cover are particularly dependent on major green infrastructure. The fourth article explores ways to reinforce nature-based solutions by better connecting and informing stakeholders. Based on a focussed literature review on information technology supporting urban social-ecological systems, a decision support tool is developed. The tool combines indicators based on ecological diversity and performance with population density and vulnerability. This way, climate change adaptation can be developed in accordance with socio-ecological conditions. The concluding fifth article offers an outlook on a larger framework in support of urban sustainability, based on the ecological trait concept. Together the five research papers provide pathways for urban remote sensing science and applied spatial planning that can support sustainable and resilient developments in cities.