@phdthesis{Weisshuhn2020,
  author    = {Weißhuhn, Peter},
  title     = {Assessing biotope vulnerability to landscape changes},
  doi       = {10.25932/publishup-44277},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-442777},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {v, 134},
  year      = {2020},
  abstract  = {Largescale patterns of global land use change are very frequently accompanied by natural habitat loss. To assess the consequences of habitat loss for the remaining natural and semi-natural biotopes, inclusion of cumulative effects at the landscape level is required. The interdisciplinary concept of vulnerability constitutes an appropriate assessment framework at the landscape level, though with few examples of its application for ecological assessments. A comprehensive biotope vulnerability analysis allows identification of areas most affected by landscape change and at the same time with the lowest chances of regeneration. To this end, a series of ecological indicators were reviewed and developed. They measured spatial attributes of individual biotopes as well as some ecological and conservation characteristics of the respective resident species community. The final vulnerability index combined seven largely independent indicators, which covered exposure, sensitivity and adaptive capacity of biotopes to landscape changes. Results for biotope vulnerability were provided at the regional level. This seems to be an appropriate extent with relevance for spatial planning and designing the distribution of nature reserves. Using the vulnerability scores calculated for the German federal state of Brandenburg, hot spots and clusters within and across the distinguished types of biotopes were analysed. Biotope types with high dependence on water availability, as well as biotopes of the open landscape containing woody plants (e.g., orchard meadows) are particularly vulnerable to landscape changes. In contrast, the majority of forest biotopes appear to be less vulnerable. Despite the appeal of such generalised statements for some biotope types, the distribution of values suggests that conservation measures for the majority of biotopes should be designed specifically for individual sites. Taken together, size, shape and spatial context of individual biotopes often had a dominant influence on the vulnerability score. The implementation of biotope vulnerability analysis at the regional level indicated that large biotope datasets can be evaluated with high level of detail using geoinformatics. Drawing on previous work in landscape spatial analysis, the reproducible approach relies on transparent calculations of quantitative and qualitative indicators. At the same time, it provides a synoptic overview and information on the individual biotopes. It is expected to be most useful for nature conservation in combination with an understanding of population, species, and community attributes known for specific sites. The biotope vulnerability analysis facilitates a foresighted assessment of different land uses, aiding in identifying options to slow habitat loss to sustainable levels. It can also be incorporated into planning of restoration measures, guiding efforts to remedy ecological damage. Restoration of any specific site could yield synergies with the conservation objectives of other sites, through enhancing the habitat network or buffering against future landscape change. Biotope vulnerability analysis could be developed in line with other important ecological concepts, such as resilience and adaptability, further extending the broad thematic scope of the vulnerability concept. Vulnerability can increasingly serve as a common framework for the interdisciplinary research necessary to solve major societal challenges.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Fritsch2002,
  author    = {Fritsch, Uta},
  title     = {Entwicklung von Landnutzungsszenarien f{\"u}r landschafts{\"o}kologische Fragestellungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000431},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die Landschaften Mitteleuropas sind das Resultat einer langwierigen Geschichte menschlicher Landnutzung mit ihren unterschiedlichen, z.T. konkurrierenden Nutzungsanspr{\"u}chen. Durch eine {\"u}berwiegend intensive Beanspruchung haben die direkten und indirekten Auswirkungen der Landnutzung in vielen F{\"a}llen zu Umweltproblemen gef{\"u}hrt. Die Disziplin der Landschafts{\"o}kologie hat es sich zur Aufgabe gemacht, Konzepte f{\"u}r eine nachhaltige Nutzung der Landschaft zu entwickeln. Eine wichtige Fragestellung stellt dabei die Absch{\"a}tzung der m{\"o}glichen Folgen von Landnutzungs{\"a}nderungen dar. F{\"u}r die Analyse der relevanten Prozesse in der Landschaft werden h{\"a}ufig mathematische Modelle eingesetzt, welche es erlauben die Landschaft unter aktuellen Verh{\"a}ltnissen oder hinsichtlich ver{\"a}nderter Rahmenbedingungen zu untersuchen. Die hypothetische {\"A}nderung der Landnutzung, die als Landnutzungsszenario bezeichnet wird, verk{\"o}rpert eine wesentliche Modifikation der Rahmenbedingungen, weil Landnutzung maßgeblich Einfluss auf die nat{\"u}rlichen Prozesse der Landschaft nimmt. W{\"a}hrend die Antriebskr{\"a}fte einer solchen {\"A}nderung {\"u}berwiegend von sozio-{\"o}konomischen und politischen Entscheidungen gesteuert werden, orientiert sich die exakte Verortung der Landnutzungs{\"a}nderungen an den naturr{\"a}umlichen Bedingungen und folgt z.T. erkennbaren Regeln. Anhand dieser Vorgaben ist es m{\"o}glich, r{\"a}umlich explizite Landnutzungsszenarien zu entwickeln, die als Eingangsdaten f{\"u}r die Modellierung verschiedener landschafts{\"o}kologischer Fragestellungen wie z.B. f{\"u}r die Untersuchung des Einflusses der Landnutzung auf den Wasserhaushalt, die Erosionsgefahr oder die Habitatqualit{\"a}t dienen k{\"o}nnen. Im Rahmen dieser Dissertation wurde das rasterbasierte deterministische Allokationsmodell luck (Land Use Change Scenario Kit) f{\"u}r die explizite Verortung der Landnutzungs{\"a}nderungen entwickelt. Es basiert auf den in der Landschafts{\"o}kologie {\"u}blichen r{\"a}umlichen Daten wie Landnutzung, Boden sowie Topographie und richtet sich bei der Szenarienableitung nach den Leitbildern der Landschaftsplanung. Das Modell fußt auf der Hypothese, dass das Landnutzungsmuster als Funktion seiner landschafts{\"o}kologischen Faktoren beschrieben werden kann. Das Ver{\"a}nderungspotenzial einer Landnutzungseinheit resultiert im Modell aus einer Kombination der Bewertung der relativen Eignung des Standortes f{\"u}r die jeweilige Landnutzung und der Ber{\"u}cksichtigung von Standorteigenschaften der umliegenden Nachbarn. Die Durchf{\"u}hrung der Landnutzungs{\"a}nderung im Modell ist iterativ angelegt, um den graduellen Prozess des Landschaftswandels nachvollziehen zu k{\"o}nnen. Als Fallbeispiel f{\"u}r die Anwendung solcher r{\"a}umlich expliziten Landnutzungsszenarien dient die Fragestellung, inwieweit Landnutzungs{\"a}nderungen die Hochwasserentstehung beeinflussen. Um den Einfluss auf die Hochwasserentstehung f{\"u}r jede der Landnutzungskategorien \– bebaute, landwirtschaftlich genutzte und naturnahe Fl{\"a}chen \– absch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen, wird im Landnutzungsmodell luck exemplarisch f{\"u}r jede Kategorie ein Teilmodell f{\"u}r die Ver{\"a}nderung von Landnutzung angeboten: 1) Ausdehnung der Siedlungsfl{\"a}che: Dieses Teilmodell fußt auf der Annahme, dass sich Siedlungen nur in direkter Nachbarschaft bereits bestehender Bebauung und bevorzugt entlang von Entwicklungsachsen ausbreiten. Steile Hangneigungen stellen f{\"u}r potenzielle Standorte ein Hemmnis bei der Ausbreitung dar. 2) Stilllegung von Grenzertragsackerfl{\"a}chen: Gem{\"a}ß der Hypothese, dass sich die Stilllegung von Ackerfl{\"a}chen an der potenziellen Ertragsleistung der Standorte orientiert, werden in diesem Teilmodell alle Ackerstandorte dahingehend bewertet und die Fl{\"a}chen mit der geringsten Leistungsf{\"a}higkeit stillgelegt. Bei homogenen Gebietseigenschaften werden die Stilllegungsfl{\"a}chen zuf{\"a}llig auf die Ackerfl{\"a}che verteilt. 3) Etablierung von Schutzgebieten in Ufer- und Auenbereichen: Ausgehend von der These, dass sich entlang von Fl{\"u}ssen sensible Fl{\"a}chen befinden, deren Schutz positive Folgen f{\"u}r das Leistungsverm{\"o}gen der Landschaft haben kann, werden in diesem Teilmodell sch{\"u}tzenswerte Ufer- und Auenbereiche auf derzeit landwirtschaftlich genutzten Fl{\"a}chen ausgewiesen. Die Gr{\"o}ße der Schutzgebietsfl{\"a}che orientiert sich an der Morphologie der umgebenden Landschaft. Die drei Teilmodelle wurden hinsichtlich der implizierten Hypothesen mit vielen unterschiedlichen Ans{\"a}tzen validiert. Das Resultat dieser intensiven Analyse zeigt f{\"u}r jedes Teilmodell eine zufriedenstellende Tauglichkeit. Die Modellierung der Landnutzungs{\"a}nderungen wurden in drei mesoskaligen Flusseinzugsgebieten mit einer Fl{\"a}che zwischen 100 und 500 km\&\#178; durchgef{\"u}hrt, die sich markant in ihrer Landnutzung unterscheiden. Besonderer Wert wurde bei der Gebietsauswahl darauf gelegt, dass eines der Gebiete intensiv landwirtschaftlich genutzt wird, eines dicht besiedelt und eines vorwiegend bewaldet ist. Im Hinblick auf ihre Relevanz f{\"u}r die vorliegende Fragestellung wurden aus bestehenden Landnutzungstrends die Szenarien f{\"u}r (1) die prognostizierte Siedlungsfl{\"a}che f{\"u}r das Jahr 2010, (2) die m{\"o}glichen Konsequenzen des EU-weiten Beschlusses der Agenda 2000 und (3) die Novelle des Bundesnaturschutzgesetzes aus dem Jahr 2001 abgeleitet. Jedes Szenario wurde mit Hilfe des Modells auf die drei Untersuchungsgebiete angewendet. Dabei wurden f{\"u}r die Siedlungsausdehnung in allen drei Gebieten realistische Landnutzungsmuster generiert. Einschr{\"a}nkungen ergeben sich bei der Suche nach Grenzertragsstilllegungsfl{\"a}chen. Hier hat unter homogenen Gebietseigenschaften die zuf{\"a}llige Verteilung von Fl{\"a}chen f{\"u}r die Stilllegung zu einem unrealistischen Ergebnis gef{\"u}hrt. Die G{\"u}te der Schutzgebietsausweisung ist maßgeblich an die aktuelle Landnutzung der Aue und die Morphologie des Gel{\"a}ndes gebunden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Fl{\"a}chen in den Ufer- und Auenbereichen mehrheitlich unter derzeitiger Ackernutzung stehen und der Flusslauf sich in das Relief eingetieft hat. Exemplarisch werden f{\"u}r jeden Landnutzungstrend die hydrologischen Auswirkungen anhand eines historischen Hochwassers beschrieben, aus denen jedoch keine pauschale Aussage zum Einfluss der Landnutzung abgeleitet werden kann. Die Studie demonstriert die Bedeutung des Landnutzungsmusters f{\"u}r die nat{\"u}rlichen Prozesse in der Landschaft und unterstreicht die Notwendigkeit einer r{\"a}umlich expliziten Modellierung f{\"u}r landschafts{\"o}kologische Fragestellungen in der Mesoskala.},
  subject      = {Landnutzung},
  language  = {de}
}