TY  - THES
A1  - Yadavalli, Nataraja Sekhar
T1  - Advances in experimental methods to probe surface relief grating formation mechanism in photosensitive materials
T1  - Entstehung von Oberflächengittern in lichtempfindlichen Materialien
N2  - When azobenzene-modified photosensitive polymer films are irradiated with light interference patterns, topographic variations in the film develop that follow the electric field vector distribution resulting in the formation of surface relief grating (SRG). The exact correspondence of the electric field vector orientation in interference pattern in relation to the presence of local topographic minima or maxima of SRG is in general difficult to determine. In my thesis, we have established a systematic procedure to accomplish the correlation between different interference patterns and the topography of SRG. For this, we devise a new setup combining an atomic force microscope and a two-beam interferometer (IIAFM). With this set-up, it is possible to track the topography change in-situ, while at the same time changing polarization and phase of the impinging interference pattern. To validate our results, we have compared two photosensitive materials named in short as PAZO and trimer. This is the first time that an absolute correspondence between the local distribution of electric field vectors of interference pattern and the local topography of the relief grating could be established exhaustively. In addition, using our IIAFM we found that for a certain polarization combination of two orthogonally polarized interfering beams namely SP (↕, ↔) interference pattern, the topography forms SRG with only half the period of the interference patterns. Exploiting this phenomenon we are able to fabricate surface relief structures below diffraction limit with characteristic features measuring only 140 nm, by using far field optics with a wavelength of 491 nm. We have also probed for the stresses induced during the polymer mass transport by placing an ultra-thin gold film on top (5–30 nm). During irradiation, the metal film not only deforms along with the SRG formation, but ruptures in regular and complex manner. The morphology of the cracks differs strongly depending on the electric field distribution in the interference pattern even when the magnitude and the kinetic of the strain are kept constant. This implies a complex local distribution of the opto-mechanical stress along the topography grating. The neutron reflectivity measurements of the metal/polymer interface indicate the penetration of metal layer within the polymer resulting in the formation of bonding layer that confirms the transduction of light induced stresses in the polymer layer to a metal film.
N2  - Azobenzolhaltige Polymere gehören zu einer Klasse funktionaler Materialien, bei denen durch ein äußeres Strahlungsfeld eine starke mechanische Reaktion ausgelöst werden kann. Durch die Bindung an das Polymerrückgrat können die Azobenzole, die unter UV-Belichtung eine Photoisomerisierung ausführen, was zum Teil drastische Effekte zur Folge hat. Unter Belichtung mit Intensitätsmustern, d.h. mit räumlich variierender Verteilung der Polarisation oder der Intensität des einfallenden Lichts verändert sich die Topographie der azobenzolhaltigen Filme, was zur Bildung von Oberflächengittern (engl. Surface Relief Gratings, SRG) führt. In dieser Arbeit wurde eine neue Methode vorgeschlagen, bei der das Verhalten elastischer/morphologischer Eigenschaften unter verschiedenen Belichtungsbedingungen, d.h. mit unterschiedlicher Verteilung der Polarisation und der Intensität in situ lokal als Funktion der Position entlang der SRG aufgenommen werden kann. Außerdem wurde hier vorgeschlagen, opto-mechanische Spannungen, die innerhalb der photosensitiven Polymerfilme während der Belichtung entstehen, mit Hilfe dünner aufgebrachter metallischen Schichten abzubilden und zu analysieren.
KW  - Azobenzolhaltige Polymerfilme
KW  - Oberflächengitter
KW  - In-situ Rasterkraftmikroskopie
KW  - Opto-mechanische Spannungen
KW  - Metall/Graphen/Polymer Grenzfläch
KW  - azobenzene polymer films
KW  - surface relief grating
KW  - in-situ atomic force microscopy
KW  - opto-mechanical stresses
KW  - metal/polymer interfaces
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-71213
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TY  - THES
A1  - Wipperling, Adriana
T1  - Protestparteien in Regierungsverantwortung : Die Grünen, die Alternative Liste, die STATT Partei und die Schill-Partei in ihrer ersten Legislaturperiode als kleine Koalitionspartner
T1  - Protest parties in responsibility of government
N2  - Übernimmt eine Protestpartei Regierungsverantwortung, sieht sie ihre Prinzipien und Forderungen der realpolitischen Nagelprobe ausgesetzt. Es ist ein Dilemma von Anspruch und Wirklichkeit, ein Spagat zwischen Protestimage und Regierungspolitik , der diese Parteien oftmals zu zerreißen droht. Anhand der Fallstudien von vier mitregierenden Protestparteien in Deutschland sollen folgende Fragen beantwortet werden: Was macht eine Partei zur Protestpartei? Was waren die Ursachen für die Wahlerfolge der Grünen, der AL, der STATT-Partei und der Schill-Partei? Wie verliefen die Koalitionsverhandlungen? Welche Forderungen konnten die Protestparteien gegenüber ihren großen Koalitionspartnern durchsetzen? Wo mussten sie Abstriche machen? Welche Reformvorhaben wurden angedacht und welche wurden tatsächlich umgesetzt? Welche innerparteilichen Konflikte ergaben sich aus der neuen Rolle der Protestparteien? Letztendlich zeigt sich: Protestparteien scheitern nicht an ihrem schmalspurigen Programm, geringer Stammwählerschaft oder unerfahrenem Personal, sondern weil sie naturgemäß in die „Erwartungsfalle“ tappen.
N2  - “If a protest party assumes the responsibility of government its principles and demands will be put to the tough test of practical politics. The ensuing dilemma between standards and reality, its protest image and government policy often threatens to tear these parties apart. Taking four protest parties involved in government in Germany as an example, the following questions will be examined: What turns a party into a protest party? What were the reasons for the electoral successes of the Greens, the AL, the STATT party and the Schill party? What took place during the coalition negotiations? What demands were the protest parties successfully able to push through against their large coalition partners? On which points did they have to give in? What plans for reform were developed and which of them were actually implemented? What internal conflicts emerged within these parties after their role as protest parties changed? The final analysis comes to the following conclusion: Protest parties do not fail because of a narrow-minded programme, lack of electoral support or inexperienced staff, but because their very nature causes them to fall into the “expectation trap”.
KW  - Protestparteien
KW  - Grüne
KW  - STATT Partei
KW  - Schill
KW  - Koalition
KW  - Protest Parties
KW  - German Greens
KW  - STATT Party
KW  - Schill
KW  - coalition
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-27030
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TY  - THES
A1  - Winkler, Henning
T1  - Synthese von thermoplastisch verarbeitbaren Fettsäure-Acylderivaten der Stärke und Proteine
T1  - Synthesis of thermoplastic processable fatty acid acyl derivatives of starch and proteins
N2  - In den vergangenen Jahren wurden stetig wachsende Produktionskapazitäten von Biokunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffe nverzeichnet. Trotz großer Produktionskapazitäten und einem geeigneten Eigenschaftsprofil findet Stärke nur als hydrophile, mit Weichmachern verarbeitete thermoplastische Stärke (TPS) in Form von Blends mit z. B. Polyestern Anwendung. Gleiches gilt für Kunststoffe auf Proteinbasis. Die vorliegende Arbeit hat die Entwicklung von Biokunststoffen auf Stärkebasis zum Ziel, welche ohne externe Weichmacher thermoplastisch verarbeitbar und hydrophob sind sowie ein mechanisches Eigenschaftsprofil aufweisen, welches ein Potenzial zur Herstellung von Materialien für eine Anwendung als Verpackungsmittel bietet. Um die Rohstoffbasis für Biokunststoffe zu erweitern, soll das erarbeitete Konzept auf zwei industriell verfügbare Proteintypen, Zein und Molkenproteinisolat (WPI), übertragen werden. Als geeignete Materialklasse wurden Fettsäureester der Stärke herausgearbeitet. Zunächst fand ein Vergleich der Säurechlorid-Veresterung und der Umesterung von Fettsäurevinylestern statt, woraus letztere als geeignetere Methode hervorging. Durch Variation der Reaktionsparameter konnte diese optimiert und auf eine Serie der Fettsäurevinylester von Butanoat bis Stearat für DS-Werte bis zu 2,2-2,6 angewandt werden. Möglich war somit eine systematische Studie unter Variation der veresterten Fettsäure sowie des Substitutionsgrades (DS). Sämtliche Produkte mit einem DS ab 1,5 wiesen eine ausgprägte Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln auf wodurch sowohl die Aufnahme von NMR-Spektren als auch Molmassenbestimmung mittels Größenausschlusschromatographie mit gekoppelter Mehrwinkel-Laserlichtstreuung (GPC-MALLS) möglich waren. Durch dynamische Lichtstreuung (DLS) wurde das Löslichkeitsverhalten veranschaulicht. Sämtliche Produkte konnten zu Filmen verarbeitet werden, wobei Materialien mit DS 1,5-1,7 hohe Zugfestigkeiten (bis zu 42 MPa) und Elastizitätsmodule (bis 1390 MPa) aufwiesen. Insbesondere Stärkehexanoat mit DS <2 sowie Stärkebutanoat mit DS >2 hatten ein mechanisches Eigenschaftsprofil, welches insbesondere in Bezug auf die Festigkeit/Steifigkeit vergleichbar mit Verpackungsmaterialien wie Polyethylen war (Zugfestigkeit: 15-32 MPa, E-Modul: 300-1300 MPa). Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul nahmen mit steigender Kettenlänge der veresterten Fettsäure ab. Ester längerkettiger Fettsäuren (C16-C18) waren spröde. Über Weitwinkel-Röntgenstreuung (WAXS) und Infrarotspektroskopie (ATR-FTIR) konnte der Verlauf der Festigkeiten mit einer zunehmenden Distanz der Stärke im Material begründet werden. Es konnten von DS und Kettenlänge abhängige Glasübergänge detektiert werden, die kristallinen Strukturen der langkettigen Fettsäuren zeigten einen Schmelzpeak. Die Hydrophobie der Filme wurde anhand von Kontaktwinkeln >95° gegen Wasser dargestellt. Blends mit biobasierten Polyterpenen sowie den in der Arbeit hergestellten Zein-Acylderivaten ermöglichten eine weitere Verbesserung der Zugfestigkeit bzw. des Elastizitätsmoduls hochsubstituierter Produkte. Eine thermoplastische Verarbeitung mittels Spritzgießen war sowohl für Produkte mit hohem als auch mittlerem DS-Wert ohne jeglichen Zusatz von Weichmachern möglich. Es entstanden homogene, transparente Prüfstäbe. Untersuchungen der Härte ergaben auch hier für Stärkehexanoat und –butanoat mit Polyethylen vergleichbare Werte. Ausgewählte Produkte wurden zu Fasern nach dem Schmelzspinnverfahren verarbeitet. Hierbei wurden insbesondere für hochsubstituierte Derivate homogenen Fasern erstellt, welche im Vergleich zur Gießfolie signifikant höhere Zugfestigkeiten aufwiesen. Stärkeester mit mittlerem DS ließen sich ebenfalls verarbeiten. Zunächst wurden für eine Übertragung des Konzeptes auf die Proteine Zein und WPI verschiedene Synthesemethoden verglichen. Die Veresterung mit Säurechloriden ergab hierbei die höchsten Werte. Im Hinblick auf eine gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln wurde für WPI die Veresterung mit carbonyldiimidazol (CDI)-aktivierten Fettsäuren in DMSO und für Zein die Veresterung mit Säu-rechloriden in Pyridin bevorzugt. Es stellte sich heraus, dass acyliertes WPI zwar hydrophob, jedoch ohne Weichmacher nicht thermoplastisch verarbeitet werden konnte. Die Erstellung von Gießfolien führte zu Sprödbruchverhalten. Unter Zugabe der biobasierten Ölsäure wurde die Anwendung von acyliertem WPI als thermoplastischer Filler z. B. in Blends mit Stärkeestern dargestellt. Im Gegensatz hierzu zeigte acyliertes Zein Glasübergänge <100 °C bei ausreichender Stabilität (150-200 °C). Zeinoleat konnte ohne Weichmacher zu einer transparenten Gießfolie verarbeitet werden. Sämtliche Derivate erwiesen sich als ausgeprägt hydrophob. Zeinoleat konnte über das Schmelzspinnverfahren zu thermoplastischen Fasern verarbeitet werden.
N2  - In recent years, a steadily growing production capacity of bioplastic based on renewable resources was noticed. Despite its huge production capacities and an appropriate property profile (ubiquitous occurrence, easy extraction), starch is only applied in addition of plasticizers in a hydrophilic, thermoplastic form in blends with e. g. polyesters. The same applies to bioplastics based on proteins. The actual study has the aim to develop starch-based bioplastics, which are hydrophobic, thermoplastic without the addition of any plasticizer and have mechanical properties to be a suitable alternative material in the area of food packaging. To obtain a variation of the raw materials for bioplastics, the concept shall be applied to two types of industrial available proteins, whey protein isolate (WPI) and Zein. Fatty acid esters of starch came out to be a suitable class of materials. Initially, the methods of esterifying acid chlorides and the transesterification of fatty acid vinyl esters were compared with the latter being more appropriate. Reaction parameters of this method were optimized and it was applied to a complete series of vinyl ester reagents (butanoate to stearate), leading to degree of substitution (DS)-values up to 2.2-2.6. With that, a systematic study of the variation of the fatty acid ester chain as well as the DS became possible. It came out that all products with a DS >1.5 showed a well-marked solubility in organic solvents, whereby solution NMR-studies as well as measurements of the molecular weight distributions by using size exclusion chroma-tography with multi-angle laser light scattering (SEC-MALLS) were possible. The different solution behavior was studied by dynamic light scattering (DLS). All soluble products could be formed into films via casting, where materials with a DS of 1.5-1.7 showed the highest values concerning tensile strength (up to 42 MPa) and Youngs modulus (up to 1390 MPa). Especially starch hexanoate with DS <2 and starch butanoate with a DS >2 revealed mechanical properties which are comparable to usually applied polymers for food packaging, e. g. polyethylene (tensile strength: 15-20 MPa, E-Mod: 300-1300 MPa). Tensile strength and Youngs modulus were reduced with increasing length of the esterified fatty acid. Wide-angle X-Ray scattering (WAXS) and infrared spectroscopy (ATR-FTIR) explained this tendency by an increasing intermolecular distance of the starch in the material. Glassy transitions of the materials were detected and showed a dependency on the type of esterified fatty acid and the DS. The crystalline structures of the esterified long-chain fatty acids revealed a melting peak. All films came out to be hydrophobic with contact angles against water >95°. The tensile strength and the Youngs modulus of the highly substituted products could be further improved by blending them with biobased polyterpenes as well as the acylated Zein. A thermoplastic processing without the use of any plasticizer additives was possible for products with a medium and high DS. Homogeneous, transparent testing specimens were obtained. The specific mechanical values were comparable with the casted films, although the highest values for the tensile strength and the elongation were lower. Investigations of the hardness showed comparable values to polyethylene. Selected samples were further processed to fibers by melt spinning. Especially starch esters with high DS revealed homogeneous fibers with a significant increase in the tensile strength compared to the film or testing specimen. Even fatty acid starch esters with a medium DS were processed by the melt-spinning, but their higher glassy transition lead to a reduced softening behavior. To transfer this concept to the class of proteins, different methods of synthesis were studied in the first step, which differed in their amount of acylation. The acylation using fatty acid chlorides lead to highest values. With regard to a well-marked organic solvent solubility, in the case of WPI the acylation with carbonyldiimidazol (CDI)-activated fatty acid was established. For Zein, the acid chloride acylation in pyridine gave the desired results. It came out the fatty acid acylated soluble WPI could not be thermoplastic processed without additional plasticizers. By using biobased oleic acid as additive, the potential of acylated WPI as a thermoplastic filler in blends with e. g. fatty acid esters of starch was shown. In contrast, fatty acid acyl derivatives of Zein revealed well marked glassy transitions <100 °C with an adequate thermal stability. While Zeinoleate could be formed into transparent films via solvent casting without any plasticizer additives, low amounts of tall oil enabled film-forming in the case of acyl derivatives with shorter fatty acids as well. All derivatives revealed a well-marked hydrophobicity. Finally, Zeinoleate was thermoplastically processed into fibers by melt-spinning without any further additives.
KW  - Stärke
KW  - Proteine
KW  - thermoplastisch
KW  - Gießfolien
KW  - Fasern
KW  - starch
KW  - proteins
KW  - thermoplastic
KW  - films
KW  - casted-films
KW  - fibres
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-71089
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TY  - THES
A1  - Wattenbach, Martin
T1  - The hydrological effects of changes in forest area and species composition in the federal state of Brandenburg, Germany
T1  - Die hydrologischen Effekte von Veränderungen der Waldfläche und Artenzusammensetzung im Land Brandenburg, Deutschland
N2  - This thesis aims to quantify the human impact on the natural resource water at the landscape scale. The drivers in the federal state of Brandenburg (Germany), the area under investigation, are land-use changes induced by policy decisions at European and federal state level. The water resources of the federal state are particularly sensitive to changes in land-use due to low precipitation rates in the summer combined with sandy soils and high evapotranspiration rates. Key elements in landscape hydrology are forests because of their unique capacity to transport water from the soil to the atmosphere. Given these circumstances, decisions made at any level of administration that may have effects on the forest sector in the state are critical in relation to the water cycle. It is therefore essential to evaluate any decision that may change forest area and structure in such a sensitive region. Thus, as a first step, it was necessary to develop and implement a model able to simulate possible interactions and feedbacks between forested surfaces and the hydrological cycle at the landscape scale. The result is a model for simulating the hydrological properties of forest stands based on a robust computation of the temporal and spatial LAI (leaf area index) dynamics. The approach allows the simulation of all relevant hydrological processes with a low parameter demand. It includes the interception of precipitation and transpiration of forest stands with and without groundwater in the rooting zone. The model also considers phenology, biomass allocation, as well as mortality and simple management practices. It has been implemented as a module in the eco-hydrological model SWIM (Soil and Water Integrated Model). This model has been tested in two pre-studies to verify the applicability of its hydrological process description for the hydrological conditions typical for the state. The newly implemented forest module has been tested for Scots Pine (Pinus sylvestris) and in parts for Common Oak (Quercus robur and Q. petraea) in Brandenburg. For Scots Pine the results demonstrate a good simulation of annual biomass increase and LAI in addition to the satisfactory simulation of litter production. A comparison of the simulated and measured data of the May sprout for Scots pine and leaf unfolding for Oak, as well as the evaluation against daily transpiration measurements for Scots Pine, does support the applicability of the approach. The interception of precipitation has also been simulated and compared with weekly observed data for a Scots Pine stand which displays satisfactory results in both the vegetation periods and annual sums. After the development and testing phase, the model is used to analyse the effects of two scenarios. The first scenario is an increase in forest area on abandoned agricultural land that is triggered by a decrease in European agricultural production support. The second one is a shift in species composition from predominant Scots Pine to Common Oak that is based on decisions of the regional forestry authority to support a more natural species composition. The scenario effects are modelled for the federal state of Brandenburg on a 50m grid utilising spatially explicit land-use patterns. The results, for the first scenario, suggest a negative impact of an increase in forest area (9.4% total state area) on the regional water balance, causing an increase in mean long-term annual evapotranspiration of 3.7% at 100% afforestation when compared to no afforestation. The relatively small annual change conceals a much more pronounced seasonal effect of a mean long-term evapotranspiration increase by 25.1% in the spring causing a pronounced reduction in groundwater recharge and runoff. The reduction causes a lag effect that aggravates the scarcity of water resources in the summer. In contrast, in the second scenario, a change in species composition in existing forests (29.2% total state area) from predominantly Scots Pine to Common Oak decreases the long-term annual mean evapotranspiration by 3.4%, accompanied by a much weaker, but apparent, seasonal pattern. Both scenarios exhibit a high spatial heterogeneity because of the distinct natural conditions in the different regions of the state. Areas with groundwater levels near the surface are particularly sensitive to changes in forest area and regions with relatively high proportion of forest respond strongly to the change in species composition. In both cases this regional response is masked by a smaller linear mean effect for the total state area. Two critical sources of uncertainty in the model results have been investigated. The first one originates from the model calibration parameters estimated in the pre-study for lowland regions, such as the federal state. The combined effect of the parameters, when changed within their physical meaningful limits, unveils an overestimation of the mean water balance by 1.6%. However, the distribution has a wide spread with 14.7% for the 90th percentile and -9.9% for the 10th percentile. The second source of uncertainty emerges from the parameterisation of the forest module. The analysis exhibits a standard deviation of 0.6 % over a ten year period in the mean of the simulated evapotranspiration as a result of variance in the key forest parameters. The analysis suggests that the combined uncertainty in the model results is dominated by the uncertainties of calibration parameters. Therefore, the effect of the first scenario might be underestimated because the calculated increase in evapotranspiration is too small. This may lead to an overestimation of the water balance towards runoff and groundwater recharge. The opposite can be assumed for the second scenario in which the decrease in evapotranspiration might be overestimated.
N2  - Das übergreifende Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Interaktion zwischen Landnutzungsänderung und dem Landschaftswasserhaushalt zu quantifizieren. Das Untersuchungsgebiet für die Analyse ist das Land Brandenburg. Bedingt durch seine Kombination geringer Sommerniederschläge mit der Dominanz sandiger Böden und hoher Verdunstungsraten, insbesondere von den großflächigen Wäldern und Forsten, ist es besonders empfindlich gegenüber Landnutzungsänderung. Waldflächen sind Schlüsselelemente im Landschaftswasserhaushalt, da sie den Bodenwasserspeicher effizienter mit der Atmosphäre koppeln als die meisten anderen Vegetationsformen. Im ersten Teil der Arbeit war es daher notwendig, ein geeignetes Modellkonzept zu finden. Der Ansatz sollte in der Lage sein, die hydrologischen Effekte auf Landschaftsebene zu modellieren, ohne dabei die Datenverfügbarkeit in diesem Anwendungsbereich zu überschreiten. Das entwickelte Modellkonzept wurde in das ökohydrologische Einzugsgebietsmodell SWIM (Soil Water Integrated Model) integriert. Nach einer Test- und Entwicklungsphase konnte das Modell für die integrierte Analyse der Wirkung von zwei Szenarien auf den Landeswasserhaushalt verwendet werden. Das erste Szenario beschäftigt sich mit der möglichen Zunahme der Waldfläche als Folge der Neuausrichtung der Agrarsubventionspolitik der Europäischen Union. Die Waldflächenzunahme führt zu einer Steigerung der Evapotranspiration im langjährigen Mittel. Das zweite Szenario behandelt die Auswirkung des Brandenburger Waldumbauprogramms und hat eine vergleichsweise geringe Abnahme der langjährigen mittleren Verdunstung zur Folge. Der lineare mittlere Verlauf überdeckt ein ausgeprägtes räumliches und saisonales Muster der Veränderung. Die Zonen starker Effekte der beider Szenarien überlappen sich nur in einigen Fällen, so ist es möglich, dass die positiven Wirkungen des Waldumbauprogramms in einigen Regionen durch eine mögliche Ausweitung der Waldfläche aufgehoben werden. Die vorgestellten Ergebnisse zeigen deutlich, dass Landnutzungsänderungen, die durch politische oder administrative Entscheidungen ausgelöst werden, Auswirkungen auf elementare Landschaftsfunktionen wie den Wasserhaushalt haben. Es wird deutlich, dass ein integrativer Modellierungsansatz, der die wahrscheinlichen Wirkungen administrativer Entscheidungen in Betracht zieht, Grundlagen für eine nachhaltige Entwicklung liefern kann. Diese Ergebnisse werden umso relevanter, je stärker die betroffene Ressource bereits eingeschränkt ist. In Bezug auf die Wasserressourcen im Land Brandenburg ist das der Fall und aktuelle Studien zum Globalen Wandel in der Region prognostizieren eine Verschärfung dieser Situation.
KW  - Pinus sylvestris
KW  - Quercus
KW  - SWIM
KW  - Grundwasser
KW  - Globaler Wandel
KW  - global change
KW  - CAP
KW  - water balance
KW  - ground water
KW  - forestry
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-27394
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TY  - THES
A1  - Wasiolka, Bernd
T1  - The impact of overgrazing on reptile diversity and population dynamics of Pedioplanis l. lineoocellata in the southern Kalahari
T1  - Der Einfluss von Überweidung auf Reptiliendiversität und die Poplationsdynamik von Pedioplanis l. lineoocellata in der südlichen Kalahari
N2  - Die Vegetationskomposition und –struktur, beispielsweise die unterschiedliche Architektur von Bäumen, Sträuchern, Gräsern und Kräutern, bietet ein großes Spektrum an Habitaten und Nischen, die wiederum eine hohe Tierdiversität in den Savannensystemen des südlichen Afrikas ermöglichen. Dieses Ökosystem wurde jedoch über Jahrzehnte weltweit durch intensive anthropogene Landnutzung (z.B. Viehwirtschaft) nachhaltig verändert. Dabei wurden die Zusammensetzung, Diversität und Struktur der Vegetation stark verändert. Überweidung in Savannensystemen führt zu einer Degradation des Habitates einhergehend mit dem Verlust von perennierenden Gräsern und krautiger Vegetation. Dies führt zu einem Anstieg an vegetationsfreien Bodenflächen. Beides, sowohl der Verlust an perennierenden Gräsern und krautiger Vegetation sowie der Anstieg an vegetationsfreien Flächen führt zu verbesserten Etablierungsbedingungen für Sträucher (z.B. Rhigozum trichotomum, Acacia mellifera) und auf lange Sicht zu stark verbuschten Flächen. Die Tierdiversität in Savannen ist hiervon entscheidend beeinflusst. Mit sinkender struktureller Diversität verringert sich auch die Tierdiversität. Während der Einfluss von Überweidung auf die Vegetation relativ gut untersucht ist sind Informationen über den Einfluss von Überweidung auf die Tierdiversität, speziell für Reptilien, eher spärlich vorhanden. Zusätzlich ist sehr wenig bekannt zum Einfluss auf die Populationsdynamik (z.B. Verhaltensanpassungen, Raumnutzung, Überlebensrate, Sterberate) einzelner Reptilienarten. Ziel meiner Doktorarbeit ist es den Einfluss von Überweidung durch kommerzielle Farmnutzung auf die Reptiliengemeinschaft und auf verschiedene Aspekte der Populationsdynamik der Echse Pedioplanis lineoocellata lineoocellata zu untersuchen. Hinsichtlich bestimmter Naturschutzmaßnahmen ist es einerseits wichtig zu verstehen welchen Auswirkungen Überweidung auf die gesamte Reptiliengemeinschaft hat. Und zum anderen wie entscheidende Faktoren der Populationsdynamik beeinflusst werden. Beides führt zu einem besseren Verständnis der Reaktion von Reptilien auf Habitatdegradation zu erlangen. Die Ergebnisse meiner Doktorarbeit zeigen eindeutig einen negativen Einfluss der Überweidung und der daraus resultierende Habitatdegradation auf (1) die gesamte Reptiliengemeinschaft und (2) auf einzelne Aspekte der Populationsdynamik von P. lineoocellata. Im Teil 1 wird die signifikante Reduzierung der Reptiliendiversität und Abundanz in degradierten Habitaten beschrieben. Im zweiten Teil wird gezeigt, dass P. lineoocellata das Verhalten an die verschlechterten Lebensbedingungen anpassen kann. Die Art bewegt sich sowohl häufiger als auch über einen längeren Zeitraum und legt dabei größere Distanzen zurück. Zusätzlich vergrößerte die Art ihr Revier (home range) (Teil 3). Im abschließenden Teil wird der negative Einfluss von Überweidung auf die Populationsdynamik von P. lineoocellata beschrieben: In degradierten Habitaten nimmt die Populationsgröße von adulten und juvenilen Echsen ab, die Überlebens- und Geburtenrate sinken, währen zusätzlich das Prädationsrisiko ansteigt. Verantwortlich hierfür ist zum einen die ebenfalls reduzierte Nahrungsverfügbarkeit (Arthropoden) auf degradierten Flächen. Dies hat zur Folge, dass die Populationsgröße abnimmt und die Fitness der Individuen verringert wird, welches sich durch eine Reduzierung der Überlebens- und Geburtenrate bemerkbar macht. Und zum anderen ist es die Reduzierung der Vegetationsbedeckung und der Rückgang an perennierenden Gräsern welche sich negativ auswirken. Als Konsequenz hiervon gehen Nischen und Mikrohabitate verloren und die Möglichkeiten der Reptilien zur Thermoregulation sind verringert. Des Weiteren hat dieser Verlust an perennierender Grasbedeckung auch ein erhöhtes Prädationsrisikos zur Folge. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass nicht nur Bäume und Sträucher, wie in anderen Studien gezeigt, eine bedeutende Rolle für die Diversität spielen, sondern auch das perennierende Gras eine wichtige Rolle für die Faunendiversität spielt. Weiterhin zeigte sich, dass Habitatdegradation nicht nur die Population als gesamtes beeinflusst, sondern auch das Verhalten und Populationsparameter einzelner Arten. Des Weiteren ist es Reptilien möglich durch Verhaltensflexibilität auf verschlechterte Umweltbedingen zu reagieren.
N2  - In semi-arid savannah ecosystems, the vegetation structure and composition, i.e. the architecture of trees, shrubs, grass tussocks and herbaceous plants, offer a great variety of habitats and niches to sustain animal diversity. In the last decades intensive human land use practises like livestock farming have altered the vegetation in savannah ecosystems worldwide. Extensive grazing leads to a reduction of the perennial and herbaceous vegetation cover, which results in an increased availability of bare soil. Both, the missing competition with perennial grasses and the increase of bare soils favour shrub on open ground and lead to area-wide shrub encroachment. As a consequence of the altered vegetation structure and composition, the structural diversity declines. It has been shown that with decreasing structural diversity animal diversity decline across a variety of taxa. Knowledge on the effects of overgrazing on reptiles, which are an important part of the ecosystem, are missing. Furthermore, the impact of habitat degradation on factors of a species population dynamic and life history, e.g., birth rate, survival rate, predation risk, space requirements or behavioural adaptations are poorly known. Therefore, I investigated the impact of overgrazing on the reptile community in the southern Kalahari. Secondly I analysed population dynamics and the behaviour of the Spotted Sand Lizard, Pedioplanis l. lineoocellata. All four chapters clearly demonstrate that habitat degradation caused by overgrazing had a severe negative impact upon (i) the reptile community as a whole and (ii) on population parameters of Pedioplanis l. lineoocellata. Chapter one showed a significant decline of regional reptile diversity and abundance in degraded habitats. In chapter two I demonstrated that P. lineoocellata moves more frequently, spends more time moving and covers larger distances in degraded than in non-degraded habitats. In addition, home range size of the lizard species increases in degraded habitats as shown by chapter three. Finally, chapter four showed the negative impacts of overgrazing on several population parameters of P. lineoocellata. Absolute population size of adult and juvenile lizards, survival rate and birth rate are significantly lower in degraded habitats. Furthermore, the predation risk was greatly increased in degraded habitats. A combination of a variety of aspects can explain the negative impact of habitat degradation on reptiles. First, reduced prey availability negatively affects survival rate, the birth rate and overall abundance. Second, the loss of perennial plant cover leads to a loss of niches and to a reduction of opportunities to thermoregulate. Furthermore, a loss of cover and is associated with increased predation risk. A major finding of my thesis is that the lizard P. lineoocellata can alter its foraging strategy. Species that are able to adapt and change behaviour, such as P. lineoocellata can effectively buffer against changes in their environment. Furthermore, perennial grass cover can be seen as a crucial ecological component of the vegetation in the semi-arid savannah system of the southern Kalahari. If perennial grass cover is reduced to a certain degree reptile diversity will decline and most other aspects of reptile life history will be negatively influenced. Savannah systems are characterised by a mixture of trees, shrubs and perennial grasses. These three vegetation components determine the composition and structure of the vegetation and accordingly influence the faunal diversity. Trees are viewed as keystone structures and focal points of animal activity for a variety of species. Trees supply animals with shelter, shade and food and act as safe sites, nesting sites, observation posts and foraging sites. Recent research demonstrates a positive influence of shrub patches on animal diversity. Moreover, it would seem that intermediate shrub cover can also sustain viable populations in savannah landscapes as has been demonstrated for small carnivores and rodent species. The influence of perennial grasses on faunal diversity did not receive the same attention as the influence of trees and shrubs. In my thesis I didn’t explicitly measure the direct effects of perennial grasses but my results strongly imply that it has an important role. If the perennial grass cover is significantly depleted my results suggest it will negatively influence reptile diversity and abundance and on several populations parameters of P. lineoocellata. Perennial grass cover is associated with the highest prey abundance, reptile diversity and reptile abundance. It provides reptiles both a refuge from predators and opportunities to optimise thermoregulation. The relevance of each of the three vegetation structural elements is different for each taxa and species. In conclusion, I can all three major vegetation structures in the savannah system are important for faunal diversity.
KW  - Shrub encroachment
KW  - overgrazing
KW  - biodiversity
KW  - reptiles
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16611
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TY  - THES
A1  - Waha, Katharina
T1  - Climate change impacts on agricultural vegetation in sub-Saharan Africa
T1  - Auswirkungen von Klimaänderungen auf die landwirtschaftliche Vegetation in Afrika südlich der Sahara
N2  - Agriculture is one of the most important human activities providing food and more agricultural goods for seven billion people around the world and is of special importance in sub-Saharan Africa. The majority of people depends on the agricultural sector for their livelihoods and will suffer from negative climate change impacts on agriculture until the middle and end of the 21st century, even more if weak governments, economic crises or violent conflicts endanger the countries’ food security. The impact of temperature increases and changing precipitation patterns on agricultural vegetation motivated this thesis in the first place. Analyzing the potentials of reducing negative climate change impacts by adapting crop management to changing climate is a second objective of the thesis. As a precondition for simulating climate change impacts on agricultural crops with a global crop model first the timing of sowing in the tropics was improved and validated as this is an important factor determining the length and timing of the crops´ development phases, the occurrence of water stress and final crop yield. Crop yields are projected to decline in most regions which is evident from the results of this thesis, but the uncertainties that exist in climate projections and in the efficiency of adaptation options because of political, economical or institutional obstacles have to be considered. The effect of temperature increases and changing precipitation patterns on crop yields can be analyzed separately and varies in space across the continent. Southern Africa is clearly the region most susceptible to climate change, especially to precipitation changes. The Sahel north of 13° N and parts of Eastern Africa with short growing seasons below 120 days and limited wet season precipitation of less than 500 mm are also vulnerable to precipitation changes while in most other part of East and Central Africa, in contrast, the effect of temperature increase on crops overbalances the precipitation effect and is most pronounced in a band stretching from Angola to Ethiopia in the 2060s. The results of this thesis confirm the findings from previous studies on the magnitude of climate change impact on crops in sub-Saharan Africa but beyond that helps to understand the drivers of these changes and the potential of certain management strategies for adaptation in more detail. Crop yield changes depend on the initial growing conditions, on the magnitude of climate change, and on the crop, cropping system and adaptive capacity of African farmers which is only now evident from this comprehensive study for sub-Saharan Africa. Furthermore this study improves the representation of tropical cropping systems in a global crop model and considers the major food crops cultivated in sub-Saharan Africa and climate change impacts throughout the continent.
N2  - Landwirtschaft ist eine der wichtigsten menschlichen Aktivitäten, sie stellt Nahrungsmittel und andere landwirtschaftliche Produkte für weltweit 7 Milliarden Menschen zur Verfügung und ist in den Ländern Afrikas südlich der Sahara von besonderer Bedeutung. Die Mehrheit der afrikanischen Bevölkerung bestreitet ihren Lebensunterhalt in der Landwirtschaft und wird von Klimaänderungen stark betroffen sein. Die Doktorarbeit ist durch die Frage motiviert, wie sich von Klimamodellen vorhergesagte Temperaturerhöhungen und sich verändernde Niederschlagsverteilungen auf die landwirtschaftliche Vegetation auswirken werden. Die Forschungsfragen in diesem Kontext beschäftigen sich mit regionalen Unterschieden von Klimaänderungen und ihren Auswirkungen auf die Landwirtschaft und mit möglichen Anpassungsstrategien die mit geringem technischem Aufwand genutzt werden können. In diesem Zusammenhang wird schnell deutlich, dass Daten über die komplexen landwirtschaftlichen Systeme in Afrika südlich der Sahara häufig nur selten vorhanden sind, aus fragwürdigen Quellen stammen oder von schlechter Qualität sind. Die Methoden und Modelle zur Untersuchung der Auswirkungen von Klimaänderungen auf die Landwirtschaft werden zudem ausschließlich in Europa oder Nordamerika entwickelt and häufig in den temperierten Breiten aber seltener in tropischen Gebieten angewendet. Vor allem werden globale, dynamische Vegetationsmodelle in Kombination mit Klimamodellen eingesetzt um Änderungen in der landwirtschaftlichen Produktion auf Grund von Klimaänderungen in der zweiten Hälfte des 21.Jahrhunderts abzuschätzen. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen einen mittleren Ertragsrückgang für die wichtigsten landwirtschaftlichen Pflanzen um 6% bis 24% bis 2090 je nach Region, Klimamodell und Anpassungsstrategie. Dieses Ergebnis macht deutlich, dass Landwirte die negativen Folgen von Klimaänderungen abschwächen können, wenn sie die Wahl der Feldfrucht, die Wahl des Anbausystems und den Aussaattermin an geänderte Klimabedingungen anpassen. Die Arbeit stellt methodische Ansätze zur Berechung des Aussaattermins in temperierten und tropischen Gebieten (Kapitel 2) sowie zur Simulation von Mehrfachanbausystemen in den Tropen vor (Kapitel 3). Dabei werden wichtige Parameter für das globale, dynamische Vegetationsmodell LPJmL überprüft und neu berechnet. Es zeigt sich, dass das südliche Afrika und die Sahelregion die am stärksten betroffenen Regionen sind, vor allem aufgrund von Niederschlagsänderungen, weniger aufgrund von Temperaturerhöhungen. In den meisten anderen Teilen, vor allem Zentral- und Ostafrikas bedingen Temperaturerhöhungen Rückgänge der Erträge (Kapitel 4). Diese Arbeit leistet einen wichtigen und umfassenden Beitrag zum Verständnis der Auswirkung von Klimaänderung auf die landwirtschaftliche Vegetation und damit zu einem großen Teil auf die Lebensgrundlage von afrikanischen Landwirten.
KW  - Klimawandel
KW  - Anpassung
KW  - Afrika
KW  - Pflanzenwachstum
KW  - Landwirtschaft
KW  - climate change
KW  - Africa
KW  - crop modeling
KW  - adapation
KW  - agriculture
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64717
ER  - 
TY  - THES
A1  - Voß, Anja
T1  - Untersuchung und Modellierung der Stickstoff- und Phosphorumsatz- und Transportprozesse in mesoskaligen Einzugsgebieten des Tieflandes am Beispiel von Nuthe, Hammerfließ und Stepenitz
T1  - Analysis and modelling of nitrogen and phosphorus transformation and transport processes in the mesoscale lowland basins Nuthe, Hammerfließ, and Stepenitz
N2  - Ziel dieser Arbeit war es, die Stickstoff- und Phosphorprozesse im nordostdeutschen Tiefland detailliert zu untersuchen und Handlungsoptionen hinsichtlich der Landnutzung zur nachhaltigen Steuerung der Stickstoff- und Phosphoreinträge in die Fließgewässer aufzuzeigen. Als Grundvoraussetzung für die Modellierung des Nährstoffhaushaltes mussten zunächst die hydrologischen Prozesse und die Abflüsse für die Einzugsgebiete validiert werden. Dafür wurde in dieser Arbeit das ökohydrologische Modell SWIM verwendet. Die Abflussmodellierung umfasste den Zeitraum 1991 - 2000. Die Ergebnisse dazu zeigen, dass SWIM in der Lage war, die hydrologischen Prozesse in den Untersuchungsgebieten adäquat wiederzugeben. Auf der Grundlage der Modellierung des Wasserhaushaltes wurden mit SWIM die Stoffumsatzprozesse für den Zeitraum 1996 - 2000 simuliert. Um dabei besonders das Prozessgeschehen im Tiefland zu berücksichtigen, war die Erweiterung von SWIM um einen Ammonium-Pool mit dessen Umsatzprozessen erforderlich. Außerdem wurde der Prozess der Nährstoffversickerung so ergänzt, dass neben Nitrat auch Ammonium und Phosphat durch das gesamte Bodenprofil verlagert und über die Abflusskomponenten zum Gebietsauslass transportiert werden können. Mit diesen Modellerweiterungen konnten die Stickstoff und Phosphorprozesse in den Untersuchungsgebieten gut abgebildet werden. Mit dem so validierten Modell wurden weitere Anwendungen ermöglicht. Nährstoffsimulationen für den Zeitraum 1981 bis 2000 dienten der Untersuchung des abnehmenden Trends in den Nährstoffkonzentrationen der Nuthe. Die Untersuchungsergebnisse lassen deutlich erkennen, dass sich die Konzentrationen nach 1990 hauptsächlich auf Grund der Reduzierung der Einträge aus punktförmigen Quellen und Rieselfeldern verringert haben. Weitere Modellrechnungen zur Herkunft der Nährstoffe haben ergeben, dass Nitrat überwiegend aus diffusen Quellen, Ammonium und Phosphat dagegen aus punktförmigen Quellen stammen. Als besonders sensitiv auf die Modellergebnisse haben sich die Parameter zu Landnutzung und -management und die Durchwurzelungstiefe der Pflanzen herausgestellt. Abschließend wurden verschiedene Landnutzungsszenarien angewendet. Die Ergebnisse zu den Szenariorechnungen zeigen, dass fast alle vorgegebenen Landnutzungsszenarien zu einer Verringerung der Stickstoff- bzw. Phosphoremissionen führten. Die Anwendung von Szenarien, die alle relevanten Zielvorgaben und Empfehlungen zum Ressourcenschutz berücksichtigen, zeigen die größten Veränderungen.
N2  - The main objective of this study was to investigate the nitrogen and phosphorus processes in the north-eastern German lowlands and to suggest sustainable management options concerning land use that could lead to a reduction in nitrogen and phosphorous emissions into the river network. In order to fulfil the basic requirements of water quality modelling on river basin scale, the hydrological processes had to be validated first. For this purpose the ecohydrological model SWIM was used. The simulations were carried out on a daily time step within the period 1991 - 2000. The results have shown that SWIM was able to reproduce adequately the hydrological processes within all investigation areas. Based on these hydrological simulations the nutrient processes were modelled with SWIM for the time period 1996 - 2000. It became obvious that the modelling approaches within SWIM, especially concerning the nutrient cycling processes in lowland watersheds, had to be modified. Thus, an ammonium pool including its transformations processes was added. In addition, leaching not only of nitrate but also of ammonium and phosphate throughout the whole soil profile is now possible. Thus all nutrients can be transported to the outlet of the watersheds by the flow components. It could be shown that with these modifications the model was able to reproduce well the nitrogen and phosphorus processes in the research areas. With the validated model further applications were enabled. In order to investigate the reason for the decreasing trend in the nutrient concentrations in the Nuthe River, nutrient simulations were performed for the period 1981 - 2000. The results show that the concentrations after 1990 have decreased mainly because of the reduction of emissions from point sources and sewage fields. Further simulations in order to gain more information about the different nutrient sources showed that nitrate basically originates from diffuse sources and ammonium as well as phosphorus from point sources. Especially parameters related to land use and management as well as the root depth of plants turned out to be very sensitive to model results. Concluding, different land use change scenarios were adapted. The calculation results demonstrate that almost all provided scenarios lead to a reduction in the emission rates. Applying those scenarios which consider all relevant aims and recommendations concerning the protection of resources the highest changing rates could be achieved.
KW  - Wasserqualität
KW  - Modellierung
KW  - Nährstoffe
KW  - diffuse Belastung
KW  - Landnutzung
KW  - water quality
KW  - modeling
KW  - nutrients
KW  - diffuse pollution
KW  - land use
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15481
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TY  - THES
A1  - Vorogushyn, Sergiy
T1  - Analysis of flood hazard under consideration of dike breaches
T1  - Analyse der Hochwassergefährdung unter Berücksichtigung von Deichbrüchen
N2  - River reaches protected by dikes exhibit high damage potential due to strong value accumulation in the hinterland areas. While providing an efficient protection against low magnitude flood events, dikes may fail under the load of extreme water levels and long flood durations. Hazard and risk assessments for river reaches protected by dikes have not adequately considered the fluvial inundation processes up to now. Particularly, the processes of dike failures and their influence on the hinterland inundation and flood wave propagation lack comprehensive consideration. This study focuses on the development and application of a new modelling system which allows a comprehensive flood hazard assessment along diked river reaches under consideration of dike failures. The proposed Inundation Hazard Assessment Model (IHAM) represents a hybrid probabilistic-deterministic model. It comprises three models interactively coupled at runtime. These are: (1) 1D unsteady hydrodynamic model of river channel and floodplain flow between dikes, (2) probabilistic dike breach model which determines possible dike breach locations, breach widths and breach outflow discharges, and (3) 2D raster-based diffusion wave storage cell model of the hinterland areas behind the dikes. Due to the unsteady nature of the 1D and 2D coupled models, the dependence between hydraulic load at various locations along the reach is explicitly considered. The probabilistic dike breach model describes dike failures due to three failure mechanisms: overtopping, piping and slope instability caused by the seepage flow through the dike core (micro-instability). The 2D storage cell model driven by the breach outflow boundary conditions computes an extended spectrum of flood intensity indicators such as water depth, flow velocity, impulse, inundation duration and rate of water rise. IHAM is embedded in a Monte Carlo simulation in order to account for the natural variability of the flood generation processes reflected in the form of input hydrographs and for the randomness of dike failures given by breach locations, times and widths. The model was developed and tested on a ca. 91 km heavily diked river reach on the German part of the Elbe River between gauges Torgau and Vockerode. The reach is characterised by low slope and fairly flat extended hinterland areas. The scenario calculations for the developed synthetic input hydrographs for the main river and tributary were carried out for floods with return periods of T = 100, 200, 500, 1000 a. Based on the modelling results, probabilistic dike hazard maps could be generated that indicate the failure probability of each discretised dike section for every scenario magnitude. In the disaggregated display mode, the dike hazard maps indicate the failure probabilities for each considered breach mechanism. Besides the binary inundation patterns that indicate the probability of raster cells being inundated, IHAM generates probabilistic flood hazard maps. These maps display spatial patterns of the considered flood intensity indicators and their associated return periods. Finally, scenarios of polder deployment for the extreme floods with T = 200, 500, 1000 were simulated with IHAM. The developed IHAM simulation system represents a new scientific tool for studying fluvial inundation dynamics under extreme conditions incorporating effects of technical flood protection measures. With its major outputs in form of novel probabilistic inundation and dike hazard maps, the IHAM system has a high practical value for decision support in flood management.
N2  - Entlang eingedeichter Flussabschnitte kann das Hinterland ein hohes Schadenspotential, aufgrund der starken Akkumulation der Werte, aufweisen. Obwohl Deiche einen effizienten Schutz gegen kleinere häufiger auftretende Hochwässer bieten, können sie unter der Last hoher Wasserstände sowie langer Anstaudauer versagen. Gefährdungs- und Risikoabschätzungsmethoden für die eingedeichten Flussstrecken haben bisher die fluvialen Überflutungsprozesse nicht hinreichend berücksichtigt. Besonders, die Prozesse der Deichbrüche und deren Einfluss auf Überflutung im Hinterland und Fortschreiten der Hochwasserwelle verlangen eine umfassende Betrachtung. Die vorliegende Studie setzt ihren Fokus auf die Entwicklung und Anwendung eines neuen Modellierungssystems, das eine umfassende Hochwassergefährdungsanalyse entlang eingedeichter Flussstrecken unter Berücksichtigung von Deichbrüchen ermöglicht. Das vorgeschlagene Inundation Hazard Assessment Model (IHAM) stellt ein hybrides probabilistisch-deterministisches Modell dar. Es besteht aus drei laufzeitgekoppelten Modellen: (1) einem 1D instationären hydrodynamisch-numerischen Modell für den Flussschlauch und die Vorländer zwischen den Deichen, (2) einem probabilistischen Deichbruchmodell, welches die möglichen Bruchstellen, Breschenbreiten und Breschenausflüsse berechnet, und (3) einem 2D raster-basierten Überflutungsmodell für das Hinterland, das auf dem Speiherzellenansatz und der Diffusionswellengleichung basiert ist. Das probabilistische Deichbruchmodell beschreibt Deichbrüche, die infolge von drei Bruchmechanismen auftreten: dem Überströmen, dem Piping im Deichuntergrund und dem Versagen der landseitigen Böschung als Folge des Sickerflusses und der Erosion im Deichkörper (Mikro-Instabilität). Das 2D Speicherzellenmodell, angetrieben durch den Breschenausfluss als Randbedingung, berechnet ein erweitertes Spektrum der Hochwasserintensitätsindikatoren wie: Überflutungstiefe, Fliessgeschwindigkeit, Impuls, Überflutungsdauer und Wasseranstiegsrate. IHAM wird im Rahmen einer Monte Carlo Simulation ausgeführt und berücksichtigt die natürliche Variabilität der Hochwasserentstehungsprozesse, die in der Form der Hydrographen und deren Häufigkeit abgebildet wird, und die Zufälligkeit des Deichversagens, gegeben durch die Lokationen der Bruchstellen, der Zeitpunkte der Brüche und der Breschenbreiten. Das Modell wurde entwickelt und getestet an einem ca. 91 km langen Flussabschnitt. Dieser Flussabschnitt ist durchgängig eingedeicht und befindet sich an der deutschen Elbe zwischen den Pegeln Torgau und Vockerode. Die Szenarioberechnungen wurden von synthetischen Hydrographen für den Hauptstrom und Nebenfluss angetrieben, die für Hochwässer mit Wiederkehrintervallen von 100, 200, 500, und 1000 Jahren entwickelt wurden. Basierend auf den Modellierungsergebnissen wurden probabilistische Deichgefährdungskarten generiert. Sie zeigen die Versagenswahrscheinlichkeiten der diskretisierten Deichabschnitte für jede modellierte Hochwassermagnitude. Die Deichgefährdungskarten im disaggregierten Darstellungsmodus zeigen die Bruchwahrscheinlichkeiten für jeden betrachteten Bruchmechanismus. Neben den binären Überflutungsmustern, die die Wahrscheinlichkeit der Überflutung jeder Rasterzelle im Hinterland zeigen, generiert IHAM probabilistische Hochwassergefährdungskarten. Diese Karten stellen räumliche Muster der in Betracht gezogenen Hochwasserintensitätsindikatoren und entsprechende Jährlichkeiten dar. Schließlich, wurden mit IHAM Szenarien mit Aktivierung vom Polder bei extremen Hochwässern mit Jährlichkeiten von 200, 500, 1000 Jahren simuliert. Das entwickelte IHAM Modellierungssystem stellt ein neues wissenschaftliches Werkzeug für die Untersuchung fluvialer Überflutungsdynamik in extremen Hochwassersituationen unter Berücksichtigung des Einflusses technischer Hochwasserschutzmaßnahmen dar. Das IHAM System hat eine hohe praktische Bedeutung für die Entscheidungsunterstützung im Hochwassermanagement aufgrund der neuartigen Deichbruch- und Hochwassergefährdungskarten, die das Hauptprodukt der Simulationen darstellen.
KW  - Hochwasser
KW  - Deichbruch
KW  - Unsicherheitsanalyse
KW  - Gefährdungskarten
KW  - Polder
KW  - Flood
KW  - dike breach
KW  - uncertainty analysis
KW  - hazard maps
KW  - polder
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-27646
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TY  - THES
A1  - Trost, Gerda
T1  - Poly(A) Polymerase 1 (PAPS1) influences organ size and pathogen response in Arabidopsis thaliana
T1  - Poly(A) Polymerase 1 (PAPS1) beeinflusst die Organgröße und Pathogenantwort in Arabidopsis thaliana
N2  - Polyadenylation of pre-mRNAs is critical for efficient nuclear export, stability, and translation of the mature mRNAs, and thus for gene expression. The bulk of pre-mRNAs are processed by canonical nuclear poly(A) polymerase (PAPS). Both vertebrate and higher-plant genomes encode more than one isoform of this enzyme, and these are coexpressed in different tissues. However, in neither case is it known whether the isoforms fulfill different functions or polyadenylate distinct subsets of pre-mRNAs. This thesis shows that the three canonical nuclear PAPS isoforms in Arabidopsis are functionally specialized owing to their evolutionarily divergent C-terminal domains. A moderate loss-of-function mutant in PAPS1 leads to increase in floral organ size, whereas leaf size is reduced. A strong loss-of-function mutation causes a male gametophytic defect, whereas a weak allele leads to reduced leaf growth. By contrast, plants lacking both PAPS2 and PAPS4 function are viable with wild-type leaf growth. Polyadenylation of SMALL AUXIN UP RNA (SAUR) mRNAs depends specifically on PAPS1 function. The resulting reduction in SAUR activity in paps1 mutants contributes to their reduced leaf growth, providing a causal link between polyadenylation of specific pre-mRNAs by a particular PAPS isoform and plant growth. Additionally, opposite effects of PAPS1 on leaf and flower growth reflect the different identities of these organs. The overgrowth of paps1 mutant petals is due to increased recruitment of founder cells into early organ primordia whereas the reduced leaf size is due to an ectopic pathogen response. This constitutive immune response leads to increased resistance to the biotrophic oomycete Hyaloperonospora arabidopsidis and reflects activation of the salicylic acid-independent signalling pathway downstream of ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1)/PHYTOALEXIN DEFICIENT4 (PAD4). Immune responses are accompanied by intracellular redox changes. Consistent with this, the redox-status of the chloroplast is altered in paps1-1 mutants. The molecular effects of the paps1-1 mutation were analysed using an RNA sequencing approach that distinguishes between long- and short tailed mRNA. The results shown here suggest the existence of an additional layer of regulation in plants and possibly vertebrate gene expression, whereby the relative activities of canonical nuclear PAPS isoforms control de novo synthesized poly(A) tail length and hence expression of specific subsets of mRNAs.
N2  - Polyadenylierung von prä-mRNAs ist entscheidend für den Export aus dem Zellkern, die Stabilität und die Translation der reifen mRNAs und dadurch für die Genexpression. Der Großteil der mRNAs wird durch sogenannte canonische Poly(A) Polymerasen (cPAPS) prozessiert. Die Genome von sowohl Wirbeltieren als auch Pflanzen kodieren mehr als eine Isoform dieser Enzyme, welche gleichzeitig in verschiedenen Geweben exprimiert werden. Es ist jedoch kein Beispiel bekannt, das zeigt, ob die verschiedenen Isoformen unterschiedliche Funktionen einnehmen bzw. verschiedene Untergruppen von mRNAs polyadenylieren. Diese Arbeit zeigt, dass drei canonische PAPS Isoformen in Arabidopsis thaliana aufgrund ihrer evolutionär unterschiedlichen C-terminalen Domänen spezialisierte Funktionen haben. Eine schwache Verlust-Mutation im PAPS1 Gen bewirkt eine Vergrößerung der Blütenorgane, während die Blattgröße vermindert ist. Eine starke Verlust-Mutation bewirkt zusätzlich einen Defekt der männlichen Keimzellen. Im Gegenzug dazu sind Mutanten des PAPS2 oder PAPS4 Gens gesund und zeigen ein normales Wachstum. Polyadenylierung von SMALL AUXIN UP RNA (SAUR) mRNAs hängt spezifisch von der Funktion von PAPS1 ab. Die daraus entstehende Reduzierung der SAUR Aktivität in den paps1 Mutanten trägt zur Verringerung der Blattgröße bei und stellt eine kausale Verbindung zwischen Polyadenylierung spezifischer mRNAs durch bestimmte PAPS Isoformen und Pflanzenwachstum dar. Zusätzlich spiegeln die unterschiedlichen Effekte von PAPS1 auf Blüten und Blätter die Identitäten dieser Organe wieder. Das übermäßige Wachstum der mutanten Petalen beruht auf einer erhöhten Anzahl an Gründer-Zellen im frühen Primordium, wohingegen die verminderte Blattgröße auf eine ektopische Pathogen Antwort zurückzuführen ist. Diese konstitutive Immunantwort bewirkt eine erhöhte Resistenz der Mutanten gegenüber dem biotrophen Oomyceten Hyaloperonospora arabidopsidis und reflektiert die Aktivierung des Salizylsäure unabhängigen Signalweges von ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1)/PHYTOALEXIN DEFICIENT4 (PAD4). Immunantworten sind von Veränderungen des intrazellulären Redoxpotenzials gekennzeichnet. Damit übereinstimmend zeigen die Chloroplasten der paps1-1 Mutanten ein verändertes Redoxpotenzial. Zur genaueren Aufklärung der molekularen Effekte der paps1 1 mutation wurde eine RNA-Sequenzierungsmethode verwendet, die zwischen mRNAs mit langem oder kurzem Poly(A) Schwanz unterscheidet. Die Aktivitäten der verschiedenen canonischen PAPS Isoformen kontrollieren die Länge des neu synthetisierten poly(A) Schwanzes und damit die Expression spezifischer Untergruppen von mRNAs. Dadurch lassen die hier gezeigten Ergebnisse eine weitere Ebene der Genregulierung in Pflanzen, und möglicherweise auch in anderen Eukaryoten, vermuten.
KW  - Polyadenylierung
KW  - Pathogenantwort
KW  - Organgröße
KW  - polyadenylation
KW  - pathogen response
KW  - organ size
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-72345
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TY  - THES
A1  - Tietz, Marcel
T1  - Europäisches Verwaltungsmanagement : Vergleich von Hauptstädten neuer und alter Mitgliedsstaaten der EU am Beispiel der Bürgerdienste
T1  - European administrative management : comparison of capital cities of new and old member states of the EU using the example of citizen services
N2  - Im Rahmen der Dissertation wird die Anwendung und Wirkung von Kernelementen des New Public Management (NPM) am Beispiel der Bürgerdienste der sechs europäischen Hauptstädte Berlin, Brüssel, Kopenhagen, Madrid, Prag und Warschau analysiert. Hierbei steht der Vergleich von Hauptstädten der MOE-Staaten mit Hauptstädten alter EU-Mitgliedsstaaten im Vordergrund. Es wird die folgende Forschungshypothese untersucht: Die Verwaltungen in den Hauptstädten der östlichen Mitgliedsstaaten der EU haben in Folge der grundsätzlichen gesellschaftlichen und politischen Umbrüche in den 1990er Jahren bedeutend mehr Kernelemente des NPM beim Neuaufbau ihrer öffentlichen Verwaltungen eingeführt. Durch den folgerichtigen Aufbau kundenorientierter und moderner Verwaltungen sowie der strikten Anwendung der Kernelemente des New Public Management arbeiten die Bürgerdienste in den Hauptstädten östlicher EU-Mitgliedsstaaten effizienter und wirkungsvoller als vergleichbare Bürgerdienste in den Hauptstädten westlicher EU-Mitgliedsstaaten. Zur Überprüfung der Forschungshypothese werden die Vergleichsstädte zunächst den entsprechenden Rechts- und Verwaltungstraditionen (kontinentaleuropäisch deutsch, napoleonisch und skandinavisch) zugeordnet und bezüglich ihrer Ausgangslage zum Aufbau einer modernen Verwaltung (Westeuropäische Verwaltung, Wiedervereinigungsverwaltung und Transformations-verwaltung) kategorisiert. Im Anschluss werden die institutionellen Voraussetzungen hinterfragt, was die deskriptive Darstellung der Stadt- und Verwaltungsgeschichte sowie die Untersuchung von organisatorischen Strukturen der Bürgerdienste, die Anwendung der NPM-Instrumente als auch die Innen- und Außenperspektive des NPM umfasst. Es wird festgestellt, ob und in welcher Form die Bürgerdienste der Vergleichsstädte die Kernelemente des NPM anwenden. Im Anschluss werden die Vergleichsstädte bezüglich der Anwendung der Kernelemente miteinander verglichen, wobei der Fokus auf dem persönlichen Vertriebsweg und der Kundenorientierung liegt. Der folgende Teil der Dissertation befasst sich mit dem Output der Bürgerdienste, der auf operative Resultate untersucht und verglichen wird. Hierbei stellt sich insbesondere die Frage nach den Leistungsmengen und der Produktivität des Outputs. Es werden aber auch die Ergebnisse von Verwaltungsprozessen untersucht, insbesondere in Bezug auf die Kundenorientierung. Hierfür wird ein Effizienzvergleich der Bürgerdienste in den Vergleichsstädten anhand einer relativen Effizienzmessung und der Free Disposal Hull (FDH)-Methode nach Bouckaert durchgeführt. Es ist eine Konzentration auf populäre Dienstleistungen aus dem Portfolio der Bürgerdienste notwendig. Daher werden die vergleichbaren Dienstleistungen Melde-, Personalausweis-, Führerschein- und Reisepass-angelegenheiten unter Einbeziehung des Vollzeitäquivalents zur Berechnung der Effizienz der Bürgerdienste herangezogen. Hierfür werden Daten aus den Jahren 2009 bis 2011 genutzt, die teilweise aus verwaltungsinternen Datenbanken stammen. Anschließend wird der Versuch unternommen, den Outcome in die Effizienzanalyse der Bürgerdienste einfließen zu lassen. In diesem Zusammenhang wird die Anwendbarkeit von verschiedenen erweiterten Best-Practice-Verfahren und auch eine Erweiterung der relativen Effizienzmessung und der FDH-Methode geprüft. Als Gesamtfazit der Dissertation kann festgehalten werden, dass die Bürgerdienste in den untersuchten Hauptstädten der MOE-Staaten nicht mehr Kernelemente des NPM anwenden, als die Hauptstädte der westlichen Mitgliedsstaaten der EU. Im Gegenteil wendet Prag deutlich weniger NPM-Instrumente als andere Vergleichsstädte an, wohingegen Warschau zwar viele NPM-Instrumente anwendet, jedoch immer von einer westeuropäischen Vergleichsstadt übertroffen wird. Auch die Hypothese, dass die Bürgerdienste in den Hauptstädten der MOE-Staaten effizienter arbeiten als vergleichbare Bürgerdienste in den Hauptstädten westlicher EU-Mitgliedsstaaten wurde durch die Dissertation entkräftet. Das Gegenteil ist der Fall, da Prag und Warschau im Rahmen des Effizienzvergleichs lediglich durchschnittliche oder schlechte Performances aufweisen. Die aufgestellte Hypothese ist durch die Forschungsergebnisse widerlegt, lediglich das gute Abschneiden der Vergleichsstadt Warschau bei der Anwendungsanalyse kann einen Teil der These im gewissen Umfang bestätigen.
N2  - In the context of the thesis, the application and impact of core elements of the New Public Management (NPM) is analysed using the example of the Citizen Services of six European capital cities Berlin, Brussels, Copenhagen, Madrid, Prague and Warsaw. In this connection the comparison of the capital cities in the CEE countries with capital cities in the old EU Member States is foregrounded. The following research hypothesis is examined: In consequence of the fundamental social and political upheavals in the 1990s the administrations in the capital cities of the eastern EU Member States have introduced significantly more core elements of NPM during the reorganisation of their public administrations. Due to the consequent erection of customer-oriented and modern administrations and the strict application of core elements of the New Public Management, the Citizen Services in the capital cities of eastern EU Member States work more efficient and effective than comparable Citizen Services in the capital cities of western EU Member States. To survey the research hypothesis, the capital cities are initially assigned to the relevant legal and administrative traditions (Continental European German, Napoleonic and Scandinavian) and afterwards categorised with respect to their initial position to build up a modern administration (western European administration, reunion administration and transformation administration). Thereafter institutional requirements are questioned, which includes a descriptive presentation of urban and administrative history and the analyses of organisational structures of the Citizen Services, the application of NPM instruments as well as the internal and external perspectives of the NPM. It is concluded, whether and in what form the Citizen Services of the capital cities utilise the core elements of NPM. Following the capital cities are compared regarding the application of core elements, whereat the focus is on the personal channel of distribution and customer orientation. The following part of the thesis deals with the output of Citizen Services, which is examined and compared to operational results. This raises in particular the question of the activity quantity and the efficiency of the output. But there are also examines of the results of administrative processes, particularly in reference to customer orientation. Thus a comparison of efficiency of Citizen Services in the capital cities is performed, which is based on a relative measurement of efficiency and the Free Disposal Hull Method (FDH) according to Bouckaert. A focus on popular services from the portfolio of the Citizen Services is needed, wherefore the efficiency of the Citizen Services is calculated with the comparable services identity card, driving license and passport involving the full-time equivalent. Therefor data from the years 2009 to 2011 are used, which originate from internal administrative databases. Following an attempt is made to include the outcome in the analysis of efficiency of the Citizen Services. In this context, the applicability of various advanced best practice methods and an extension of the relative measurement of efficiency and the FDH method is verified. As an overall conclusion of the thesis can be stated that the Citizen Services in the investigated capital cities of the CEE countries do not apply more core elements of the NPM compared to the capital cities of the western EU Member States. In contrast Prague applies significantly less NPM instruments compared to other capital cities, whereas Warsaw applies many NPM instruments but is always exceeded by a western European capital city. The hypothesis that the Citizen Services in the capital cities of the CEE countries work more efficiently than comparable Citizen Services in the capital cities of the western EU Member States is also ruled by the thesis. The opposite is the case as Prague and Warsaw show only an average or poor performance in the context of the comparison of efficiency. The established hypothesis is disproved by the research results, only the good performance of the capital city of Warsaw in the analysis of application is able to confirm a part of the thesis to a certain extent.
KW  - New Public Management
KW  - Bürgerdienste
KW  - Effizienzanalyse
KW  - Kommunale Verwaltung
KW  - new public management
KW  - citizen services
KW  - analysis of efficiency
KW  - local government
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-72171
ER  - 
TY  - THES
A1  - Tenenboim, Yehezkel
T1  - Characterization of a Chlamydomonas protein involved in cell division and autophagy
T1  - Charakterisierung eines an Zellteilung und Autophagie beteiligten Chlamydomonas-Proteins
N2  - The contractile vacuole (CV) is an osmoregulatory organelle found exclusively in algae and protists. In addition to expelling excessive water out of the cell, it also expels ions and other metabolites and thereby contributes to the cell's metabolic homeostasis. The interest in the CV reaches beyond its immediate cellular roles. The CV's function is tightly related to basic cellular processes such as membrane dynamics and vesicle budding and fusion; several physiological processes in animals, such as synaptic neurotransmission and blood filtration in the kidney, are related to the CV's function; and several pathogens, such as the causative agents of sleeping sickness, possess CVs, which may serve as pharmacological targets. The green alga Chlamydomonas reinhardtii has two CVs. They are the smallest known CVs in nature, and they remain relatively untouched in the CV-related literature. Many genes that have been shown to be related to the CV in other organisms have close homologues in C. reinhardtii. We attempted to silence some of these genes and observe the effect on the CV. One of our genes, VMP1, caused striking, severe phenotypes when silenced. Cells exhibited defective cytokinesis and aberrant morphologies. The CV, incidentally, remained unscathed. In addition, mutant cells showed some evidence of disrupted autophagy. Several important regulators of the cell cycle as well as autophagy were found to be underexpressed in the mutant. Lipidomic analysis revealed many meaningful changes between wild-type and mutant cells, reinforcing the compromised-autophagy observation. VMP1 is a singular protein, with homologues in numerous eukaryotic organisms (aside from fungi), but usually with no relatives in each particular genome. Since its first characterization in 2002 it has been associated with several cellular processes and functions, namely autophagy, programmed cell-death, secretion, cell adhesion, and organelle biogenesis. It has been implicated in several human diseases: pancreatitis, diabetes, and several types of cancer. Our results reiterate some of the observations in VMP1's six reported homologues, but, importantly, show for the first time an involvement of this protein in cell division. The mechanisms underlying this involvement in Chlamydomonas, as well as other key aspects, such as VMP1's subcellular localization and interaction partners, still await elucidation.
N2  - Die kontraktile Vakuole ist ein osmoregulatorisches Organell, das ausschließlich in Algen und Protisten vorkommt. Zusätzlich zu ihrer Rolle als Ausstoßer überflüßigen Wassers aus der Zelle heraus, stößt sie auch Ionen und andere Metaboliten aus, und trägt dabei zur metabolischen Homöostase der Zelle bei. Das Interesse an der kontraktilen Vakuole erstreckt sich über seine unmittelbare zelluläre Rolle hinaus. Die Funktion der kontraktilen Vakuole ist mit einigen grundsätzlichen zellulären Verfahren, wie Membrandynamik und Vesikelknospung und -fusion, verwandt; einige physiologische Verfahren in Tieren, zum Beispiel synaptische Neurotransmission und das Filtrieren des Blutes in den Nieren, sind mit der Funktion der Vakuole eng verwandt; und einige Pathogene—der Ursacher der Schlafkrankheit als Beispiel—besitzen kontraktile Vakuolen, die als Ziele von Medikamenten dienen könnten. Die grüne Alge Chlamydomonas reinhardtii verfügt über zwei Vakuolen. Sie sind die kleinsten bekannten in der Natur, und bleiben bisher verhältnismäßig unerforscht. Viele Gene, die in anderen Organismen als kontraktile-Vakuole-bezogen erwiesen wurden, haben Homologe in C. reinhardtii. Wir versuchten, diese Gene auszuschalten und den Einfluss auf die Vakuole zu beobachten. Die Ausschaltung eines unserer Gene, VMP1, verursachte starke, beachtliche Phänotype. Die Zellen zeigten gestörte Zytokinese und aberrante Zellformen. Die kontraktile Vakuole blieb jedoch verschont. Des Weiteren zeigten Mutantzellen einige Hinweise auf gestörte Autophagie. Einige wichtige Gene des Zellzyklus und der Autophagie waren unterexprimiert in Mutantzellen. Lipidomische Analyse zeigte mehrere bedeutsame Unterschiede zwischen Wildtyp und Mutant, die die Beobachtungen der gestörten Autophagie verstärkten. VMP1 ist ein singularisches Protein, mit Homologen in zähligen eukaryotischen Organismen (jedoch nicht in Pilzen), aber üblicherweise ohne Verwandte in den jeweiligen Genomen. Seit seiner Erstcharakterisierung 2002 wurde es mit etlichen zellulären Verfahren, wie Autophagie, programmiertem Zelltod, Sekretion, Zelladhäsion, und Biogenese der Organellen, assoziiert. Es wurde auch mit einigen menschlichen Krankheiten wie Diabetes, Pankreatitis, und einigen Arten von Krebs in Verbindung gebracht. Unsere Ergebnisse wiederholen einige Beobachtungen in anderen Organismen, zeigen dennoch zum ersten Mal eine Beteiligung von VMP1 an der Zellteilung. Die unterliegenden Mechanismen dieser Beteiligung in Chlamydomonas, sowie andere wichtige Aspekte, etwa die subzelluläre Lokalisierung von VMP1 und dessen Interaktionspartner, warten noch auf Aufklärung.
KW  - VMP1
KW  - autophagy
KW  - cytokinesis
KW  - chlamydomonas
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70650
ER  - 
TY  - THES
A1  - Sütterlin, Martin
T1  - New inverse hydogel opals as protein responsive sensors
T1  - Neue inverse Hydrogelopale als proteinresponsive Sensoren
N2  - In this work, the development of temperature- and protein-responsive sensor materials based on biocompatible, inverse hydrogel opals (IHOs) is presented. With these materials, large biomolecules can be specifically recognised and the binding event visualised. The preparation of the IHOs was performed with a template process, for which monodisperse silica particles were vertically deposited onto glass slides as the first step. The obtained colloidal crystals with a thickness of 5 μm displayed opalescent reflections because of the uniform alignment of the colloids. As a second step, the template was embedded in a matrix consisting of biocompatible, thermoresponsive hydrogels. The comonomers were selected from the family of oligo(ethylene glycol)methacrylates. The monomer solution was injected into a polymerisation mould, which contained the colloidal crystals as a template. The space in-between the template particles was filled with the monomer solution and the hydrogel was cured via UV-polymerisation. The particles were chemically etched, which resulted in a porous inner structure. The uniform alignment of the pores and therefore the opalescent reflection were maintained, so these system were denoted as inverse hydrogel opals. A pore diameter of several hundred nanometres as well as interconnections between the pores should facilitate a diffusion of bigger (bio)molecules, which was always a challenge in the presented systems until now. The copolymer composition was chosen to result in a hydrogel collapse over 35 °C. All hydrogels showed pronounced swelling in water below the critical temperature. The incorporation of a reactive monomer with hydroxyl groups ensured a potential coupling group for the introduction of recognition units for analytes, e.g. proteins. As a test system, biotin as a recognition unit for avidin was coupled to the IHO via polymer-analogous Steglich esterification. The amount of accessible biotin was quantified with a colorimetric binding assay. When avidin was added to the biotinylated IHO, the wavelength of the opalescent reflection was significantly shifted and therefore the binding event was visualised. This effect is based on the change in swelling behaviour of the hydrogel after binding of the hydrophilic avidin, which is amplified by the thermoresponsive nature of the hydrogel. A swelling or shrinking of the pores induces a change in distance of the crystal planes, which are responsible for the colour of the reflection. With these findings, the possibility of creating sensor materials or additional biomolecules in the size range of avidin is given.
N2  - In dieser Arbeit wird die Entwicklung von temperatur- und proteinresponsiven Sensormaterialien auf Basis von biokompatiblen, inversen Hydrogelopalen (IHO) vorgestellt, mit welchen die spezifische Erkennung größerer Biomoleküle visuell ausgelesen werden kann. Die Darstellung der IHOs erfolgte mittels Templatverfahren, bei dem im ersten Schritt monodisperse Silicapartikel vertikal auf Objektträger abgeschieden wurden. Die so erhaltenen Kolloidkristalle mit einer Dicke von 5 μm zeigten opaleszente Reflexionen aufgrund der gleichförmigen Anordnung der Partikel. Im zweiten Schritt wurde das Templat in eine Matrix aus biokompatiblen, thermoresponsiven Hydrogelen eingebettet. Die Comonomere wurden aus der Familie der Oligo(ethylenglykol)methacrylate ausgewählt. Zur Synthese des Hydrogels wurde die Monomerlösung in eine Polymerisationsform injiziert, welche die Kolloidkristalle als Templat beinhaltete. Die Zwischenräume der Templatpartikel wurden mit der Monomerlösung gefüllt und das Hydrogelnetzwerk per UV-Polymerisation erhalten. Die Templatpartikel wurden anschließend nasschemisch heraus gelöst, so dass eine poröse innere Struktur erhalten wurde. Die regelmäßige Anordnung der Poren und damit die opaleszenten Reflexionen wurden dabei beibehalten, so dass diese Systeme als inverse Hydorgelopale bezeichnet werden. Ein Porendurchmesser von mehreren hundert Nanometer, sowie durchgängige Verbindungskanäle zwischen den einzelnen Poren sollten eine Diffusion von großen (Bio)molekülen erleichtern, was bei bisherigen Systemen ein Problem darstellte. Die Copolymerzusammensetzung wurde dabei so gewählt, dass ein Kollaps des Hydrogels über 35 °C stattfand. Alle Hydrogele zeigten ausgeprägte Quellung in Wasser unterhalb der kritischen Temperatur. Der Einbau von reaktiven Comonomeren mit Hydroxylgruppen gewährleistete dabei die Funktionalisierbarkeit des Hydrogels mit Erkennungsgruppen für entsprechende Analytmoleküle, wie z.B. Proteine. Als Testsystem wurde Biotin als Erkennungseinheit für Avidin in das Hydrogel mittels polymeranaloger Steglich Veresterung eingebaut. Die Menge an zugänglichem Biotin wurde dabei per colorimetrischem Bindungsassay quantifiziert. Dabei zeigte sich, dass sich die Wellenlänge der Reflexion nach Zugabe von Avidin zum biotinylierten inversen Hydrogelopal signifikant verschob und damit das Bindungsereignis visuell auslesbar ist. Dieser Effekt beruht auf dem veränderten Quellungsverhalten des Hydrogels nach Bindung des hydrophilen Proteins Avidin in Wasser, welches durch den thermosresponsiven Charakter des Hydrogels verstärkt ist. Ein Aufweiten oder Schrumpfen der Poren ändert die Abstände der gleichmäßig angeordneten Poren, welche für die Farbe des inversen Opals verantwortlich sind. Auf Basis dieser Erkenntnisse lassen sich möglicherweise Sensormaterialen für die Erkennung weiterer Biomoleküle in der Größenordnung von Avidin erstellen.
KW  - hydrogel
KW  - opal
KW  - protein
KW  - responsive
KW  - sensor
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70179
ER  - 
TY  - THES
A1  - Sühlo, Bertram
T1  - Politik des Projektmanagements : mikropolitische Analysen zu Entscheidungsprozessen in IT-Projekten
T1  - Politics of the project management : micro-political analyses to decision-making processes in IT-projects
N2  - In der hier vorliegenden Dissertation wurden anhand einer empirischen Fallstudie die Entscheidungs- und Aushandlungsprozesse zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer in IT-Projekten analysiert und auf diesem Wege die Handlungszwänge des Projektmanagements beleuchtet. Damit sollte ein Beitrag zum näheren Verständnis der Eigendynamik von IT-Projekten und zur Wirkungsweise der gängigen Ansätze von Projektmanagement und QM geleistet werden. In dieser Arbeit wurden IT-Projekte und die Empfehlungen zum Projektmanagement aus politik- und organisationstheoretischer Perspektive beleuchtet, um Effekte begrenzter Rationalität, opportunistischen Verhalten und Inkrementalismus mit berücksichtigen zu können. Theoretische Ausgangspunkte für die Untersuchung sind auf der einen Seite die mikropolitischen Ansätze und auf der anderen Seite die Agenturtheorie. Gemeinsam ist diesen Ansätzen, die Auffassung, wonach das Handeln der Akteure in ergebnisoffenen, interdependenten Handlungskonstellationen stattfindet, in denen die Auswirkungen von Entscheidungen wenig bekannt sind und die benötigten Informationen den Akteuren in unterschiedlichem Maße zur Verfügung stehen. Bezüglich der Empfehlungen des Projektmanagements wurde auf Normen und Richtlinien sowie die Einführungs- und Praxisliteratur zum Projekt- und Qualitätsmanagement und zur Verwaltungs- und Organisationsberatung Bezug genommen. Die Fallstudie bezieht sich auf ein Realisierungsprojekt zur Einführung eines Personalmanagementsystems in einem Ministerium und seinen nachgeordneten Behörden. Das Projekt fand im Rahmen eines umfassenden Modernisierungsprogramms nach dem NSM statt und legte erstmals einen Schwerpunkt auf das Personalmanagement. Das Vorhaben war ursprünglich in drei Phasen von jeweils einem Jahr Laufzeit geplant. Mit der Realisierung wurde ein Konsortium aus drei Firmen beauftragt. Die Studie bezieht sich auf die erste der drei Phasen der Systemeinführung, die Pilotierungsphase in drei Pilotbehörden. Diese Phase beanspruchte insgesamt zwei Jahre und acht Monate und hatte damit ein Jahr und acht Monate Verspätung vor allem wegen wechselnden Ziel- und Aufgabenstellungen durch das Ministerium und aufgrund interner Steuerungsdefizite und Entscheidungsblockaden auf beiden Seiten. Die Entwicklung einer Schnittstelle in die Personalabrechnung wurde erfolglos abgebrochen. Hauptergebnis der Arbeit ist, dass die Anwendung von Methoden und Instrumenten, die in den Projektmanagement-Leitfäden bereitgestellt werden, stets den jeweils individuellen Interessen der Akteure unterliegen und als Bausteine der akteursspezifischen Strategien fungieren. Dabei führen insbesondere Strategien der Unsicherheitsabsorption, die auf die gegenseitige Kontrolle von Auftraggeber und Auftragnehmer hinauslaufen, zu unproduktiven, sich selbst verstärkende Blockadezyklen („Circuli vitiosi“), aus denen die Akteure nur durch Strategiewechsel ausbrechen können. Zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer besteht eine strukturelle Informationsasymmetrie, weil der Auftragnehmer über die fachlichen-technischen Aspekte und über den aktuellen Projektstand besser informiert ist als der Auftraggeber. Gleichzeitig besteht jedoch auch eine entgegen gesetzte Entscheidungsasymmetrie, bei der der Auftraggeber formale Entscheidungsbefugnisse an sich ziehen kann und im Konfliktfall über das größere Drohpotenzial verfügt. Diese wird durch die Rechtsform des Werkvertrags verstärkt. Die Leitfäden des Projektmanagements werden hierbei zwar angewendet, doch die Anwendung beschränkt sich auf fachlich-operative Aspekte der Projektdurchführung, in denen die Empfehlungen einen hinreichenden Konkretisierungsgrad erreicht haben. Nur unzureichend umgesetzt werden jedoch die Empfehlungen zu politisch-strategischen Problemen, deren Anwendung entweder einen komplexen strategischen Entscheidungsprozess erfordert oder zwischen den Vertragsparteien strittig ist. Als äußerst kritisch lässt sich vor allem der Umgang mit dem Leistungsumfang im Projektverlauf bezeichnen, die von Seiten des Auftraggebers häufig im Projektverlauf verändert wird. Hier kollidiert das Gebot der Unabänderlichkeit der Leistungsbeschreibung mit den vitalen Interessen des Auftraggebers, und es zeigt sich anhand der Fallstudie, dass die vertrauensvolle Zusammenarbeit beider Vertragsparteien nötig ist, um zu eine befriedigenden Lösung zu gelangen. Gelingt dies nicht, so kann das Projekt nur mit Hilfe so genannter starker Ideologien wie dem NSM in einer Art Krisenmanagement fortgeführt werden, bedarf aber dann der strategischen Neuorientierung z.B. in Form von Personalwechsel oder Reorganisationen. Im Fallstudienprojekt hat sich herausgestellt, dass, eine Analyse der spezifischen Akteursstrategien (Policy-Analyse) den Akteuren helfen kann, die Ausgangskonstellationen besser zu verstehen und die eigene Strategie auf ihre Konsens- oder Durchsetzungsfähigkeit hin zu justieren. Hier halten die Leitfäden zum Projektmanagement jedoch keine befriedigenden Handlungsanweisungen bereit.
N2  - In the here available thesis on the basis of an empirical case study the decision making processes between clients and contractor in IT-projects were analyzed and in this way the compulsions to act of the project management were lit up. Thus a contribution should be made to the closer understanding of the self-dynamics of IT-projects and to the impact of the usual beginnings of project management and quality management. In this work IT-projects and the recommendations regarding the project management were lit up out of politics-scientifically and organization-theoretical perspective, in order to be able to consider effects of limited rationality, opportunistic behaviour and incrementalism. Theoretical starting points for the investigation are on the one side the micro-political approaches and on the other side the agency theory. These approaches have the conception in common according to which acting of the participants takes place in result-open, interdependent action constellations, in which the effects of decisions are few known and the needed information is available to the participants in different degree. Concerning the recommendations of the project management on standards and guidelines as well as the introduction and practice literature to the project and quality management and for the administrative and system information purchase was taken. The case study refers to a realization project for the introduction of a personnel management system in a Ministry and its subordinate authorities. The project took place in the context of a comprehensive modernization program according to the New Public Management and put for the first time an emphasis on the personnel management. The project was originally planned by in three phases in each case one year running time. The realization a consortium of three companies was assigned. The study refers to first of the three phases of the system introduction, the pilot phase with three pilot authorities. This phase lasted altogether two years and eight months and had thereby one year and eight months delay particularly because of changing a setting of tasks and goal by the Ministry and due to internal control deficits and decision blockades on both sides. The development of an interface into the personnel account was unsuccessfully cancelled. Main result of the work is that the use of methods and instruments, which are made available in the project management manuals, are always subject to the individual interests of the participants and the participant-specific strategies. Thereby particular strategies of the uncertainty absorption, which come down to mutual control of client and contractor, lead to unproductive, intensifying blockade cycles („Circuli vitiosi “), of which the participants can break out only by changes of strategy. Between clients and contractors a structural information asymmetry exists, because the contractor is better informed about the technical-technical aspects and about the current project conditions than the client. At the same time however also a contrarious decision asymmetry exists, with that the client can accroach formal powers of decision making and has the larger threat potential available in the conflict situation. This is strengthened by the legal form of the fixed price contract. The manuals of the project management are here used, but application is limited to technical-operational aspects of the implementation of the project, in which the recommendations achieved a sufficient concretisation degree. However the recommendations are only insufficiently applied regarding politico strategic problems, whose application either require a complex strategic decision-making process or is contentious between the Contracting Parties. Extremely critical is above all designated the handling of the scope definition within the project course, which is changed by the client frequently in the course of the project. Here the requirement of the unalterability of the performance specification collides with the vital interests of the client, and it shows up on the basis the case study that the trusting co-operation of both Contracting Parties is necessary, in order to arrive at a satisfying solution. If this does not succeed, then the project can be continued only with the help of strong ideologies such as the New Public Management in a kind of crisis management, it requires however then the strategic re-orientation e.g. in the form of personnel change or reorganizations. In the case study project it turned out that, an analysis of the specific participant strategies (Policy analysis) can help the participants to understand the output constellations better and to adjust the own strategy on its penetration ability or consent. Here the manuals hold no satisfying procedural instructions ready to the project management however.
KW  - Projektmanagement
KW  - Organisationstheorie
KW  - Mikropolitik
KW  - Informationstechnik
KW  - Agency-Theorie
KW  - Project management
KW  - organizational theory
KW  - micro politics
KW  - information technology
KW  - Agency theory
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-27346
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TY  - THES
A1  - Steinmetz, Nadine
T1  - Context-aware semantic analysis of video metadata
T1  - Kontextbezogene, semantische Analyse von Videometadaten
N2  - Im Vergleich zu einer stichwortbasierten Suche ermöglicht die semantische Suche ein präziseres und anspruchsvolleres Durchsuchen von (Web)-Dokumenten, weil durch die explizite Semantik Mehrdeutigkeiten von natürlicher Sprache vermieden und semantische Beziehungen in das Suchergebnis einbezogen werden können. Eine semantische, Entitäten-basierte Suche geht von einer Anfrage mit festgelegter Bedeutung aus und liefert nur Dokumente, die mit dieser Entität annotiert sind als Suchergebnis. Die wichtigste Voraussetzung für eine Entitäten-zentrierte Suche stellt die Annotation der Dokumente im Archiv mit Entitäten und Kategorien dar. Textuelle Informationen werden analysiert und mit den entsprechenden Entitäten und Kategorien versehen, um den Inhalt semantisch erschließen zu können. Eine manuelle Annotation erfordert Domänenwissen und ist sehr zeitaufwendig. Die semantische Annotation von Videodokumenten erfordert besondere Aufmerksamkeit, da inhaltsbasierte Metadaten von Videos aus verschiedenen Quellen stammen, verschiedene Eigenschaften und Zuverlässigkeiten besitzen und daher nicht wie Fließtext behandelt werden können. Die vorliegende Arbeit stellt einen semantischen Analyseprozess für Video-Metadaten vor. Die Eigenschaften der verschiedenen Metadatentypen werden analysiert und ein Konfidenzwert ermittelt. Dieser Wert spiegelt die Korrektheit und die wahrscheinliche Mehrdeutigkeit eines Metadatums wieder. Beginnend mit dem Metadatum mit dem höchsten Konfidenzwert wird der Analyseprozess innerhalb eines Kontexts in absteigender Reihenfolge des Konfidenzwerts durchgeführt. Die bereits analysierten Metadaten dienen als Referenzpunkt für die weiteren Analysen. So kann eine möglichst korrekte Analyse der heterogen strukturierten Daten eines Kontexts sichergestellt werden. Am Ende der Analyse eines Metadatums wird die für den Kontext relevanteste Entität aus einer Liste von Kandidaten identifiziert - das Metadatum wird disambiguiert. Hierfür wurden verschiedene Disambiguierungsalgorithmen entwickelt, die Beschreibungstexte und semantische Beziehungen der Entitätenkandidaten zum gegebenen Kontext in Betracht ziehen. Der Kontext für die Disambiguierung wird für jedes Metadatum anhand der Eigenschaften und Konfidenzwerte zusammengestellt. Der vorgestellte Analyseprozess ist an zwei Hypothesen angelehnt: Um die Analyseergebnisse verbessern zu können, sollten die Metadaten eines Kontexts in absteigender Reihenfolge ihres Konfidenzwertes verarbeitet werden und die Kontextgrenzen von Videometadaten sollten durch Segmentgrenzen definiert werden, um möglichst Kontexte mit kohärentem Inhalt zu erhalten. Durch ausführliche Evaluationen konnten die gestellten Hypothesen bestätigt werden. Der Analyseprozess wurden gegen mehrere State-of-the-Art Methoden verglichen und erzielt verbesserte Ergebnisse in Bezug auf Recall und Precision, besonders für Metadaten, die aus weniger zuverlässigen Quellen stammen. Der Analyseprozess ist Teil eines Videoanalyse-Frameworks und wurde bereits erfolgreich in verschiedenen Projekten eingesetzt.
N2  - The Semantic Web provides information contained in the World Wide Web as machine-readable facts. In comparison to a keyword-based inquiry, semantic search enables a more sophisticated exploration of web documents. By clarifying the meaning behind entities, search results are more precise and the semantics simultaneously enable an exploration of semantic relationships. However, unlike keyword searches, a semantic entity-focused search requires that web documents are annotated with semantic representations of common words and named entities. Manual semantic annotation of (web) documents is time-consuming; in response, automatic annotation services have emerged in recent years. These annotation services take continuous text as input, detect important key terms and named entities and annotate them with semantic entities contained in widely used semantic knowledge bases, such as Freebase or DBpedia. Metadata of video documents require special attention. Semantic analysis approaches for continuous text cannot be applied, because information of a context in video documents originates from multiple sources possessing different reliabilities and characteristics. This thesis presents a semantic analysis approach consisting of a context model and a disambiguation algorithm for video metadata. The context model takes into account the characteristics of video metadata and derives a confidence value for each metadata item. The confidence value represents the level of correctness and ambiguity of the textual information of the metadata item. The lower the ambiguity and the higher the prospective correctness, the higher the confidence value. The metadata items derived from the video metadata are analyzed in a specific order from high to low confidence level. Previously analyzed metadata are used as reference points in the context for subsequent disambiguation. The contextually most relevant entity is identified by means of descriptive texts and semantic relationships to the context. The context is created dynamically for each metadata item, taking into account the confidence value and other characteristics. The proposed semantic analysis follows two hypotheses: metadata items of a context should be processed in descendent order of their confidence value, and the metadata that pertains to a context should be limited by content-based segmentation boundaries. The evaluation results support the proposed hypotheses and show increased recall and precision for annotated entities, especially for metadata that originates from sources with low reliability. The algorithms have been evaluated against several state-of-the-art annotation approaches. The presented semantic analysis process is integrated into a video analysis framework and has been successfully applied in several projects for the purpose of semantic video exploration of videos.
KW  - Semantische Analyse
KW  - Kontext
KW  - Videoanalyse
KW  - Disambiguierung
KW  - Videometadaten
KW  - semantic analysis
KW  - context awareness
KW  - video analysis
KW  - word sense disambiguation
KW  - video metadata
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70551
ER  - 
TY  - THES
A1  - Serrano, Paloma
T1  - Methanogens from Siberian permafrost as models for life on Mars : response to simulated martian conditions and biosignature characterization
T1  - Methanogene Archaeen aus sibirischen Permafrost als Modelle für Leben auf dem Mars
N2  - Mars is one of the best candidates among planetary bodies for supporting life. The presence of water in the form of ice and atmospheric vapour together with the availability of biogenic elements and energy are indicators of the possibility of hosting life as we know it. The occurrence of permanently frozen ground – permafrost, is a common phenomenon on Mars and it shows multiple morphological analogies with terrestrial permafrost. Despite the extreme inhospitable conditions, highly diverse microbial communities inhabit terrestrial permafrost in large numbers. Among these are methanogenic archaea, which are anaerobic chemotrophic microorganisms that meet many of the metabolic and physiological requirements for survival on the martian subsurface. Moreover, methanogens from Siberian permafrost are extremely resistant against different types of physiological stresses as well as simulated martian thermo-physical and subsurface conditions, making them promising model organisms for potential life on Mars. The main aims of this investigation are to assess the survival of methanogenic archaea under Mars conditions, focusing on methanogens from Siberian permafrost, and to characterize their biosignatures by means of Raman spectroscopy, a powerful technology for microbial identification that will be used in the ExoMars mission. For this purpose, methanogens from Siberian permafrost and non-permafrost habitats were subjected to simulated martian desiccation by exposure to an ultra-low subfreezing temperature (-80ºC) and to Mars regolith (S-MRS and P-MRS) and atmospheric analogues. They were also exposed to different concentrations of perchlorate, a strong oxidant found in martian soils. Moreover, the biosignatures of methanogens were characterized at the single-cell level using confocal Raman microspectroscopy (CRM). The results showed survival and methane production in all methanogenic strains under simulated martian desiccation. After exposure to subfreezing temperatures, Siberian permafrost strains had a faster metabolic recovery, whereas the membranes of non-permafrost methanogens remained intact to a greater extent. The strain Methanosarcina soligelidi SMA-21 from Siberian permafrost showed significantly higher methane production rates than all other strains after the exposure to martian soil and atmospheric analogues, and all strains survived the presence of perchlorate at the concentration on Mars. Furthermore, CRM analyses revealed remarkable differences in the overall chemical composition of permafrost and non-permafrost strains of methanogens, regardless of their phylogenetic relationship. The convergence of the chemical composition in non-sister permafrost strains may be the consequence of adaptations to the environment, and could explain their greater resistance compared to the non-permafrost strains. As part of this study, Raman spectroscopy was evaluated as an analytical technique for remote detection of methanogens embedded in a mineral matrix. This thesis contributes to the understanding of the survival limits of methanogenic archaea under simulated martian conditions to further assess the hypothetical existence of life similar to methanogens on the martian subsurface. In addition, the overall chemical composition of methanogens was characterized for the first time by means of confocal Raman microspectroscopy, with potential implications for astrobiological research.
N2  - Der Mars ist unter allen Planeten derjenige, der aufgrund verschiedener Faktoren am wahrscheinlichsten Leben ermöglichen kann. Das Vorhandensein von Wasser in Form von Eis und atmosphärischem Dampf zusammen mit der Verfügbarkeit biogener Elemente sowie Energie sind Indikatoren für die Möglichkeit, Leben, wie wir es kennen, zu beherbergen. Das Auftreten von dauerhaft gefrorenen Böden, oder auch Permafrost, ist ein verbreitetes Phänomen auf dem Mars. Dabei zeigen sich vielfältige morphologische Analogien zum terrestrischen Permafrost. Permafrostgebiete auf der Erde, welche trotz extremer, Bedingungen durch eine große Zahl und Vielfalt mikrobieller Gemeinschaften besiedelt sind, sind hinsichtlich möglicher Habitate auf dem Mars die vielversprechendste Analogie. Die meisten methanogenen Archaeen sind anaerobe, chemolithotrophe Mikroorganismen, die auf der Marsoberfläche viele der metabolischen und physiologischen Erfordernisse zum Überleben vorfinden. Methanogene Archaeen aus dem sibirischen Permafrost sind zudem extrem resistent gegenüber unterschiedlichen Formen von physiologischem Stress sowie simulierten thermo-physikalischen Marsbedingungen. Die Hauptziele dieser Untersuchung bestehen darin, das Überleben der methanogenen Archaeen unter Marsbedingungen zu beurteilen, wobei der Fokus auf methanogenen Archaeen aus dem sibirischen Permafrost liegt, sowie deren Biosignaturen mit Hilfe der Raman-Spektroskopie zu charakterisieren, einer starken Technologie zur mikrobiellen Identifikation, welche bei der ExoMars-Mission zum Einsatz kommen wird. Zu diesem Zweck wurden methanogene Archaeen aus dem sibirischen Permafrost sowie aus Nicht-Permafrost-Habitaten in Simulationen Marsbedingungen ausgesetzt, wie Austrocknung durch Langzeitversuche bei ultraniedrigen Temperaturen unter dem Gefrierpunkt (-80ºC), Mars-analogen Mineralien (S-MRS und P-MRS) sowie einer Marsatmosphäre. Weiterhin wurden die Kulturen verschiedenen Konzentrationen von Magnesiumperchlorat, einem starken Oxidant, der im Marsboden nachgewiesenen wurde, ausgesetzt. Ferner wurden die Biosignaturen einzelner Zellen der methanogenen Archaeen mit Hilfe der konfokalen Raman-Mikrospektroskopie (CRM) charakterisiert. Die Ergebnisse zeigten für alle untersuchten methanogenen Stämme Überleben und Methanbildung, nachdem diese simulierten Austrocknungsbedingungen ausgesetzt worden waren. Nach Versuchen mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zeigten die Stämme aus dem sibirischen Permafrost eine schnellere Wiederaufnahme der Stoffwechseltätigkeit, wohingegen bei den Referenzorganismen aus Nicht-Permafrost-Habitaten die Zell¬membranen im größeren Ausmaß intakt blieben. Der Stamm Methanosarcina soligelidi SMA-21 aus dem sibirischen Permafrost zeigte nach dem Belastungstest mit Marsboden und Mars-analoger Atmosphäre signifikant höhere Methanbildungsraten. Zudem überlebten alle untersuchten Stämme die Zugabe von Magnesiumperchlorat in der entsprechenden Konzentration, die auf dem Mars vorkommt. Weiterhin konnten durch die Raman-Spektroskopie beachtliche Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung zwischen methanogenen Archaeen aus Permafrost- und Nicht-Permafrost-Habitaten, trotz ihrer phylogenetischen Verwandtschaft, ermittelt werden. Die Konvergenz der chemischen Zusammensetzung der Permafrost-Stämme könnte das Resultat ihrer Anpassung an die Umgebung sein, was auch die Unterschiede hinsichtlich ihrer Resistenz verglichen mit Nicht-Permafrost-Stämmen erklären könnte. Als Teil dieser Studie wurde die Raman-Spektroskopie als Analyse-Technik zur Ferndetektion von methanogenen Archaeen, welche in eine Mineral-Matrix eingebettet sind, evaluiert. Diese Dissertation trägt zu einem besseren Verständnis hinsichtlich der Grenzen für ein Überleben von methanogenen Archaeen unter simulierten Marsbedingungen bei und damit zu einer Beurteilung der Hypothese, ob es ähnliches Leben unter der Marsoberfläche geben könnte. Darüber hinaus wurde erstmalig die chemische Zusammensetzung von methanogenen Archaeen mit Hilfe der Raman-Mikrospektroskopie charakterisiert. Dieser Technologie kommt eine wesentliche Bedeutung für weitere Forschungstätigkeit in der Astrobiologie zu.
KW  - Methanogene Archaeen
KW  - sibirischen Permafrost
KW  - Mars
KW  - Raman Spektroskopie
KW  - Biosignaturen
KW  - methanogenic archaea
KW  - Siberian permafrost
KW  - Mars
KW  - Raman spectroscopy
KW  - biosignatures
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-72299
ER  - 
TY  - THES
A1  - Scianna, Bastian Matteo
T1  - The Italian war on the eastern front, 1941–1943
BT  - operations, myths and memories
T2  - Italian and Italian American Studies
N2  - The Italian Army’s participation in Hitler’s war against the Soviet Union has remained unrecognized and understudied. Bastian Matteo Scianna offers a wide-ranging, in-depth corrective. Mining Italian, German and Russian sources, he examines the history of the Italian campaign in the East between 1941 and 1943, as well as how the campaign was remembered and memorialized in the domestic and international arena during the Cold War. Linking operational military history with memory studies, this book revises our understanding of the Italian Army in the Second World War.
Y1  - 2019
SN  - 978-3-03026-523-6
PB  - Palgrave Macmillan
CY  - Cham
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TY  - THES
A1  - Schuster, Isabell
T1  - Prevalence and Predictors of Sexual Aggression Victimization and Perpetration in Chile and Turkey
T1  - Prävalenz und Prädiktoren sexueller Viktimisierung und Ausübung sexueller Aggression in Chile und der Türkei
BT  - A Cross-Cultural Analysis
BT  - Eine kulturübergreifende Analyse
N2  - Background: Although sexual aggression is recognized as a serious issue worldwide, the current knowledge base is primarily built on evidence from Western countries, particularly the U.S. For the present doctoral research, Chile and Turkey were selected based on theoretical considerations to examine the prevalence as well as predictors of sexual aggression victimization and perpetration. The first aim of this research project was to systematically review the available evidence provided by past studies on this topic within each country. The second aim was to empirically study the prevalence of experiencing and engaging in sexual aggression since the age of consent among college students in Chile and Turkey. The third aim was to conduct cross-cultural analyses examining pathways to victimization and perpetration based on a two-wave longitudinal design. 
Methods: This research adopted a gender-inclusive approach by considering men and women in both victim and perpetrator roles. For the systematic reviews, multiple-stage literature searches were performed, and based on a predefined set of eligibility criteria, 28 studies in Chile and 56 studies in Turkey were identified for inclusion. A two-wave longitudinal study was conducted to examine the prevalence and predictors of sexual aggression among male and female college students in Chile and Turkey. Self-reports of victimization and perpetration were assessed with a Chilean Spanish or Turkish version of the Sexual Aggression and Victimization Scale. Two path models were conceptualized in which participants’ risky sexual scripts for consensual sex, risky sexual behavior, sexual self-esteem, sexual assertiveness, and religiosity were assessed at T1 and used as predictors of sexual aggression victimization and perpetration at T2 in the following 12 months, mediated through past victimization or perpetration, respectively. The models differed in that sexual assertiveness was expected to serve different functions for victimization (refusal assertiveness negatively linked to victimization) and perpetration (initiation assertiveness positively linked to perpetration).
Results: Both systematic reviews revealed that victimization was addressed by all included studies, but data on perpetration was severely limited. A great heterogeneity not only in victimization rates but also in predictors was found, which may be attributed to a lack of conceptual and methodological consistency across studies. The empirical analysis of the prevalence of sexual aggression in Chile revealed a victimization rate of 51.9% for women and 48.0% for men, and a perpetration rate of 26.8% for men and 16.5% for women. In the Turkish original data, victimization was reported by 77.6% of women and 65.5% of men, whereas, again, lower rates were found for perpetration, with 28.9% of men and 14.2% of women reporting at least one incident. The cross-cultural analyses showed, as expected, that risky sexual scripts informed risky sexual behavior, and thereby indirectly increased the likelihood of victimization and perpetration at T2 in both samples. More risky sexual scripts were also linked to lower levels of refusal assertiveness in both samples, indirectly increasing the vulnerability to victimization at T2. High sexual self-esteem decreased the probability of victimization at T2 through higher refusal assertiveness as well as through less risky sexual behavior also in both samples, whereas it increased the odds of perpetration at T2 via higher initiation assertiveness in the Turkish sample only. Furthermore, high religiosity decreased the odds of perpetration and victimization at T2 through less risky sexual scripts and less risky sexual behavior in both samples. It reduced the vulnerability to victimization through less risky sexual scripts and higher refusal assertiveness in the Chilean sample only. In the Turkish sample only, it increased the odds of perpetration and victimization through lower sexual self-esteem.
Conclusions: The findings showed that sexual aggression is a widespread problem in both Chile and Turkey, contributing cross-cultural evidence to the international knowledge base and indicating the clear need for implementing policy measures and prevention strategies in each country. Based on the results of the prospective analyses, concrete implications for intervention efforts are discussed.
N2  - Hintergrund: Obwohl sexuelle Aggression als ein ernstzunehmendes Problem weltweit angesehen wird, stützt sich die gegenwärtige Datenlage in erster Linie auf Evidenz westlicher Staaten. Für die vorliegende Arbeit wurden die Länder Chile und Türkei anhand theoretischer Überlegungen ausgewählt, um sowohl die Prävalenz als auch Prädiktoren sexueller Aggression zu untersuchen. Das erste Ziel bestand darin, die Ergebnisse früherer Studien zu sexueller Aggression in jedem Land systematisch zu betrachten. Das zweite Ziel war, die Prävalenz von Viktimisierung und Ausübung sexueller Aggression seit dem Schutzalter unter Studierenden in Chile und der Türkei empirisch zu untersuchen. Das dritte Ziel war schließlich die Durchführung von interkulturellen Analysen, um Pfade zu Viktimisierung und Ausübung anhand eines längsschnittlichen Designs zu überprüfen.
Methode: Es wurde ein geschlechterinklusiver Ansatz verfolgt, wobei Männer und Frauen sowohl als potentielle Opfer als auch Täter*innen betrachtet wurden. Für die systematischen Reviews wurden mehrstufige Literaturrecherchen durchgeführt. Basierend auf einem vordefinierten Satz an Auswahlkriterien wurden insgesamt 28 Studien für Chile und 56 Studien für die Türkei identifiziert. Weiterhin wurde eine Längsschnittstudie mit zwei Messzeitpunkten durchgeführt, um sowohl die Prävalenz als auch Prädiktoren sexueller Aggression unter Studierenden in Chile und der Türkei zu untersuchen. Selbstberichte über Viktimisierung und Ausübung sexueller Aggression wurden mittels einer spanischen bzw. türkischen Version der Sexual Aggression and Victimization Scale erhoben. Zwei Pfadmodelle wurden konzipiert, in denen riskante Skripts für konsensuelle Sexualkontakte, riskantes Sexualverhalten, sexuelles Selbstwertgefühl, sexuelle Assertivität und Religiosität zu T1 erfasst wurden und als Prädiktoren für Viktimisierung und Ausübung sexueller Aggression in den folgenden 12 Monaten (T2) verwendet wurden, jeweils mediiert durch vergangene Viktimisierung bzw. Ausübung sexueller Aggression. Die Modelle unterschieden sich darin, dass für sexuelle Assertivität unterschiedliche Funktionen für Viktimisierung (Ablehnungsassertivität negativ mit Viktimisierung assoziiert) und Ausübung sexueller Aggression (Initiierungsassertivität positiv mit Ausübung assoziiert) angenommen wurden.
Ergebnisse: Die beiden Reviews zeigten, dass Viktimisierung von allen berücksichtigten Studien untersucht wurde, wohingegen kaum Daten zur Ausübung von sexueller Aggression vorlagen. Eine große Heterogenität wurde bei den Viktimisierungsraten, aber auch bei den Prädiktoren festgestellt, was vor allem auf mangelnde konzeptionelle und methodische Konsistenz zwischen den Studien zurückgeführt werden kann. In Bezug auf die Originaldaten zur Prävalenz in Chile zeigte sich, dass 51.9% der Frauen und 48.0% der Männer Viktimisierung angaben. Die Prävalenzraten zur Ausübung lagen bei 26.8% unter Männern und 16.5% unter Frauen. In den türkischen Originaldaten wurde Viktimisierung von 77.6% der Frauen und 65.5% der Männer berichtet. Niedigere Raten wurden erneut für die Ausübung gefunden: 28.9% der Männer und 14.2% der Frauen in der Türkei gaben mindestens einen sexuell aggressiven Übergriff an. Die interkulturellen Analysen zeigten, dass riskante sexuelle Skripts mit einem riskanteren Sexualverhalten assoziiert waren und dadurch indirekt die Wahrscheinlichkeit von Viktimisierung und Ausübung zu T2 in beiden Stichproben erhöhten. Riskantere sexuelle Skripts waren weiterhin mit einer geringeren Ablehnungsassertivität in beiden Stichproben assoziiert, was die Vulnerabilität für Viktimisierung zu T2 indirekt erhöhte. Höheres sexuelles Selbstwertgefühl verringerte die Wahrscheinlichkeit sexueller Viktimisierung zu T2 durch eine höhere Ablehnungsassertivität sowie durch weniger riskantes Sexualverhalten in beiden Stichproben, wohingegen die Wahrscheinlichkeit für Ausübung zu T2 durch eine höhere Initiierungsassertivität größer wurde, allerdings nur in der türkischen Stichprobe. Darüber hinaus verminderte höhere Religiosität die Wahrscheinlichkeit von Viktimisierung und Ausübung zu T2 über weniger riskante sexuelle Skripts und weniger riskantes Sexualverhalten in beiden Stichproben. In der chilenischen Stichprobe wurde die Vulnerabilität für Viktimisierung durch weniger riskante sexuelle Skripts und höhere Ablehnungsassertivität verringert. Hingegen erhöhte sich in der türkischen Stichprobe die Wahrscheinlichkeit für Viktimisierung und Ausübung durch ein niedrigeres sexuelles Selbstwertgefühl.
Konklusion: Die Ergebnisse zeigen, dass sexuelle Aggression sowohl in Chile als auch in der Türkei ein weit verbreitetes Problem darstellt. Sie bereichern die internationale Wissensbasis mit interkultureller Evidenz und weisen auf die Notwendigkeit hin, politische Maßnahmen und Präventionsstrategien zu implementieren. Basierend auf den Ergebnissen der prospektiven Analysen werden konkrete Implikationen für Interventionsstrategien diskutiert.
KW  - Sexual Aggression
KW  - Prevalence
KW  - Risk and Vulnerability Factors
KW  - Chile
KW  - Turkey
KW  - Sexuelle Aggression
KW  - Prävalenz
KW  - Risiko- und Vulnerabilitätsfaktoren
KW  - Chile
KW  - Türkei
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-413897
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schumann, Sara
T1  - Influence of intestinal inflammation on bacterial protein expression in monoassociated mice
T1  - Der Einfluss chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen auf die Proteinexpression intestinaler E. coli
N2  - Background: Increased numbers of intestinal E. coli are observed in inflammatory bowel disease, but the reasons for this proliferation and it exact role in intestinal inflammation are unknown. Aim of this PhD-project was to identify E. coli proteins involved in E. coli’s adaptation to the inflammatory conditions in the gut and to investigate whether these factors affect the host. Furthermore, the molecular basis for strain-specific differences between probiotic and harmful E. coli in their response to intestinal inflammation was investigated. Methods: Using mice monoassociated either with the adherent-invasive E. coli (AIEC) strain UNC or the probiotic E. coli Nissle, two different mouse models of intestinal inflammation were analysed: On the one hand, severe inflammation was induced by treating mice with 3.5% dextran sodium sulphate (DSS). On the other hand, a very mild intestinal inflammation was generated by associating interleukin 10-deficient (IL-10-/-) mice with E. coli. Differentially expressed proteins in the E. coli strains collected from caecal contents of these mice were identified by two-dimensional fluorescence difference gel electrophoresis. Results DSS-experiment: All DSS-treated mice revealed signs of a moderate caecal and a severe colonic inflammation. However, mice monoassociated with E. coli Nissle were less affected. In both E. coli strains, acute inflammation led to a downregulation of pathways involved in carbohydrate breakdown and energy generation. Accordingly, DSS-treated mice had lower caecal concentrations of bacterial fermentation products than the control mice. Differentially expressed proteins also included the Fe-S cluster repair protein NfuA, the tryptophanase TnaA, and the uncharacterised protein YggE. NfuA was upregulated nearly 3-fold in both E. coli strains after DSS administration. Reactive oxygen species produced during intestinal inflammation damage Fe-S clusters and thereby lead to an inactivation of Fe-S proteins. In vitro data indicated that the repair of Fe-S proteins by NfuA is a central mechanism in E. coli to survive oxidative stress. Expression of YggE, which has been reported to reduce the intracellular level of reactive oxygen species, was 4- to 8-fold higher in E. coli Nissle than in E. coli UNC under control and inflammatory conditions. In vitro growth experiments confirmed these results, indicating that E. coli Nissle is better equipped to cope with oxidative stress than E. coli UNC. Additionally, E. coli Nissle isolated from DSS-treated and control mice had TnaA levels 4- to 7-fold higher than E. coli UNC. In turn, caecal indole concentrations resulting from cleavage of tryptophan by TnaA were higher in E. coli Nissle- associated control mice than in the respective mice associated with E. coli UNC. Because of its anti-inflammatory effect, indole is hypothesised to be involved in the extension of the remission phase in ulcerative colitis described for E. coli Nissle. Results IL-10-/--experiment: Only IL-10-/- mice monoassociated with E. coli UNC for 8 weeks exhibited signs of a very mild caecal inflammation. In agreement with this weak inflammation, the variations in the bacterial proteome were small. Similar to the DSS-experiment, proteins downregulated by inflammation belong mainly to the central energy metabolism. In contrast to the DSS-experiment, no upregulation of chaperone proteins and NfuA were observed, indicating that these are strategies to overcome adverse effects of strong intestinal inflammation. The inhibitor of vertebrate C-type lysozyme, Ivy, was 2- to 3-fold upregulated on mRNA and protein level in E. coli Nissle in comparison to E. coli UNC isolated from IL-10-/- mice. By overexpressing ivy, it was demonstrated in vitro that Ivy contributes to a higher lysozyme resistance observed for E. coli Nissle, supporting the role of Ivy as a potential fitness factor in this E. coli strain. Conclusions: The results of this PhD-study demonstrate that intestinal bacteria sense even minimal changes in the health status of the host. While some bacterial adaptations to the inflammatory conditions are equal in response to strong and mild intestinal inflammation, other reactions are unique to a specific disease state. In addition, probiotic and colitogenic E. coli differ in their response to the intestinal inflammation and thereby may influence the host in different ways.
N2  - Hintergrund: Chronisch entzündliche Darmerkrankungen zeichnen sich unter anderem durch eine starke Proliferation intestinaler E. coli aus. Unbekannt ist jedoch, ob diese Vermehrung eine Ursache oder eine Folge der Erkrankung darstellt. Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war es daher, E. coli-Proteine zu identifizieren, welche der Anpassung an die entzündlichen Bedingungen im Darmtrakt dienen und unter Umständen einen Effekt auf den Gesundheitszustand des Wirtes haben. Weiterhin sollten die molekularen Ursachen für stammesspezifische Unterschiede zwischen probiotischen und gesundheitsschädlichen E. coli näher untersucht werden. Methoden: In den tierexperimentellen Analysen wurden keimfreie Mäuse entweder mit dem probiotischen E. coli Nissle oder dem adhärent-invasiven E. coli UNC monoassoziiert und in zwei verschiedenen Entzündungsmodellen näher untersucht. Einerseits wurde eine starke Darmentzündung durch die Gabe von 3,5% Natrium-Dextransulfat (DSS) ausgelöst. Andererseits wurde in Interleukin 10-defizienten (IL-10-/-) Mäusen eine sehr milde Form der Entzündung durch Besiedlung mit E. coli induziert. Die E. coli Bakterien wurden am Ende der Versuche aus den Caecuminhalten der Mäuse isoliert und die bakterielle Proteinexpression wurde mittels zwei-dimensionaler Gelelektrophorese analysiert. Ergebnisse des DSS-Versuchs: Alle Tiere des DSS-Versuchs entwickelten unabhängig vom E. coli Stamm, mit dem sie besiedelt waren, eine moderate Entzündung im Caecum und eine starke im Colon, wobei die Entzündungsreaktion durch die Monoassoziation mit E. coli Nissle leicht abgeschwächt wurde. In beiden E. coli Stämmen führte die Darmentzündung zu einer verringerten Expression von Enzymen des Kohlenhydratabbaus und der Energiegewinnung. In Folge dessen waren die intestinalen Konzentrationen bakterieller Fermentationsprodukte in den entzündeten Tieren geringer als in den gesunden Kontrolltieren. Weitere differentiell exprimierte Proteine umfassen das Fe-S- Cluster Reparaturprotein NfuA, die Tryptophanase TnaA und das uncharakterisierte Protein YggE. In beiden E. coli Stämmen, welche aus den DSS-Tieren isoliert wurden, war das NfuA Protein dreifach höher exprimiert. Eine Darmentzündung führt zu einer vermehrten Bildung reaktiver Sauerstoffspezies, welche die Fe-S-Cluster in Eisen-Schwefel-Proteinen zerstören und damit zu einer Inaktivierung dieser Proteine führen. In vitro Untersuchungen bestätigten, dass die Reparatur der Eisen-Schwefel-Proteine durch NfuA ein wichtiger Mechanismus ist um oxidativem Stress entgegenzuwirken. Das YggE Protein, welches laut Literaturangaben einen hemmenden Einfluss auf die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies hat, war in E. coli Nissle 4- bis 8-fach erhöht (verglichen mit E. coli UNC unter Kontroll- und Entzündungsbedingungen). In vitro Versuche bestätigten diese Daten und zeigten, dass E. coli Nissle im Vergleich zu E. coli UNC eine erhöhte Resistenz gegenüber oxidativem Stress aufweist. Außerdem wurde im Vergleich E. coli Nissle vs. E. coli UNC (unter Entzündungs- und Kontrollbedingungen) ein 4- bis 7-fach erhöhter TnaA-Gehalt nachgewiesen. Indol, das Produkt der TnaA-katalysierten Tryptophanspaltung wurde in erhöhten Mengen im Intestinaltrakt E. coli Nissle-assoziierter Kontrolltiere detektiert. Seit längerem werden entzündungshemmende Eigenschaften für Indol postuliert, die aufgrund der Ergebnisse dieser Doktorarbeit nun auch mit den gesundheitsfördenden Eigenschaften von E. coli Nissle in Zusammenhang gebracht werden können. Ergebnisse des IL-10-/-- Versuchs: Nach einer 8-wöchigen Assoziationsdauer wurde nur in den mit E. coli UNC besiedelten IL-10-/- Tieren eine schwache Entzündungsreaktion nachgewiesen. Bedingt durch diese sehr schwach ausgeprägte Entzündungsantwort waren auch die Veränderungen im bakteriellen Proteom von E. coli UNC nur gering. Wie im DSS-Versuch waren Proteine des bakteriellen Energiestoffwechsels reprimiert, allerdings wurde keine Induktion von NfuA beobachtet. Daher scheint die Induktion von NfuA nur der Anpassung an eine starke Entzündung zu dienen. Weiterhin wurde nachgewiesen, dass E. coli Nissle aus IL-10-/- Tieren den Hemmer für das vertebrate C-Typ Lysozym (Ivy) sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene stärker exprimiert als E. coli UNC. Überexpression von Ivy unter in vitro Bedingungen zeigte, dass es an der erhöhten Lysozymresistenz von E. coli Nissle beteiligt ist und somit eine Rolle als möglicher Fitnessfaktor von E. coli Nissle spielt. Schlussfolgerungen: In dieser Doktorarbeit wurde gezeigt, dass Darmentzündungen die Proteinexpression eines im Darm lebenden Bakteriums beeinflussen. Einige der aufgedeckten bakteriellen Anpassungsreaktionen werden sowohl bei einer starken als auch bei einer schwachen Entzündung ausgelöst; andere wiederum sind spezifisch für nur einen dieser Entzündungszustände. Weiterhin wurde deutlich, dass sich E. coli-Stämme hinsichtlich ihrer Reaktion auf eine Darmentzündung unterscheiden und damit möglicherweise den Wirt beeinflussen. 
KW  - E. coli
KW  - chronisch-entzündliche Darmerkrankungen
KW  - Proteom
KW  - Ivy
KW  - Probiotika
KW  - E. coli
KW  - inflammatory bowel disease
KW  - proteomics
KW  - Ivy
KW  - probiotics
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-67757
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schmidl, Ricarda
T1  - Empirical essays on job search behavior, active labor market policies, and propensity score balancing methods
T1  - Empirische Studien zum Arbeitssuchverhalten, aktiver Arbeitsmarktpolitik und Propensity Score Gewichtungsmethoden
N2  - In Chapter 1 of the dissertation, the role of social networks is analyzed as an important determinant in the search behavior of the unemployed. Based on the hypothesis that the unemployed generate information on vacancies through their social network, search theory predicts that individuals with large social networks should experience an increased productivity of informal search, and reduce their search in formal channels. Due to the higher productivity of search, unemployed with a larger network are also expected to have a higher reservation wage than unemployed with a small network. The model-theoretic predictions are tested and confirmed empirically. It is found that the search behavior of unemployed is significantly affected by the presence of social contacts, with larger networks implying a stronger substitution away from formal search channels towards informal channels. The substitution is particularly pronounced for passive formal search methods, i.e., search methods that generate rather non-specific types of job offer information at low relative cost. We also find small but significant positive effects of an increase of the network size on the reservation wage. These results have important implications on the analysis of the job search monitoring or counseling measures that are usually targeted at formal search only. Chapter 2 of the dissertation addresses the labor market effects of vacancy information during the early stages of unemployment. The outcomes considered are the speed of exit from unemployment, the effects on the quality of employment and the short-and medium-term effects on active labor market program (ALMP) participation. It is found that vacancy information significantly increases the speed of entry into employment; at the same time the probability to participate in ALMP is significantly reduced. Whereas the long-term reduction in the ALMP arises in consequence of the earlier exit from unemployment, we also observe a short-run decrease for some labor market groups which suggest that caseworker use high and low intensity activation measures interchangeably which is clearly questionable from an efficiency point of view. For unemployed who find a job through vacancy information we observe a small negative effect on the weekly number of hours worked. In Chapter 3, the long-term effects of participation in ALMP are assessed for unemployed youth under 25 years of age. Complementary to the analysis in Chapter 2, the effects of participation in time- and cost-intensive measures of active labor market policies are examined. In particular we study the effects of job creation schemes, wage subsidies, short-and long-term training measures and measures to promote the participation in vocational training. The outcome variables of interest are the probability to be in regular employment, and participation in further education during the 60 months following program entry. The analysis shows that all programs, except job creation schemes have positive and long-term effects on the employment probability of youth. In the short-run only short-term training measures generate positive effects, as long-term training programs and wage subsidies exhibit significant locking-in'' effects. Measures to promote vocational training are found to increase the probability of attending education and training significantly, whereas all other programs have either no or a negative effect on training participation. Effect heterogeneity with respect to the pre-treatment level education shows that young people with higher pre-treatment educational levels benefit more from participation most programs. However, for longer-term wage subsidies we also find strong positive effects for young people with low initial education levels. The relative benefit of training measures is higher in West than in East Germany. In the evaluation studies of Chapters 2 and 3 semi-parametric balancing methods of Propensity Score Matching (PSM) and Inverse Probability Weighting (IPW) are used to eliminate the effects of counfounding factors that influence both the treatment participation as well as the outcome variable of interest, and to establish a causal relation between program participation and outcome differences. While PSM and IPW are intuitive and methodologically attractive as they do not require parametric assumptions, the practical implementation may become quite challenging due to their sensitivity to various data features. Given the importance of these methods in the evaluation literature, and the vast number of recent methodological contributions in this field, Chapter 4 aims to reduce the knowledge gap between the methodological and applied literature by summarizing new findings of the empirical and statistical literature and practical guidelines for future applied research. In contrast to previous publications this study does not only focus on the estimation of causal effects, but stresses that the balancing challenge can and should be discussed independent of question of causal identification of treatment effects on most empirical applications. Following a brief outline of the practical implementation steps required for PSM and IPW, these steps are presented in detail chronologically, outlining practical advice for each step. Subsequently, the topics of effect estimation, inference, sensitivity analysis and the combination with parametric estimation methods are discussed. Finally, new extensions of the methodology and avenues for future research are presented.
N2  - In Kapitel 1 der Dissertation wird die Rolle von sozialen Netzwerken als Determinante im Suchverhalten von Arbeitslosen analysiert. Basierend auf der Hypothese, dass Arbeitslose durch ihr soziales Netzwerk Informationen über Stellenangebote generieren, sollten Personen mit großen sozialen Netzwerken eine erhöhte Produktivität ihrer informellen Suche erfahren, und ihre Suche in formellen Kanälen reduzieren. Durch die höhere Produktivität der Suche sollte für diese Personen zudem der Reservationslohn steigen. Die modelltheoretischen Vorhersagen werden empirisch getestet, wobei die Netzwerkinformationen durch die Anzahl guter Freunde, sowie Kontakthäufigkeit zu früheren Kollegen approximiert wird. Die Ergebnisse zeigen, dass das Suchverhalten der Arbeitslosen durch das Vorhandensein sozialer Kontakte signifikant beeinflusst wird. Insbesondere sinkt mit der Netzwerkgröße formelle Arbeitssuche - die Substitution ist besonders ausgeprägt für passive formelle Suchmethoden, d.h. Informationsquellen die eher unspezifische Arten von Jobangeboten bei niedrigen relativen Kosten erzeugen. Im Einklang mit den Vorhersagen des theoretischen Modells finden sich auch deutlich positive Auswirkungen einer Erhöhung der Netzwerkgröße auf den Reservationslohn. Kapitel 2 befasst sich mit den Arbeitsmarkteffekten von Vermittlungsangeboten (VI) in der frühzeitigen Aktivierungsphase von Arbeitslosen. Die Nutzung von VI könnte dabei eine „doppelte Dividende“ versprechen. Zum einen reduziert die frühe Aktivierung die Dauer der Arbeitslosigkeit, und somit auch die Notwendigkeit späterer Teilnahme in Arbeitsmarktprogrammen (ALMP). Zum anderen ist die Aktivierung durch Information mit geringeren locking-in‘‘ Effekten verbunden als die Teilnahme in ALMP. Ziel der Analyse ist es, die Effekte von frühen VI auf die Eingliederungsgeschwindigkeit, sowie die Teilnahmewahrscheinlichkeit in ALMP zu messen. Zudem werden mögliche Effekte auf die Qualität der Beschäftigung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass VI die Beschäftigungswahrscheinlichkeit signifikant erhöhen, und dass gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit in ALMP teilzunehmen signifikant reduziert wird. Für die meisten betrachteten Subgruppen ergibt sich die langfristige Reduktion der ALMP Teilnahme als Konsequenz der schnelleren Eingliederung. Für einzelne Arbeitsmarktgruppen ergibt sich zudem eine frühe und temporare Reduktion, was darauf hinweist, dass Maßnahmen mit hohen und geringen „locking-in“ Effekten aus Sicht der Sachbearbeiter austauschbar sind, was aus Effizienzgesichtspunkten fragwürdig ist. Es wird ein geringer negativer Effekt auf die wöchentliche Stundenanzahl in der ersten abhängigen Beschäftigung nach Arbeitslosigkeit beobachtet. In Kapitel 3 werden die Langzeiteffekte von ALMP für arbeitslose Jugendliche unter 25 Jahren ermittelt. Die untersuchten ALMP sind ABM-Maßnahmen, Lohnsubventionen, kurz-und langfristige Maßnahmen der beruflichen Bildung sowie Maßnahmen zur Förderung der Teilnahme an Berufsausbildung. Ab Eintritt in die Maßnahme werden Teilnehmer und Nicht-Teilnehmer für einen Zeitraum von sechs Jahren beobachtet. Als Zielvariable wird die Wahrscheinlichkeit regulärer Beschäftigung, sowie die Teilnahme in Ausbildung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass alle Programme, bis auf ABM, positive und langfristige Effekte auf die Beschäftigungswahrscheinlichkeit von Jugendlichen haben. Kurzfristig finden wir jedoch nur für kurze Trainingsmaßnahmen positive Effekte, da lange Trainingsmaßnahmen und Lohnzuschüsse mit signifikanten locking-in‘‘ Effekten verbunden sind. Maßnahmen zur Förderung der Berufsausbildung erhöhen die Wahrscheinlichkeit der Teilnahme an einer Ausbildung, während alle anderen Programme keinen oder einen negativen Effekt auf die Ausbildungsteilnahme haben. Jugendliche mit höherem Ausbildungsniveau profitieren stärker von der Programmteilnahme. Jedoch zeigen sich für längerfristige Lohnsubventionen ebenfalls starke positive Effekte für Jugendliche mit geringer Vorbildung. Der relative Nutzen von Trainingsmaßnahmen ist höher in West- als in Ostdeutschland. In den Evaluationsstudien der Kapitel 2 und 3 werden die semi-parametrischen Gewichtungsverfahren Propensity Score Matching (PSM) und Inverse Probability Weighting (IPW) verwendet, um den Einfluss verzerrender Faktoren, die sowohl die Maßnahmenteilnahme als auch die Zielvariablen beeinflussen zu beseitigen, und kausale Effekte der Programmteilahme zu ermitteln. Während PSM and IPW intuitiv und methodisch sehr attraktiv sind, stellt die Implementierung der Methoden in der Praxis jedoch oft eine große Herausforderung dar. Das Ziel von Kapitel 4 ist es daher, praktische Hinweise zur Implementierung dieser Methoden zu geben. Zu diesem Zweck werden neue Erkenntnisse der empirischen und statistischen Literatur zusammengefasst und praxisbezogene Richtlinien für die angewandte Forschung abgeleitet. Basierend auf einer theoretischen Motivation und einer Skizzierung der praktischen Implementierungsschritte von PSM und IPW werden diese Schritte chronologisch dargestellt, wobei auch auf praxisrelevante Erkenntnisse aus der methodischen Forschung eingegangen wird. Im Anschluss werden die Themen Effektschätzung, Inferenz, Sensitivitätsanalyse und die Kombination von IPW und PSM mit anderen statistischen Methoden diskutiert. Abschließend werden neue Erweiterungen der Methodik aufgeführt.
KW  - empirische Arbeitsmarktforschung
KW  - Arbeitssuchverhalten
KW  - Propensity Score Matching
KW  - Inverse Probability Weighting
KW  - Aktive Arbeitsmarktpolitik
KW  - empirical labor market studies
KW  - job search behavior
KW  - propensity score matching
KW  - inverse probability weighting
KW  - active labor market policies
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-71145
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schlichter, Susanne
T1  - Einfluss des Flavonoids Quercetin auf die epitheliale Barrierefunktion der humanen Kolonkarzinom-Zelllinie Caco-2
T1  - The influence of the flavonoid quercetin on the epithelial barrier function in a human colonic carcinoma cell line Caco-2
N2  - Ein hoher Verzehr von Obst und Gemüse scheint das Risiko der Inzidenz verschiedener Erkrankungen zu reduzieren. Es wird vermutet, dass eine Gruppe sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe, die Flavonoide, hierfür verantwortlich sind. Mögliche Effekte auf die intestinale Barrierefunktion dieser Substanzklasse sind jedoch weitgehend ungeklärt. Parazelluläre Eigenschaften epithelialer Zellen werden hauptsächlich durch die Zell-Zell-Kontakte der Tight Junction (TJ) insbesondere durch die Proteine Occludin und die Claudine definiert. Ziel dieser Arbeit war es, die Effekte des am häufigsten vorkommenden Flavonoids Quercetin auf die Barrierefunktion der Kolonkarzinom-Zelllinie Caco-2 zu untersuchen. Hierbei zeigte sich, dass Quercetin konzentrationsabhängig (50-200 µM) den transepithelialen Widerstand erhöhte. Die Wirkung von 200 µM Quercetin war bereits nach 4 h Inkubation erkennbar und erreichte nach 48 h maximale Werte. Der Wirkverlust, welcher nach 72 h Inkubation eintrat, konnte durch eine tägliche Gabe des Flavonoids verhindert werden. Weiterhin zeigte sich, dass der Quercetin-induzierte Widerstandsanstieg durch mukosale oder serosale Zugabe gleichermaßen auslösbar war. Western Blot-Analysen der TJ-Proteine Occludin, Claudin-1, -3, -4 und -7 ergaben, dass der durch Quercetin-induzierte Widerstandsanstieg insbesondere mit einer Zunahme der Expression des abdichtenden TJ-Proteins Claudin-4 einherging. Quercetin erhöhte ebenfalls die mRNA-Expression von Claudin-4 (quantitative RT-PCR) und bewirkte eine Aktivierung des Claudin-4-Promotors (Luciferase-Reportergen-Analysen). Mittels Immunfluoreszenz-Färbungen und Laserscanning-Mikroskopie konnte ein vermehrter Einbau von Claudin-4 in die TJ nachgewiesen werden. Funktionelle Untersuchungen mittels radioaktiven Fluxmessungen zeigten, dass das Flavonoid die parazelluläre Permeabilität für Natrium und Chlorid reduzierte, aber die Durchlässigkeit von Mannitol als parazellulärer Marker unverändert blieb. Wir konnten hiermit erstmals nachweisen, dass Quercetin die Expression des abdichtenden TJ-Proteins Claudin-4 in den TJ-Komplex verstärkte, wodurch die Ionen-Durchlässigkeit für Natrium und Chlorid vermindert wurde. Das führte zu einer Abdichtung der intestinalen Barriere. Dieser direkte Effekte von Quercetin könnte eine neue Möglichkeit für die Behandlung oder Prävention von Diarrhöe-bedingten intestinalen Barrieredefekten darstellen.
N2  - High dietary intake of fruits and vegetables is associated with a reduced disease risk. A group of secondary plant compounds, the flavonoids, are supposed to be important in this respect, but there is still limited information about their effects on intestinal barrier function. Paracellular properties of epithelial cells are defined for the most part by the tight junctional complex with the corresponding tight junction (TJ) proteins occludin and the claudin gene family. Therefore, the aim of our study was to elucidate the effects of quercetin, a common flavonoid, on the barrier function of the colonic epithelial cell line Caco-2. Addition of quercetin to the Caco-2 monolayer applied to the mucosal and serosal culture medium increased transepithelial resistance in a concentration-dependent manner (50-200 µM). The effect of 200 µM quercetin was already observable after 4 hours and reached maximal levels after 48 hours. The loss of action after 72 hours was blocked by a daily addition of the flavonoid. The effect of quercetin was not different after mucosal or serosal addition. Western blot analysis of occludin, claudin-1, -3, -4, and -7 revealed that the resistance rise was associated specifically with an elevated expression of the barrier-sealing TJ protein claudin-4. The mRNA expression and the promotor activity of claudin-4 were found increased by the flavonoid using quantitative RT-PCR and luciferase reporter gene assays. Immunofluorescent staining analyzed by confocal laser scanning microscopy primarily revealed a strong increase of claudin-4, localized within the TJ as well as in subjunctional regions. Radioactive tracer fluxes revealed a reduced paracellular permeability of sodium and chloride by quercetin, whereas the permeability of the uncharged solute mannitol was not altered. We demonstrated that the flavonoid quercetin increases the expression of claudin-4 within the tight junctional complex, which caused a decrease of the paracellular permeability for sodium and chloride. This leads to a sealing of the intestinal barrier for ions. Thus, this novel direct effect of quercetin may be utilized for the treatment or prevention of diarrhea-causing intestinal barrier defects in inflammatory bowel diseases.
KW  - Flavonoid
KW  - Quercetin
KW  - Tight Junction
KW  - Claudin-4
KW  - Caco-2
KW  - flavonoid
KW  - quercetin
KW  - tight junction
KW  - claudin-4
KW  - Caco-2
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15269
ER  -