Diese Dissertation besteht aus drei Essays, die die Rolle von Haushalts-Heterogenität für makroökonomische Entwicklungen untersuchen. Alle Essays verwenden dynamische, stochastische Modelle des allgemeinen makroökonomischen Gleichgewichtes, in denen Haushalte heterogen sind. Das erste Essay berechnet Multiplikatoren von budgetneutralen fiskalischen Politiken, die Einkommen von Haushalten mit einer geringen Konsumneigung zu Haushalten mit einer hohen Konsumneigung umverteilen. Zu diesem Zweck unterteile ich den Haushaltssektor in einem Neu-Keynesianischen Modell in eine Vielzahl von Untergruppen mit unterschiedlichen Konsumneigungen, wodurch die empirisch beobachtete Verteilung von Konsumneigungen exakt im Modell repliziert werden kann. Ich zeige, dass budgetneutrale Umverteilungen in diesem Modell ein wirksames Instrument sind um die Wirtschaft zu stimulieren. Das zweite Essay analysiert die Auswirkungen von Haushalts-Heterogenität für die Transmission von adversen externen Schocks in einem Bewley-Modell einer kleinen offenen Volkswirtschaft. Ich zeige, dass die negativen Auswirkungen der Schocks auf Haushaltseinkommen für ärmere Haushalte stärker sind. Da diese eine höhere marginale Konsumneigung haben, bedeutet das eine Abnahme der aggregierten Nachfrage. Des Weiteren profitieren reichere Haushalte disproportional von einer Stabilisierung der Volkswirtschaft durch eine Wechselkursabwertung. Das dritte Essay untersucht die Auswirkungen eines Anstieges der Lebenserwartung. Dabei liegt der Fokus auf den Implikationen von altersabhängigem Lohnrisiko, das einen U-förmigen Verlauf über die Lebenszeit aufweist. Wenn dies in einem Aiyagari-Modell mit überlappenden Generationen berücksichtigt wird, spielt die Anpassung von Arbeitsangebot eine wichtigere Rolle als im Standard-Modell ohne altersabhängiges Lohnrisiko. Anpassungen im Sparverhalten werden hingegen weniger wichtig. / This thesis consists of three essays on the implications of household heterogeneity for macroeconomic dynamics. Each essay employs a different Heterogeneous-Agent Dynamic Stochastic General-Equilibrium (DSGE) model tailored to the given research question. The first essay computes multipliers of different types of budget-neutral redistributive fiscal policies in a New Keynesian DSGE model. An ad-hoc distribution of MPC is introduced by partitioning the household population into a large number of segments with a varying share of hand-to-mouth consumers, which allows matching empirical estimates of the MPC distribution. I find that targeted transfers can be an effective tool in stimulating aggregate demand. In the second essay, I analyze the role of household heterogeneity for the propagation of external shocks in a Bewley-type model of a small open economy. I find that negative external shocks reduce households' current income, whereby poor households are affected most strongly. Since poor households have the highest MPC, this brings about a reduction in aggregate demand. My results further show that rich households dis-proportionally benefit from the stabilization of the domestic economy, provided by a devaluation of the nominal exchange rate. The third essay analyzes the effect of an increase in life expectancy in an Aiyagari overlapping generations model. Motivated by empirical evidence, the process for idiosyncratic wage shocks is modified such that their volatility is u-shaped over the life cycle. Relative to the standard model with age-independent wage volatility, labor supply has a more significant role in preparing for an increase in the expected retirement spell, while precautionary savings become less relevant. In the aggregate, this translates into a smaller fall in the natural interest rate, relative to the standard model.

Am Donnerstag, 26. Oktober 2006, fand der diesjährige Aktionstag "Innovationen im Automobilbau", organisiert vom Arbeitskreis DVS-Studenten des Bezirksverbandes für Schweißen und verwandte Verfahren" (DVS)...

Die vorliegende Studie ist ein Beitrag zu einem wachsenden Bestand zeitgenössischer wissenschaftlicher Arbeiten zur politischen Ökonomie staatlich getriebenen Agrarwandels. Arbeiten zum Thema fragen, wie und warum Agrarwandel stattfindet und welches „Ergebnis“ dieser Wandel vor dem Hintergrund der vielfältigen sozialen und ökologischen Funktionen der Landwirtschaft haben sollte. Die Studie leistet zwei wesentliche Beiträge. Der erste Beitrag ist eine vertiefte empirische Fallstudie zur politischen Ökonomie des agrarischen Wandels auf der Kızıltepe Ebene inmitten der stark verarmten und notorisch gewalttätigen Region Südostanatolien. Der zweite Beitrag liegt in einer Integration von empirischen und theoretischen Arbeiten verschiedener Denkschulen und Disziplinen. Statt in epistemischen Silos zu verharren, wird hier argumentiert, dass die Integration verschiedener Perspektiven vielversprechend und notwendig ist, um die Forschung über den Agrarwandel voranzutreiben. Dies erfolgt zunächst durch eine bewusste und systematische Nutzung von Literatur aus verschiedenen Denkschulen und Wissenschaftsbereichen. Zweitens wird auf der Grundlage des von Hagedorn (2008) entwickelten Institutions of Sustainability Frameworks ein integrativer theoriebasierter Analyserahmen vorgestellt. Wichtige Bausteine hierfür ergeben sich aus Ansätzen der neoklassischen Agrarökonomie, der marxistischen Politischen Ökonomie und ökonomischer Theorien institutionellen Wandels. Die Fallstudie zeigt, wie staatliche Politik zu einer grundlegenden Veränderung der Agrarproduktion im Sinne einer deutlichen Intensivierung und Produktivitätssteigerung geführt hat. Gleichzeitig hat der Agrarwandel, im Widerspruch zu offiziellen Verlautbarungen zu schwerwiegenden negativen Auswirkungen auf die sozialen Produktions- und Reproduktionsbeziehungen und zu massiven ökologischen Problemen geführt. Der Agrarwandel in Kızıltepe erscheint so vor allem als Negativbeispiel staatlicher Einflussnahme. / This study is a contribution to a growing body of research on the political economy of state-driven agrarian change. Scholarship on agrarian change commonly asks how, why and to what end agrarian change occurs. Related to this is an on-going debate about what “kind of agriculture” humanity should strive for to fulfil multiple social purposes and meet ecological needs today and in the future. The study’s contribution is twofold. First, it provides an in-depth empirical case study on the political economy of agrarian change on south-eastern Turkey’s Kızıltepe plain. The plain is located amidst Turkey’s impoverished and violence-stricken South-east Anatolia region, which has been at the centre of major development efforts since the late 1990s. Second, the study seeks to integrate empirical and theoretical works from different epistemic communities. In stressing the need to avoid the common tendency of remaining within epistemic silos, the study argues that integrating these different perspectives is both promising and necessary to further advance research on agrarian change. Using Hagedorn’s (2008) Institutions of Sustainability framework as a point of departure, an integrative theory-based analytical framework is introduced. Important building blocks are derived from neoclassical agricultural economics, Marxist agrarian political economy and economic theories of institutional change. The case study shows how the state’s policies have resulted in a fundamental change to the modus operandi of local agricultural production. State intervention has been highly successful in catalysing intensification and productivity. Yet, contrary to official claims, agrarian change has not yielded prosperity and growth across all social strata. Intensified agriculture has led to severe repercussions for the social relations of production and reproduction and major ecological problems. Agrarian change in Kızıltepe is thus much less a success story, but rather a cautionary tale.

Das globale Phänomen Übergewicht erhöht das Risiko für die Entwicklung von Diabetes, Atherosklerose und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Diese sind assoziiert mit der Expression des Transmembranproteins Glycoprotein nonmetastatic melanoma protein b (Gpnmb), das von Makrophagen und dendritischen Zellen exprimiert wird. Wir haben die Rolle von Gpnmb in genetisch- und diät-induzierter Atherosklerose sowie in diät-induzierter Adipositas in Gpnmb-Knockout- und Wildtyp-Mäusen untersucht. Körpergewicht und Blutfette wurden in beiden Erkrankungen nicht von Gpnmb beeinflusst. Gpnmb wurde in Makrophagen von atherosklerotischen Läsionen stark exprimiert, jedoch hatte das Fehlen von Gpnmb keinen Einfluss auf die Größe der Aortenläsion. In Übergewicht konnten wir dagegen einen größeren Effekt von Gpnmb detektieren. Gpnmb hatte einen positiven Einfluss auf den Insulin- und Glukoseplasmaspiegel sowie auf die Leberfibrose bei adipösen Mäusen. Gpnmb-Knockout-Tiere besaßen mehr Makrophagen im epididymalen Fettgewebe. Da Gpnmb in den entsprechenden Makrophagen von Wildtyp-Mäusen stark exprimiert wurde, könnte Gpnmb eine abschwächende Rolle auf Entzündungen des Fettgewebes haben. Dies wird durch in-vitro-Daten bestätigt, wo Gpnmb hauptsächlich in reparativen, TGFβ-stimulierten Makrophagen exprimiert wurde. Diese Expression führte jedoch nur zu einer leichten entzündungshemmenden Wirkung. Eine weitere Aufgabe von Makrophagen, die Autophagie, wurde durch Gpnmb nicht beeinflusst. Dies ist überraschend, da die Expression, die Freisetzung und der Abbau von Gpnmb durch Bafilomycin, einem Inhibitor des letzten Schritts der Autophagie, auf einzigartige Weise erhöht wurde. Zusammenfassend ist die Gpnmb-Expression in voll ausgereiften Makrophagen stark induziert und kann durch lysosomale Hemmung weiter gesteigert werden. Bei Adipositas verhindert Gpnmb die Entwicklung einer Insulinresistenz, möglicherweise durch Dämpfung der Entzündung des Fettgewebes. / Obesity, an emerging global phenomenon, increases the risk for the development of diabetes, atherosclerosis and cardiovascular diseases. Those metabolic diseases have been associated with the expression of glycoprotein nonmetastatic melanoma protein b (Gpnmb), a transmembrane protein that is expressed by macrophages and dendritic cells. We studied the role of Gpnmb in genetically- and diet-induced atherosclerosis as well as diet-induced obesity in Gpnmb-knockout and respective wildtype control mice. The absence of Gpnmb did not affect body weight and blood lipid parameters in both diseases. Whereas Gpnmb was strongly expressed in atherosclerotic lesion-associated macrophages, the absence of Gpnmb did not influence the development of aortic lesion size. On the other hand, the absence of Gpnmb elicited stronger effects in obesity. We observed a positive influence of Gpnmb on insulin and glucose plasma levels as well as liver fibrosis in obese mice. Moreover, Gpnmb-knockout animals contained more macrophages in epididymal adipose tissue. Gpnmb was strongly expressed in adipose tissue macrophages in wildtype mice, suggesting an alleviating role of Gpnmb on adipose tissue inflammation. This was corroborated by in vitro data where Gpnmb was mostly expressed in reparative macrophages stimulated with transforming growth factor β (TGFβ). However, this expression resulted only in a mild anti-inflammatory effect. Another important macrophage feature, autophagy, was not influenced by Gpnmb. This is surprising as Gpnmb expression, shedding and degradation was uniquely increased by bafilomycin, an inhibitor of the last step of autophagy. Taken together, Gpnmb expression is strongly induced in fully mature macrophages and can be further increased due to lysosomal inhibition. In obesity, Gpnmb prevents the development of insulin resistance possibly by dampening adipose tissue inflammation.

Yaks sind sehr gut an die Umweltbedingungen des kirgisischen Hochgebirges angepasst und sind seit Jahrhunderten ein Bestandteil dieses Ökosystems. Politische und wirtschaftliche Veränderungen haben in den letzten 60 Jahren dazu geführt, dass die Yakbestände in Kirgistan zurückgegangen sind. Seit einigen Jahren gibt es Bestrebungen diese wiederaufzubauen. Dabei müssen die ökologischen Ansprüche der alpinen Landschaft berücksichtigt werden. Das Ziel der Arbeit bestand darin, in einem engen zeitlichen Raster, das Verhalten der Yaks im Herdenverband zu analysieren, die Lebendmasseentwicklung von Yakfärsen im Zusammenhang mit dem saisonalen Einfluss zu untersuchen und den Weideertrag zu schätzen. Dazu wurden im Osten Kirgistans Verhaltensuntersuchungen an 12 Yakkühen durchgeführt sowie die Lebendmasseentwicklung von 20 Yakfärsen analysiert. Für die Analyse der Vegetation wurden 10 Plots genutzt. Das Habitatsverhalten der Yaks ist von verschiedenen Faktoren abhängig, die vor allem im Zusammenhang mit dem großen Weidegebiet stehen: die Variation im Futterangebot, die geografischen Gegebenheiten sowie die Witterungsverhältnisse. Die Untersuchungen zeigten, dass das Verhalten der Yaks stark durch die Jahreszeiten beeinflusst wird. Das bezieht sich auf die Nutzung von Flächen und Höhenlagen sowie auf das Bewegungsverhalten. Es zeigte sich, dass bestimmte Weideareale permanent stärker frequentiert werden. Die Lokomotion der Yaks ist im Winter stärker ausgeprägt als im Sommer. Die Vegetationsanalyse weist darauf hin, dass Ertrag und Futterwert der Weidepflanzen, eindeutig durch die Höhenlage beeinflusst werden. Die Untersuchungen zur Lebendmasseentwicklung zeigten den gravierenden Einfluss der Jahreszeiten und damit des Futterangebotes auf die Lebendmasseentwicklung der Yakfärsen. Ein detailliertes Wissen über das Verhalten von Yaks kann dazu beitragen, die Bewirtschaftung von Hochgebirgsweideflächen zu verbessern und vorhandene Ressourcen schonend und nachhaltig zu nutzen. / Yaks are very well adapted to the environmental conditions of the Kyrgyz high mountains and have been part of this ecosystem for centuries. Political and economic changes over the past 60 years have led to a decline in yak stocks in Kyrgyzstan. For some years, there have been efforts to rebuild them, to this end the ecological demands of the alpine landscape must be taken into account. Within this context, the objectives of the PhD – thesis were to analyse the behaviour of the yaks in the herd, to investigate the development of the body weight of yak heifers in connection with the seasonal influence and to estimate the grazing yield in a tight time grid. In the eastern part of Kyrgyzstan, 12 yak cows were selected for the behavioural studies and 20 yaks heifers for the development of the body weight. For the analysis of the vegetation, 10 plots were used. The habitat behaviour of the yaks depends on various factors, which are mainly related to the large grazing area: the variation in the forage supply, the different geographical conditions as well as the weather conditions. The investigations showed that the behaviour of the animals is strongly influenced by the seasons, specifically regarding use of areas and altitudes; as well as to exercise behaviour. It was found that certain pastures are permanently more frequented than others. The locomotion of the yaks is more pronounced in winter than in summer. The research on the development of the body weight showed the serious influence of the seasons and thus of the food supply on the development of the yak heifers. Results showed that body growth takes place despite the losses in winter. The vegetation analysis indicates that the yield and feed value of the pasture plants are clearly influenced by the altitude. A detailed knowledge of the behaviour of yaks can help to improve the management of high mountain pastures and thus to use the available resources sparingly and sustainably.

Diese Dissertation, befasst sich mit Wechselwirkungen zwischen Weidevieh und Wildtieren und basiert auf der Hypothese, dass sich stark transformierte europäische Landschaften und weniger gestörte afrikanische Savannen gegenseitig als Referenz dienen können. Aufgrund von Parallelen in der Domestikationsgeschichte, fungieren europäische und afrikanische Hausrinder als theoretischer Rahmen. Die Daten wurden mittels Kamerafallen und Interviews in vier Fallstudien erhoben. Die Untersuchungsgebiete befinden sich in räumlicher Nähe zu Schutzgebieten in Deutschland (Nationalpark Unteres Odertal und Naturpark Westhavelland), Namibia (Etosha Nationalpark) und Tansania (Serengeti Nationalpark). Die Ergebnisse zeigen, dass bestimmte Praktiken des Weidemanagements in Deutschland Potential haben, die Nachhaltigkeit der Weidetierhaltung in Afrika zu erhöhen. In Afrika sind die Reaktionen der Wildtierzönosen auf verschiedene Weidesysteme stärker ausgeprägt als in Europa. Ein gemeinsames Phänomen in allen Fallstudien sind hohe Konflikte mit streng geschützten Wildarten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Agrobiodiversität nur erfolgreich geschützt werden kann, wenn Managementstrategien den Anforderungen der Landwirte gerecht werden. Es gibt Gemeinsamkeiten zwischen den Untersuchungsgebieten in Deutschland und privatem Farmland in Namibia. Sorgfältige Anpassungen an die standortspezifischen Bedingungen sind erforderlich wenn ein in Europa entwickeltes Weidesystem in Afrika praktiziert wird. Die Ergebnisse aus Tansania sind ein Indikator für die extreme Veränderung der Landschaft und ausgeprägte Mensch-Wildtier-Konflikte. Besonders dort, wo Rinder hohe kulturelle Bedeutung haben, ist es nötig, die Menschen für Nachhaltigkeit im Weidemanagement zu sensibilisieren. Traditionelle Praktiken des schwindenden Pastoralismus erscheinen vielversprechend um die Nachhaltigkeit der Weidehaltung auf kommunalem Land in Afrika zu erhöhen. / These comparative studies deal with the interactions between grazing cattle and wildlife. The thesis is based on the central hypothesis that strongly transformed European landscapes and less disturbed African savannas can provide each other a valuable reference. Due to parallels in the domestication history, European and African cattle function as theoretical framework of these studies. The data were collected via camera traps and interviews in four case studies. The study areas are in close vicinity to protected areas in Germany (Lower Oder Valley National Park and Westhavelland Nature Park), Namibia (Etosha National Park) and Tanzania (Serengeti National Park). The results show that certain practices of the pasture management in Germany have potential to increase the sustainability of livestock grazing in Africa. In Africa, the responses of the wildlife communities to different grazing systems are more pronounced than in Europe. A common phenomenon in all case studies is a high level of conflict with strictly protected wildlife species. The results suggest that agro-biodiversity can only be successfully protected if management strategies meet the requirements of farmers. There are several similarities between the study areas in Germany and private farmland in Namibia. Careful adaptation to the site-specific conditions is required when a grazing system developed in Europe is practiced in Africa. The results from Tanzania are an indicator of the extreme change in the landscape and pronounced human-wildlife conflicts. Especially where cattle are of high cultural value, it is necessary to sensitize people to sustainability in pasture management. Traditional practices of declining pastoralism appear promising to increase the sustainability of grazing on communal land in Africa.

Die vorliegende Studie über den Alterseinfluß bei der Honigbiene (Apis mellifera) besteht aus drei Hauptteilen. Der erste Teil befasst sich mit den Charakteristiken des Spermathekeninhalts alter und junger Bienenköniginnen. Im zweiten Teil geht es um die Auswirkungen des maternalen Alters auf die embryonale Mortalität und die juvenile Entwicklung der Brut. Im dritten Studienteil werden die Auswirkungen der Verweildauer in der Spermatheca auf die embryonale Mortalität, Embryonenqualität und Larvenentwicklung der Nachkommen untersucht. Der Samen aus den Spermatheken älterer Bienen weist andere Bewegungsmuster, eine geringere Geschwindigkeit und eine anderen Enzymaktivität auf als der Samen, der aus den Spermatheken junger Königinnen gewonnen wurde. Ein altersbedingtes Nachlassen der Fertlität ist daraus zu erklären. Im Laufe von zwei Jahren wurde die embryonale Entwicklung und das Larvenwachstum von Nachkommen unterschiedlich alter Königinnen untersucht (2-jährige bis frisch begattete Königinnen). Ältere Königinnen legten kleinere Eier und deren Nachkommen zeigten eine signifikant höhere Mortalitätsrate und kleinere Entwicklungsstadien als die Nachkommen jüngerer Königinnen. In einer weiteren Studie wurde die embryonale Mortalität und die Embryonalentwicklung von Nachkommen, die aus älteren Samen entstanden, untersucht. Dabei wurde der Samen aus den Spermatheken von alten und jungen begatteten Königin entnommen und jungfräuliche Königinnen übertragen. um das Alter der Königin auszugleichen. Bei der Untersuchung wurde eine höhere embryonale Mortalität und generell, zu gewissen Entwicklungszeiten signifikant, kleine Entwicklungsstadien bei den Königinnen festgestellt, die mit dem älteren Samen befruchtet wurden. Der relative Anteil an früher und später embryonaler Mortalität war auch zwischen den beiden Spermien-Alterlassen signifikant unterschiedlich. Die insgesamt hohe embryonale Mortalität auch in der Kontrollgruppe (Königinnen besamt mit Sperma aus den Spermathecen junger Königinnen) belegt, dass die Methode der Samenextraktion und Reinsemination einen großen Einfluß auf die Embryonalentwicklung hatte. Auch das Phänomen „leerer Eier“, welches in beiden Gruppen in gleicher Frequenz vorgefunden wurde, ist möglicherweise durch diese Methode bedingt. / This study on the honey bee, Apis mellifera, consists of three major parts. The first involves the characteristics of the spermathecal content of old and young honey bee queen. The second examines maternal age effects on embryonic mortality and juvenile development of offspring in the honey bee. The third investigates on the impact of semen age on early embryonic mortality, embryo quality and larvae development in the honey bee. Semen collected from the spermatheca of old queen bees show different sperm movement patterns and slower speed than sperm from the spermathecae of young queens. This ability is possibly related to different enzyme activities and metabolisms found in the spermathecal contents of differently aged queens. The embryonic development and larval growth rate have been examined with regard to queen honey bees of different ages (2-year-old to freshly mated queens) during two years (2005 and 2006). Early embryonic mortality “EEM” has been found to be higher within the eggs from old queens than in those from younger queens. Egg volume, consequently embryo size, reduces as queen’s age. A further investigates embryonic mortality in offspring originating from older semen. This has been carried out by extracting the semen from the spermatheca of an old or/and young mated queen and re-inseminating it into a virgin queen, in order to adjust for queen age. The investigation show higher embryonic mortality in the offspring from virgin queens inseminated with semen extracted from older queens than with semen from younger queens. The relative percentage of early and late embryonic mortality within the groups was different between queens re-inseminated with aged semen. High embryonic mortality in the control semen ages may be affected by the method of extracting from semen out of the spermatheca and re-inseminating it into a virgin queen. Empty egg phenomenon, which has been found in both groups, may be related to this technique

Weltweit sind viele Populationen großer Raubtiere bedroht. Die Suche nach Wegen zur Erhaltung und Wiederherstellung von Populationen großer Raubtiere ist daher ein zentrales Naturschutzziel. In einigen Regionen erholen sich die Populationen jedoch auch, was der Wissenschaft eine hervorragende Möglichkeit bietet potentielle Wege zum Schutz von Raubtieren zu identifizieren. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Voraussetzungen, die eine Erholung von Raubtierpopulationen begünstigen, besser zu verstehen. Am Beispiel der sich erholenden Population des Persischen Leoparden im Kaukasus beantwortet diese Arbeit die folgenden Forschungsfragen: (1) Bietet die Ökoregion des Kaukasus einen geeigneten, sicheren und zusammenhängenden Lebensraum für Persische Leoparden und ihre Beutetiere? (2) Was sind wirksame Schutzstrategien, die eine Erholung der Population des Persischen Leoparden im Kaukasus begünstigen? Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen den Schluss zu, dass für Leoparden und ihre Beutetiere im Kaukasus großflächig geeigneter Lebensraum vorhanden ist. Trotz dieser günstigen Ausgangsposition für den Artenschutz zeigt diese Arbeit jedoch auch klar auf, dass Schutzmaßnahmen erforderlich sind, um direkte Bedrohungen abzumildern. Als wichtigsten Faktor für eine Erholung der Leopardenpopulation identifiziert diese Arbeit das Verhindern von Tötungen. Diese Arbeit verdeutlicht somit die wichtige Rolle von Konfliktminderung zwischen Menschen und Raubtieren, um die daraus resultierende Tötung von Raubtieren zu verhindern. Darüber hinaus unterstreicht diese Dissertation die Notwendigkeit der Vernetzung sicherer Lebensräume und den Wert von internationaler Zusammenarbeit zur Förderung der Genesung von Populationen großer Raubtiere. Zusammengefasst liefert diese Arbeit Einblicke in Bedingungen, die die Genesung von Großraubtieren fördern, und umreißt mögliche zukünftige Wege eines vom Aussterben bedrohten Raubtiers in einem globalen Biodiversitäts-Hotspot. / Large carnivore populations are threatened globally. This is worrisome because of their intrinsic value and their importance for ecosystems and humans. Finding ways to maintain and restore large carnivore populations is therefore a central goal for conservation. Interestingly, large carnivores are also returning to areas where they were extirpated before, which provides a great opportunity for conservation science to identify pathways to safeguard large carnivore populations. The overall goal of this thesis was to better understand the conditions that foster large carnivore recoveries. Gaining a better understanding of large carnivore recoveries is challenging though, because it requires working across broad areas, where data on environmental characteristics and prey species is often limited and inconsistent. Using the Persian leopard recovery in the Caucasus ecoregion as an example, the specific research questions of this thesis were: (1) Does the Caucasus ecoregion have suitable, safe, and connected habitat for Persian leopards and their prey? (2) What are effective management strategies to foster the recovery of Persian leopards in the Caucasus? Results revealed that suitable habitat for Persian leopards and their prey is widespread in the Caucasus. However, habitat patches are often not safe and conservation efforts are needed to mitigate threats and restore, protect, and connect populations of leopards and their prey. Reducing the persecution of leopards seems the most important strategy to foster leopard recovery in the Caucasus. For large carnivore recoveries in general, this thesis underpins the importance of human-carnivore conflict mitigation to prevent killings of carnivores, particularly in areas where populations are small. Further, this thesis underlines the need of improving connectivity among safe habitat patches and the value of international cooperation. Overall, this thesis provides insights into conditions that foster large carnivore recovery and outlines potential future pathways for a critically endangered apex predator in a global biodiversity hotspot.

Die Ernährungssicherheit ist bedroht, unter anderem durch den Klimawandel. Eine Zunahme der Wetterextreme kann zu deutlichen Ertragseinbußen führen. Deshalb ist eine Quantifizierung des Klimaeinflußes auf die Landwirtschaft nötig um eine rechtzeitige Anpassung zu ermöglichen. Die vorliegende Dissertation schlägt daher Verbesserungen für Ertragsmodelle in Bezug auf Klimaextreme vor. Der erste Teil ist eine Metastudie zur Strukturierung von Wissen. Eine neue Methode wird zum Aufbau eines enzyklopädischen Netzwerks verwendet. Dieses erlaubt Vorschläge zur Modellverbesserung abzuleiten. Zwei davon, Ozonschäden und extreme Temperaturen, werden folgend behandelt. Der zweite Teil behandelt Ertragseinbußen durch Ozon. Das Ertragsmodell LPJmL wird um Ozonstress erweitert und damit globale Ertragseinbußen bei Weizen und Soja abgeschätzt. Wasserdargebot, Temperatur und CO2-Konzentration werden berücksichtigt, im Gegensatz zu früheren Abschätzungen. Laut Analyse kann Ozon zu Ernteeinbußen von bis zu 50% führen. Der dritte Teil behandelt Schäden durch hohe Temperaturen. Es wird untersucht, inwieweit neun Modelle die Effekte von Hitze auf Mais, Soja und Weizen in den USA abbilden. Das Modellkollektiv kann beobachtete Verluste quantitativ reproduzieren und legt Wasserstress als Ursache dafür nahe. Erhöhte CO2-Konzentrationen können laut Modellen die Ernteeinbußen nicht verringern, im Gegensatz zu gegenwärtigen Überzeugungen. Der vierte Teil enthält ein statistisches Modell, mit dem der Anteil des Wetters an globalen Ertragsschwankungen berechnet wird – unter Berücksichtigung von Hitze- und Froststress. Dieser Anteil wird bei Mais, Soja und Weizen global auf 15-42% beziffert. Weitere Ergebnisse zeigen über 50% Vorhersagekraft des Modells bereits zwei Monate vor der Ernte. Die vorliegende Arbeit stellt die negativen Einflüsse von Ozon und Hitze für die Landwirtschaft und damit die Ernährungssicherheit heraus. Die Vorteile der Anwendung mehrerer Modelltypen werden hervorgehoben. / Agricultural production and thus food security are under pressure, in particular by climate change. Climate extremes are likely to increase and may diminish harvests. Hence it is decisive to quantify such impacts. Consequently, this thesis aims at improving crop models with respect to climate extremes. The first part is a meta-study for structuring knowledge on crop physiology. A novel method is used to build a network-based encyclopedia. This allows for deducing improvement suggestions for crop models. Two of these suggestions (ozone and extreme temperatures) are treated in the following. The second part analyses crop losses from ozone damage. The crop model LPJmL is enhanced by ozone stress and used to simulate global historical wheat and soybean yield losses. Crop water status, temperature and CO2 are considered as modulators of ozone damage – an improvement over previous global assessments. The analysis indicates that ozone can cause yield losses up to occasional 50%. The third part treats effects of high temperatures on yields. It is assessed to what extent nine crop models can reproduce effects of heat on maize, soybean and wheat yields in the US. The model ensemble simulates observed yield losses in the correct quantities and suggests that they stem from water stress. It is hypothesized that future US yields could suffer from heat losses even under elevated CO2, contrary to current convictions. The fourth part describes a statistical model to assess the global share of weather-driven yield variability, considering heat and frost stress. The influence of weather on yield variability of maize, wheat and soybeans is quantified as 15-42% globally. Results also suggest a yield forecasting capacity of more than 50% two months before harvest in several countries. This thesis underlines the negative influence of ozone and high temperature stress on agricultural production and, consequently, food security. The benefits of using diverse types of models are highlighted.

Landnutzungswandel ist eine der Hauptursachen von Biodiversitätsverlust. In den Tropen und Subtropen führt eine Ausweitung von Agrarflächen zu vermehrter Abholzung der Wälder. Selbst wenn zukünftige Waldrodungen vermieden werden können, ist ein weiterer Artenrückgang sehr wahrscheinlich, da viele Arten zeitverzögert auf Veränderungen reagieren. Die Hauptziele dieser Arbeit waren die Auswirkungen vergangener und aktueller Landnutzung auf Biodiversität im argentinischen Chaco besser zu verstehen und Ansätze zu entwickeln, um negative Effekte schon vor einem lokalen Aussterben zu erkennen. Der argentinische Chaco ist aufgrund seiner Landnutzungsgeschichte, den hohen Abholzungsraten und der hohen Biodiversität bestens für eine solche Untersuchung geeignet. Meine Arbeit zeigt, dass der Artenreichtum an Vögeln und Säugetieren stark durch vergangene Landschaftsmuster beeinflusst wurde, was auf zeitverzögerte Reaktionen auf Landnutzungswandel hindeutet, sowie darauf, dass ein Teil der momentan vorkommenden Arten durch vergangene Landnutzungsänderungen noch aussterben wird. Die zeitverzögerten Reaktionen sind hauptsächlich eine Folge von Lebensraumfragmentierung, mehr noch als von Lebensraumverlust. Meine Ergebnisse zeigen, dass das Vorkommen von Ameisenbären seit 1985 stark rückläufig ist, insbesondere seit 2000, als die Ausweitung von Agrarflächen besonders stark zunahm. Abschließend konnte ich zeigen, dass Pekaris meist in abgelegenen Regionen mit hohem Waldanteil vorkommen, sowie dass physiologischer Stress bei Pekaris negativ mit Nahrungsverfügbarkeit korreliert, jedoch nicht mit Abholzung. Meine Arbeit legt nahe, dass Abholzung generell zum Artensterben im argentinischen Chaco beiträgt. Während manche Arten sehr schnell verschwinden, sterben andere nicht direkt aus, was ein Zeitfenster für Naturschutzmaßnahmen eröffnet. Die hier vorgestellten Ergebnisse können dabei helfen solche Zeitfenster in von Abholzung bedrohten Gebieten zu identifizieren. / Land-use change is a primary driver of biodiversity loss. During recent decades, the tropics and subtropics have witnessed accelerating deforestation rates, resulting in widespread extinctions. Even if further deforestation was to be avoided, species would likely continue to disappear due to delays in their responses to land-use change. The goals of this thesis were to provide a better understanding of the effects of past and contemporary land use on biodiversity in the Argentine Dry Chaco, and to develop approaches that capture the impacts of land-use change on biodiversity before local extinctions occur. The Argentine Dry Chaco provides an excellent scenario for this purpose due to its dynamic land-use history, the high deforestation rates, and its high biodiversity levels. At the community level, I found that species richness of birds and mammals was influenced by past landscape patterns, suggesting time-delayed responses to land-use change and the evidence of an extinction debt. These time-delayed responses were due to habitat fragmentation rather than habitat loss. At the population level, I found that giant anteater occupancy decreased particularly after 2000 when agriculture expanded rapidly. My results further suggested that land-use change had substantial indirect effects on species’ populations. Finally, I assessed the effects of deforestation on collared peccaries at the population and individual level. Peccary occupancy was highest in areas with high woodland cover. Where peccaries were present, physiological stress was negatively correlated with food availability. Overall, this thesis shows that deforestation is driving species to extinction in the Argentine Dry Chaco. While some species may disappear quickly following deforestation, extinctions of others may not be immediate, providing an opportunity to prevent those extinctions. The approaches presented in this thesis help to identify those opportunities in dynamic landscapes such as deforestation frontiers.