TY - THES A1 - Schmitz, Seán T1 - Using low-cost sensors to gather high resolution measurements of air quality in urban environments and inform mobility policy N2 - Air pollution has been a persistent global problem in the past several hundred years. While some industrialized nations have shown improvements in their air quality through stricter regulation, others have experienced declines as they rapidly industrialize. The WHO’s 2021 update of their recommended air pollution limit values reflects the substantial impacts on human health of pollutants such as NO2 and O3, as recent epidemiological evidence suggests substantial long-term health impacts of air pollution even at low concentrations. Alongside developments in our understanding of air pollution's health impacts, the new technology of low-cost sensors (LCS) has been taken up by both academia and industry as a new method for measuring air pollution. Due primarily to their lower cost and smaller size, they can be used in a variety of different applications, including in the development of higher resolution measurement networks, in source identification, and in measurements of air pollution exposure. While significant efforts have been made to accurately calibrate LCS with reference instrumentation and various statistical models, accuracy and precision remain limited by variable sensor sensitivity. Furthermore, standard procedures for calibration still do not exist and most proprietary calibration algorithms are black-box, inaccessible to the public. This work seeks to expand the knowledge base on LCS in several different ways: 1) by developing an open-source calibration methodology; 2) by deploying LCS at high spatial resolution in urban environments to test their capability in measuring microscale changes in urban air pollution; 3) by connecting LCS deployments with the implementation of local mobility policies to provide policy advice on resultant changes in air quality. In a first step, it was found that LCS can be consistently calibrated with good performance against reference instrumentation using seven general steps: 1) assessing raw data distribution, 2) cleaning data, 3) flagging data, 4) model selection and tuning, 5) model validation, 6) exporting final predictions, and 7) calculating associated uncertainty. By emphasizing the need for consistent reporting of details at each step, most crucially on model selection, validation, and performance, this work pushed forward with the effort towards standardization of calibration methodologies. In addition, with the open-source publication of code and data for the seven-step methodology, advances were made towards reforming the largely black-box nature of LCS calibrations. With a transparent and reliable calibration methodology established, LCS were then deployed in various street canyons between 2017 and 2020. Using two types of LCS, metal oxide (MOS) and electrochemical (EC), their performance in capturing expected patterns of urban NO2 and O3 pollution was evaluated. Results showed that calibrated concentrations from MOS and EC sensors matched general diurnal patterns in NO2 and O3 pollution measured using reference instruments. While MOS proved to be unreliable for discerning differences among measured locations within the urban environment, the concentrations measured with calibrated EC sensors matched expectations from modelling studies on NO2 and O3 pollution distribution in street canyons. As such, it was concluded that LCS are appropriate for measuring urban air quality, including for assisting urban-scale air pollution model development, and can reveal new insights into air pollution in urban environments. To achieve the last goal of this work, two measurement campaigns were conducted in connection with the implementation of three mobility policies in Berlin. The first involved the construction of a pop-up bike lane on Kottbusser Damm in response to the COVID-19 pandemic, the second surrounded the temporary implementation of a community space on Böckhstrasse, and the last was focused on the closure of a portion of Friedrichstrasse to all motorized traffic. In all cases, measurements of NO2 were collected before and after the measure was implemented to assess changes in air quality resultant from these policies. Results from the Kottbusser Damm experiment showed that the bike-lane reduced NO2 concentrations that cyclists were exposed to by 22 ± 19%. On Friedrichstrasse, the street closure reduced NO2 concentrations to the level of the urban background without worsening the air quality on side streets. These valuable results were communicated swiftly to partners in the city administration responsible for evaluating the policies’ success and future, highlighting the ability of LCS to provide policy-relevant results. As a new technology, much is still to be learned about LCS and their value to academic research in the atmospheric sciences. Nevertheless, this work has advanced the state of the art in several ways. First, it contributed a novel open-source calibration methodology that can be used by a LCS end-users for various air pollutants. Second, it strengthened the evidence base on the reliability of LCS for measuring urban air quality, finding through novel deployments in street canyons that LCS can be used at high spatial resolution to understand microscale air pollution dynamics. Last, it is the first of its kind to connect LCS measurements directly with mobility policies to understand their influences on local air quality, resulting in policy-relevant findings valuable for decisionmakers. It serves as an example of the potential for LCS to expand our understanding of air pollution at various scales, as well as their ability to serve as valuable tools in transdisciplinary research. N2 - Luftverschmutzung ist seit hundert Jahren ein anhaltendes globales Problem. Während sich die Luftqualität in einigen Industrieländern durch strengere Vorschriften verbessert hat, hat sie sich in anderen Ländern im Zuge der schnell fortschreitenden Industrialisierung verschlechtert. Die Aktualisierung der von der WHO für das Jahr 2021 empfohlenen Grenzwerte für die Luftverschmutzung spiegelt die erheblichen Aus-wirkungen von Schadstoffen wie Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3) auf die menschliche Gesundheit wider, da neuere epidemiologische Erkenntnisse darauf hindeuten, dass Luft-verschmutzung selbst bei niedrigen Konzentrationen erhebliche langfristige gesundheitliche Auswirkungen hat. Parallel zu den Entwicklungen in unserem Verständnis der gesundheitlichen Auswirkungen von Luftverschmutzung wurde die neue Technologie der Low-Cost-Sensoren (LCS) sowohl von der Wissenschaft als auch von der Industrie als neue Methode zur Messung der Luftverschmutzung aufgegriffen. Vor allem aufgrund ihrer geringeren Kosten und kleineren Größe können sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, u. a. bei der Entwicklung von Messnetzen mit höherer räumlicher Auf-lösung, bei der Identifizierung von Quellen und bei der Messung der Luftverschmutzung. Es wurden zwar erhebliche Anstrengungen unternommen, um LCS mit Hilfe von Referenzinstrumenten und verschiedenen statistischen Modellen genau zu kalibrieren, aber die Genauigkeit und Präzision bleiben durch die variable Sensorempfindlichkeit begrenzt. Darüber hinaus gibt es immer noch keine Standardverfahren für die Kalibrierung, und die meisten proprietären Kalibrierungsalgorithmen sind Blackboxen, die für die Öffentlichkeit nicht zugänglich sind. Mit dieser Arbeit soll die Wissensbasis über LCS auf verschiedene Weise erweitert werden: 1) durch die Entwicklung einer Open-Source-Kalibrierungsmethodik; 2) durch den Einsatz von LCS mit hoher räumlicher Auflösung in städtischen Umgebungen, um ihre Fähigkeit zur Messung kleinräumlicher Veränderungen der städtischen Luftverschmutzung zu testen; 3) durch die Verknüpfung von LCS-Einsätzen mit der Umsetzung lokaler Verkehrsmaßnahmen, um politische Empfehlungen zu den daraus resultierenden Veränderungen der Luftqualität geben zu können. In einem ersten Schritt wurde festgestellt, dass LCS mit Hilfe von sieben allgemeinen Schritten konsistent und mit guter Leistung gegenüber Referenzinstrumenten kalibriert werden können: 1) Bewertung der Rohdatenverteilung, 2) Datenbereinigung, 3) Kenn-zeichnung von Daten, 4) Modellauswahl und -abstimmung, 5) Modellvalidierung, 6) Export der endgültigen Vorhersagen und 7) Berechnung der damit verbundenen Unsicherheit. Durch die Betonung der Notwendigkeit einer konsistenten Berichterstattung über Details bei jedem Schritt, insbesondere bei der Modellauswahl, -validierung und -leistung, hat diese Arbeit die Bemühungen um eine Standardisierung der Kalibrierungs-methoden vorangetrieben. Darüber hinaus wurden mit der Open-Source-Veröffentlichung von Code und Daten für die siebenstufige Methodik Fortschritte bei der Reformierung der weitgehenden Blackbox-Natur von LCS-Kalibrierungen erzielt. Nach der Einführung einer transparenten und zuverlässigen Kalibrierungsmethode wurden die LCS zwischen 2017 und 2020 an verschiedenen Straßen eingesetzt. Unter Ver-wendung von zwei Arten von LCS, Metalloxid (MOS) und elektrochemisch (EC), wurde ihre Leistung bei der Erfassung der erwarteten Muster der NO2- und O3-Belastung in Städten bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass die kalibrierten Konzentrationen der MOS- und EC-Sensoren mit den allgemeinen Tagesmustern der NO2- und O3-Belastung überein-stimmten, die mit Referenzgeräten gemessen wurden. Während sich MOS als unzuverlässig erwies, wenn es darum ging, Unterschiede zwischen den gemessenen Orten inner-halb der städtischen Umgebung zu erkennen, entsprachen die mit kalibrierten EC-Sensoren gemessenen Konzentrationen den Erwartungen aus Modellierungsstudien zur Verteilung der NO2- und O3-Belastung in Straßenschluchten. Daraus wurde der Schluss gezogen, dass LCS für die Messung der Luftqualität in Städten geeignet sind, auch zur Unterstützung der Entwicklung von Luftverschmutzungsmodellen auf städtischer Ebene, und dass sie neue Erkenntnisse über die Luftverschmutzung in städtischen Umgebungen liefern können. Um das letzte Ziel dieser Arbeit zu erreichen, wurden zwei Messkampagnen im Zusammenhang mit der Umsetzung von drei verkehrspolitischen Maßnahmen in Berlin durchgeführt. Bei der ersten handelte es sich um den Bau einer Pop-up-Radweg auf dem Kottbusser Damm als Reaktion auf die COVID-19-Pandemie, bei der zweiten um die vorübergehende Einrichtung eines Gemeinschaftsraums in der Böckhstraße und bei der letzten um die Sperrung eines Teils der Friedrichstraße für den gesamten motorisierten Verkehr. In allen Fällen wurden NO2-Messungen vor und nach der Durchführung der Maßnahme durchgeführt, um die Veränderungen der Luftqualität infolge dieser Maßnahmen zu bewerten. Die Ergebnisse des Experiments am Kottbusser Damm zeigten, dass die NO2-Konzentrationen, denen die Radfahrer ausgesetzt waren, durch den Radweg um 22 ± 19 % gesenkt wurden. In der Friedrichstraße sank die NO2-Konzentration durch die Straßensperrung auf das Niveau des städtischen Hintergrunds, ohne dass sich die Luft-qualität in den Seitenstraßen verschlechterte. Diese wertvollen Ergebnisse wurden den verantwortlichen Ansprechpersonen in der Stadtverwaltung, die für die Bewertung des Erfolgs und der Zukunft der Maßnahmen verantwortlich sind, schnell mitgeteilt, was die Fähigkeit von LCS unterstreicht, politisch relevante Ergebnisse zu liefern. Da es sich um eine neue Technologie handelt, muss noch viel über LCS und ihren Wert für die akademische Forschung im Bereich der Atmosphärenwissenschaften gelernt werden. Dennoch hat diese Arbeit den Stand der Technik in mehrfacher Hinsicht verbessert. Erstens wurde eine neuartige Open-Source-Kalibrierungsmethode entwickelt, die von LCS-Anwender*innen für verschiedene Luftschadstoffe verwendet werden kann. Zweitens wurde die Beweisgrundlage für die Zuverlässigkeit von LCS zur Messung der Luftqualität in Städten gestärkt, indem durch neuartige Einsätze in Straßenschluchten festgestellt wurde, dass LCS mit hoher räumlicher Auflösung zum Verständnis der Dynamik der Luftverschmutzung auf kleinräumlicher Ebene eingesetzt werden kann. Schließlich ist es die erste Studie dieser Art, die LCS-Messungen direkt mit verkehrspolitischen Maßnahmen verknüpft, um deren Einfluss auf die lokale Luftqualität zu verstehen, was zu politisch relevanten Erkenntnissen führt, die für Entscheidungsträger*innen wertvoll sind. Die Studie ist ein Beispiel für das Potenzial von LCS, unser Verständnis von Luftverschmutzung in verschiedenen Maßstäben zu erweitern, sowie für ihre Fähigkeit, als wert-volle Werkzeuge in der transdisziplinären Forschung zu dienen. T2 - Verwendung kostengünstiger Sensoren zur Erfassung hochauflösender Messungen der Luftqualität in städtischen Umgebungen und zur Information über die Mobilitätspolitik KW - air pollution KW - urban KW - low-cost sensor KW - transdisciplinary KW - sustainability KW - mobility KW - policy KW - Luftverschmutzung KW - Mobilität KW - Politik KW - Nachhaltigkeit KW - Transdisziplinarität KW - Städte Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-601053 ER - TY - THES A1 - Kunkel, Stefanie T1 - Green industry through industry 4.0? Expected and observed effects of digitalisation in industry for environmental sustainability T1 - Grüne Industrie durch Industrie 4.0? Erwartete und beobachtete Auswirkungen der Digitalisierung in der Industrie auf ökologische Nachhaltigkeit N2 - Digitalisation in industry – also called “Industry 4.0” – is seen by numerous actors as an opportunity to reduce the environmental impact of the industrial sector. The scientific assessments of the effects of digitalisation in industry on environmental sustainability, however, are ambivalent. This cumulative dissertation uses three empirical studies to examine the expected and observed effects of digitalisation in industry on environmental sustainability. The aim of this dissertation is to identify opportunities and risks of digitalisation at different system levels and to derive options for action in politics and industry for a more sustainable design of digitalisation in industry. I use an interdisciplinary, socio-technical approach and look at selected countries of the Global South (Study 1) and the example of China (all studies). In the first study (section 2, joint work with Marcel Matthess), I use qualitative content analysis to examine digital and industrial policies from seven different countries in Africa and Asia for expectations regarding the impact of digitalisation on sustainability and compare these with the potentials of digitalisation for sustainability in the respective country contexts. The analysis reveals that the documents express a wide range of vague expectations that relate more to positive indirect impacts of information and communication technology (ICT) use, such as improved energy efficiency and resource management, and less to negative direct impacts of ICT, such as electricity consumption through ICT. In the second study (section 3, joint work with Marcel Matthess, Grischa Beier and Bing Xue), I conduct and analyse interviews with 18 industry representatives of the electronics industry from Europe, Japan and China on digitalisation measures in supply chains using qualitative content analysis. I find that while there are positive expectations regarding the effects of digital technologies on supply chain sustainability, their actual use and observable effects are still limited. Interview partners can only provide few examples from their own companies which show that sustainability goals have already been pursued through digitalisation of the supply chain or where sustainability effects, such as resource savings, have been demonstrably achieved. In the third study (section 4, joint work with Peter Neuhäusler, Melissa Dachrodt and Marcel Matthess), I conduct an econometric panel data analysis. I examine the relationship between the degree of Industry 4.0, energy consumption and energy intensity in ten manufacturing sectors in China between 2006 and 2019. The results suggest that overall, there is no significant relationship between the degree of Industry 4.0 and energy consumption or energy intensity in manufacturing sectors in China. However, differences can be found in subgroups of sectors. I find a negative correlation of Industry 4.0 and energy intensity in highly digitalised sectors, indicating an efficiency-enhancing effect of Industry 4.0 in these sectors. On the other hand, there is a positive correlation of Industry 4.0 and energy consumption for sectors with low energy consumption, which could be explained by the fact that digitalisation, such as the automation of previously mainly labour-intensive sectors, requires energy and also induces growth effects. In the discussion section (section 6) of this dissertation, I use the classification scheme of the three levels macro, meso and micro, as well as of direct and indirect environmental effects to classify the empirical observations into opportunities and risks, for example, with regard to the probability of rebound effects of digitalisation at the three levels. I link the investigated actor perspectives (policy makers, industry representatives), statistical data and additional literature across the system levels and consider political economy aspects to suggest fields of action for more sustainable (digitalised) industries. The dissertation thus makes two overarching contributions to the academic and societal discourse. First, my three empirical studies expand the limited state of research at the interface between digitalisation in industry and sustainability, especially by considering selected countries in the Global South and the example of China. Secondly, exploring the topic through data and methods from different disciplinary contexts and taking a socio-technical point of view, enables an analysis of (path) dependencies, uncertainties, and interactions in the socio-technical system across different system levels, which have often not been sufficiently considered in previous studies. The dissertation thus aims to create a scientifically and practically relevant knowledge basis for a value-guided, sustainability-oriented design of digitalisation in industry. N2 - Die Digitalisierung der Industrie, auch „Industrie 4.0“ genannt, wird von zahlreichen Akteuren als Chance zur Reduktion der Umweltauswirkungen des industriellen Sektors betrachtet. Die wissenschaftlichen Bewertungen der Effekte der Digitalisierung der Industrie auf ökologische Nachhaltigkeit sind hingegen ambivalent. Diese kumulative Dissertation untersucht anhand von drei empirischen Studien die erwarteten und beobachteten Auswirkungen der Digitalisierung der Industrie auf ökologische Nachhaltigkeit. Ziel der Dissertation ist es, Chancen und Risiken der Digitalisierung auf verschiedenen System-Ebenen zu identifizieren und Handlungsoptionen in Politik und Industrie für eine nachhaltigere Gestaltung der Digitalisierung der Industrie abzuleiten. Ich nutze einen interdisziplinären, soziotechnischen Zugang und betrachte ausgewählte Länder des Globalen Südens (Studie 1) und das Beispiel Chinas (alle Studien). In der ersten Studie (Kapitel 2, gemeinsame Arbeit mit Marcel Matthess) untersuche ich mittels qualitativer Inhaltsanalyse Digital- und Industriestrategien aus sieben verschiedenen Ländern in Afrika und Asien auf politische Erwartungen hinsichtlich der Auswirkungen von Digitalisierung auf Nachhaltigkeit und vergleiche diese mit den erwartbaren Potenzialen der Digitalisierung für Nachhaltigkeit in den jeweiligen Länderkontexten. Die Analyse ergibt, dass die Dokumente ein breites Spektrum vager Erwartungen zum Ausdruck bringen, die sich eher auf positive indirekte Auswirkungen der Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT), wie etwa auf höhere Energieeffizienz und ein verbessertes Ressourcenmanagement, und weniger auf negative direkte Auswirkungen der IKT, wie etwa auf den Stromverbrauch durch IKT, beziehen. In der zweiten Studie (Kapitel 3, gemeinsame Arbeit mit Marcel Matthess, Grischa Beier und Bing Xue) führe und analysiere ich mittels qualitativer Inhaltsanalyse Interviews mit 18 Industrie-Vertreter*innen der Elektronikindustrie aus Europa, Japan und China zu Maßnahmen der Digitalisierung in Lieferketten. Wir stellen fest, dass zwar positive Erwartungen hinsichtlich der Effekte digitaler Technologien für Nachhaltigkeit der Lieferkette bestehen, deren tatsächlicher Einsatz und beobachtete Effekte jedoch noch begrenzt sind. Interviewpartner*innen können nur wenige Beispiele aus den eigenen Unternehmen nennen, die zeigen, dass durch die Digitalisierung der Lieferkette bereits Nachhaltigkeitsziele verfolgt oder Nachhaltigkeits-Effekte, wie Ressourceneinsparungen, nachweisbar erzielt wurden. In der dritten Studie (Kapitel 4, gemeinsame Arbeit mit Peter Neuhäusler, Marcel Matthess und Melissa Dachrodt) führe ich eine ökonometrische Panel-Daten-Analyse durch. Ich untersuche den Zusammenhang zwischen dem Grad von Industrie 4.0 und dem Energieverbrauch sowie der Energieintensität in zehn Fertigungssektoren in China im Zeitraum zwischen 2006 und 2019. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es insgesamt keinen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Grad von Industrie 4.0 und dem Energieverbrauch bzw. der Energieintensität in Fertigungs-Sektoren in China gibt. Es können jedoch Unterschiede in Sub-Gruppen von Sektoren festgestellt werden. Ich stelle eine negative Korrelation von Industrie 4.0 und Energieintensität in hoch digitalisierten Sektoren fest, was auf einen Effizienz-steigernden Effekt von Industrie 4.0 hindeutet. Andererseits besteht eine positive Korrelation von Industrie 4.0 und Energieverbrauch für Sektoren mit niedrigem Energieverbrauch, was dadurch erklärt werden könnte, dass Digitalisierung, etwa die Automatisierung zuvor hauptsächlich arbeitsintensiver Sektoren, Energie erfordert und außerdem Wachstumseffekte hervorruft. Im Diskussionsteil (Kapitel 6) dieser Dissertation nutze ich das Ordnungsschema der drei Ebenen Makro, Meso und Mikro, sowie von direkten und indirekten Umwelteffekten für die Einordnung der empirischen Beobachtungen in Chancen und Risiken, etwa hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit von Rebound-Effekten der Digitalisierung auf Mikro-, Meso- und Makro-Ebene. Ich verknüpfe die untersuchten Akteurs-Perspektiven (Politiker*innen, Industrievertreter*innen), statistischen Daten und zusätzliche Literatur über die System-Ebenen hinweg und berücksichtige dabei auch Gedanken der politischen Ökonomik, um Handlungsfelder für nachhaltige(re) digitalisierte Industrien abzuleiten. Die Dissertation leistet damit zwei übergeordnete Beiträge zum wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Diskurs. Erstens erweitern meine drei empirischen Studien den begrenzten Forschungsstand an der Schnittstelle zwischen Digitalisierung in der Industrie und Nachhaltigkeit, insbesondere durch Berücksichtigung ausgewählter Länder im Globalen Süden und des Beispiels Chinas. Zweitens ermöglicht die Erforschung des Themas durch Daten und Methoden aus unterschiedlichen disziplinären Kontexten und unter Einnahme eines soziotechnischen Standpunkts, eine Analyse von (Pfad-)Abhängigkeiten und Unsicherheiten im soziotechnischen System über verschiedene System-Ebenen hinweg, die in bisherigen Studien häufig nicht ausreichend berücksichtigt wurden. Die Dissertation soll so eine wissenschaftlich und praktisch relevante Wissensbasis für eine werte-gleitete, auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Gestaltung der Digitalisierung der Industrie schaffen. KW - digitalization KW - sustainable industrial development KW - Industry 4.0 KW - information and communication technologies KW - sustainable supply chain management KW - Global Value Chains KW - environmental upgrading KW - Artificial Intelligence KW - Big Data Analytics KW - Digital Rebound KW - China KW - patent KW - robot KW - sustainability KW - Künstliche Intelligenz KW - Big Data Analytics KW - China KW - Digital Rebound KW - Globale Wertschöpfungsketten KW - Industrie 4.0 KW - Digitalisierung KW - ökologisches Upgrading KW - Informations- und Kommunikationstechnologien KW - Patent KW - Roboter KW - Nachhaltigkeit KW - nachhaltige industrielle Entwicklung KW - nachhaltiges Lieferkettenmanagement KW - Industrial Internet of Things KW - Industrielles Internet der Dinge Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-613954 ER - TY - THES A1 - Kuschmierz, Saskia T1 - Servate silvas! Nachhaltige Holzwirtschaft im Spiegel antiken Umweltbewusstseins BT - Anregungen für den Lateinunterricht T2 - Copia – Potsdamer Anregungen für den Lateinunterricht N2 - Umweltschutz und nachhaltige Lebensweise sind die globalen Herausforderungen der heutigen Zeit. Diese Arbeit wird zu den derzeit geführten Debatten einen Beitrag aus altsprachlicher Perspektive leisten, indem sie das Thema Holzwirtschaft in den Blick nimmt und dem Lateinunterricht zugänglich macht. Dabei geht die Autorin auf die antike Forstwirtschaft ein, beleuchtet den vielfältigen Einsatz der Ressource Holz und vergleicht die damals herrschenden Vorstellungen vom Nachwachsen natürlicher Rohstoffe mit dem heutigen Kenntnisstand. T3 - Copia – Potsdamer Anregungen für den Lateinunterricht - 7 KW - Schülermaterial KW - Lateinunterricht KW - Nachhaltigkeit KW - Umweltverhalten KW - Umweltschutz KW - Holz Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-603621 SN - 2748-6621 IS - 7 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Bilgen, Isa T1 - Ökologische Langzeitverantwortung im Verfassungswandel T1 - Ecological long-term responsibility in constitutional change BT - Anmerkung zu BVerfG, Beschluss vom 23. 3. 2022 - 1 BvR 1187/17 JF - Zeitschrift für Lebensrecht N2 - In its “Windenergie”-decision, the BVerfG declared the legal obligation of wind turbine operators to involve citizens and communities in the vicinity of new wind farms in the projects essentially to be constitutional. The intention of the discussed provisions to promote acceptance for the expansion of wind energy serves the climate protection requirement under Article 20a Grundgesetz. The decision continues the line of the “Klimaschutz”-decision. The legal obligation of private persons is based on the factual necessity of the participation of all social actors to prevent climate change. The ecological long-term responsibility in Article 20a Grundgesetz is moved into the private sphere and thus, to a certain extent, subjectivized. These decisions pave the way for a constitutional change. They open up new perspectives for taking account of Article 20a Grundgesetz when weighing up the interests of freedom. Following the logic of the BVerfG, not only companies but also individuals would have to be obliged. In light of the decision, this article examines the possibilities of an emerging constitutional change toward a basic obligation (Grundpflicht) to use freedom in a sustainable manner. Thus, the discussed decision has a fundamental significance that has been too little appreciated and underestimated so far. KW - Grundpflicht KW - Langzeitverantwortung KW - ökologisch-soziale Transformation KW - Verfassungswandel KW - Klimaschutz KW - Nachhaltigkeit Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.3790/zfl.31.4.453 SN - 0944-4521 SN - 2747-6480 VL - 31 IS - 4 SP - 453 EP - 466 PB - Duncker & Humblot CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Schweiger, Stefan T1 - Erzählungen der Energiewende - Sozialwissenschaftliche Erzählforschung als Methodik nachhaltigkeitsorientierter Politikwissenschaft N2 - Die Erzählungen der Energiewende: Erzählungen beherrschen die Interpretation des politischen Geschehens mehr als formal und methodisch strenge Argumentationsketten. Dies gilt insbesondere für Demokratien. In Demokratien gilt es zu überzeugen und auch zu überreden, um Macht zu erhalten, Macht zu sichern oder Akzeptanz für bestimmte politische Vorhaben zu generieren. Diese simple Feststellung lässt zwei Schlüsse für eine transformativ ausgerichtete Politikwissenschaft zu. Erstens können transformative Narrative produziert werden, die das Auftreten von ökologisch, sozial, ökonomisch und kulturell nachhaltigem wahrscheinlicher machen, Zweitens können die Narrative von nachhaltiger wie nicht-nachhaltiger Transformation analysiert werden. Beiden Aufgaben widmet sich die Dissertationsschrift. Dabei werden für den transformativen Teil ethnografisch erhobene Daten zu fünf transformativen Narrativen verdichtet, die Vorwärts- und Vorbildcharakter haben. In den fünf Aufsätzen wurde auf Diversität zwischen den beschriebenen Protagonisten geachtet, sodass eine breite Leser*innenschaft angesprochen wird. Im analytischen Part wird in einem Aufsatz über diese Vorgehen reflektiert und die Form beschrieben durch die transformative Narrative Wirksamkeit entfalten. Dabei gilt immer, dass die Wissenschaft keine Narrative selbst setzt, sondern mittels nachvollziehbarer Methoden Daten zum Sprechen bringt. Dies ist unter review-Bedingungen gelungen. Neben eines Einsatz von Narrativen in Fragen der Gestaltung der neu entstandenen und weiter entstehenden Energielandschaften behandelt diese Dissertationsschrift a, diskursstrangorientierte als auch institutionsorientierte Erzählungen über die Energiewende. Dabei wurden diskursstrangorientiert die unterschiedlichen Erzählungen der und über energieintensive Unternehmen bezüglich der EEG-Umlage untersucht und kategorisiert und die Metaphern der Energiewende im Magazin DER SPIEGEL erhoben und analysiert. Institutionsorientiert wurde die Energiewendeerzählung der Partei `Alternative für Deutschland´, die Bildsprache des Wirtschaftsministeriums an Hand eines Beispiels sowie die Nachhaltigkeitserzählungen der Zukunftsinstitut GmbH. Schließlich wird nach messbaren Folgen des Nachhaltigkeitsnarrativs in drei Regionen des Rhein-Maas-Gebiets gefragt, was die Arbeit abrunden soll. KW - Energiewende KW - Narrative KW - Erzählungen, KW - Nachhaltigkeit KW - Transformationsforschung Y1 - 2021 ER - TY - THES A1 - Egli, Lukas T1 - Stabilizing agricultural systems through diversity N2 - In the light of climate change, rising demands for agricultural products and the intensification and specialization of agricultural systems, ensuring an adequate and reliable supply of food is fundamental for food security. Maintaining diversity and redundancy has been postulated as one generic principle to increase the resilience of agricultural production and other ecosystem services. For example, if one crop fails due to climate instability and extreme events, others can compensate the losses. Crop diversity might be particularly important if different crops show asynchronous production trends. Furthermore, spatial heterogeneity has been suggested to increase stability at larger scales as production losses in some areas can be buffered by surpluses in undisturbed ones. Besides systematically investigating the mechanisms underlying stability, identifying transformative pathways that foster them is important. In my thesis, I aim at answering the following questions: (i) How does yield stability differ between nations, regions and farms, and what is the effect of crop diversity on yield stability in relation to agricultural inputs, climate heterogeneity, climate instability and time at the national, regional or farm level? (ii) Is asynchrony between crops a better predictor of production stability than crop diversity? (iii) What is the effect of asynchrony between and within crops on stability and how is it related to crop diversity and space, respectively? (iv) What is the state of the art and what are knowledge gaps in exploring resilience and its multidimensionality in ecological and social-ecological systems with agent-based models and what are potential ways forward? In the first chapter, I provide the theoretical background for the subsequent analyses. I stress the need to better understand the resilience of social-ecological systems and particularly the stability of agricultural production. Moreover, I introduce diversity and spatial heterogeneity as two prominently discussed resilience mechanisms and describe approaches to assess resilience. In the second chapter, I combined agriculture and climate data at three levels of organization and spatial extents to investigate yield stability patterns and their relation to crop diversity, fertilizer, irrigation, climate heterogeneity and instability and time of nations globally, regions in Europe and farms in Germany using statistical analyses. Yield stability decreased from the national to the farm level. Several nations and regions substantially contributed to larger-scale stability. Crop diversity was positively associated with yield stability across all three levels of organization. This effect was typically more profound at smaller scales and in variable climates. In addition to crop diversity, climate heterogeneity was an important stabilizing mechanism especially at larger scales. These results confirm the stabilizing effect of crop diversity and spatial heterogeneity, yet their importance depends on the scale and agricultural management. Building on the findings of the second chapter, I deepened in the third chapter my research on the effect of crop diversity at the national level. In particular, I tested if asynchrony between crops, i.e. between the temporal production patterns of different crops, better predicts agricultural production stability than crop diversity. The stabilizing effect of asynchrony was multiple times higher than the effect of crop diversity, i.e. asynchrony is one important property that can explain why a higher diversity supports the stability of national food production. Therefore, strategies to stabilize agricultural production through crop diversification also need to account for the asynchrony of the crops considered. The previous chapters suggest that both asynchrony between crops and spatial heterogeneity are important stabilizing mechanisms. In the fourth chapter, I therefore aimed at better understanding the relative importance of asynchrony between and within crops, i.e. between the temporal production patterns of different crops and between the temporal production patterns of different cultivation areas of the same crop. Better understanding their relative importance is important to inform agricultural management decisions, but so far this has been hardly assessed. To address this, I used crop production data to study the effect of asynchrony between and within crops on the stability of agricultural production in regions in Germany and nations in Europe. Both asynchrony between and within crops consistently stabilized agricultural production. Adding crops increased asynchrony between crops, yet this effect levelled off after eight crops in regions in Germany and after four crops in nations in Europe. Combining already ten farms within a region led to high asynchrony within crops, indicating distinct production patters, while this effect was weaker when combining multiple regions within a nation. The results suggest, that both mechanisms need to be considered in agricultural management strategies that strive for more resilient farming systems. The analyses in the foregoing chapters focused at different levels of organization, scales and factors potentially influencing agricultural stability. However, these statistical analyses are restricted by data availability and investigate correlative relationships, thus they cannot provide a mechanistic understanding of the actual processes underlying resilience. In this regard, agent-based models (ABM) are a promising tool. Besides their ability to measure different properties and to integrate multiple situations through extensive manipulation in a fully controlled system, they can capture the emergence of system resilience from individual interactions and feedbacks across different levels of organization. In the fifth chapter, I therefore reviewed the state of the art and potential knowledge gaps in exploring resilience and its multidimensionality in ecological and social-ecological systems with ABMs. Next, I derived recommendations for a more effective use of ABMs in resilience research. The review suggests that the potential of ABMs is not utilized in most models as they typically focus on a single dimension of resilience and are mostly limited to one reference state, disturbance type and scale. Moreover, only few studies explicitly test the ability of different mechanisms to support resilience. To solve real-world problems related to the resilience of complex systems, ABMs need to assess multiple stability properties for different situations and under consideration of the mechanisms that are hypothesized to render a system resilient. In the sixth chapter, I discuss the major conclusions that can be drawn from the previous chapters. Moreover, I showcase the use of simulation models to identify management strategies to enhance asynchrony and thus stability, and the potential of ABMs to identify pathways to implement such strategies. The results of my thesis confirm the stabilizing effect of crop diversity, yet its importance depends on the scale, agricultural management and climate. Moreover, strategies to stabilize agricultural production through crop diversification also need to account for the asynchrony of the crops considered. As spatial heterogeneity and particularly asynchrony within crops strongly enhances stability, integrated management approaches are needed that simultaneously address multiple resilience mechanisms at different levels of organization, scales and time horizons. For example, the simulation suggests that only increasing the number of crops at both the pixel and landscape level avoids trade-offs between asynchrony between and within crops. If their potential is better exploited, agent-based models have the capacity to systematically assess resilience and to identify comprehensive pathways towards resilient farming systems. N2 - In Anbetracht des Klimawandels, steigender Nachfrage nach landwirtschaftlichen Produkten und der weitgehenden Intensivierung und Spezialisierung landwirtschaftlicher Systeme ist eine ausreichende und zuverlässige Nahrungsmittelproduktion zentral für die Ernährungssicherheit. Eine hohe Nutzpflanzenvielfalt und räumliche Heterogenität können helfen, die Resilienz bzw. Widerstandsfähigkeit der landwirtschaftlichen Produktion zu stärken. Fällt zum Beispiel die Ernte einer Nutzpflanze aufgrund einer Dürre aus, können andere die Verluste ausgleichen. Außerdem können Produktionsverluste in einigen Gebieten durch Überschüsse in anderen Gebieten kompensiert werden. In meiner Arbeit habe ich mittels umfassender Landwirtschafts- und Klimadaten und statistischer Analysen untersucht, wie sich insbesondere Nutzpflanzenvielfalt und Klimaheterogenität auf zeitliche Ertragsstabilität auswirken. Zudem habe ich evaluiert, ob asynchrone Produktionstrends unterschiedlicher Nutzpflanzen den stabilisierenden Effekt einer hohen Nutpflanzenvielfalt erklären können. Außerdem habe ich den Effekt asynchroner Produktionstrends unterschiedlicher Nutzpflanzen und von unterschiedlichen Anbaugebieten derselben Nutzpflanze in Bezug auf Produktionsstabilität verglichen und mit einer Computersimulation eruiert, wie diese Mechanismen durch Diversifizierung verändert werden. Zum Schluss habe ich untersucht, wie umfassend die Resilienz ökologischer und sozioökologischer Systeme mittels agentenbasierter Modelle bislang erforscht wurde. Die Untersuchungen dieser Arbeit zeigen, dass Nutzpflanzenvielfalt die landwirtschaftliche Produktion auf sämtlichen untersuchten Organisationsebenen stabilisiert. Asynchrone Produktionstrends unterschiedlicher Nutzpflanzen können erklären, warum eine höhere Diversität die Produktion stabilisiert. Daneben sind asynchrone Produktionstrends unterschiedlicher Anbaugebiete besonders wichtig. Meine Simulation zeigt, dass nur eine Diversifizierung auf Feld- und Landschaftsebene asynchrone Produktionsmuster zwischen Nutpflanzen und Anbaugebieten gleichzeitig erhöht oder zumindest keine der beiden Mechanismen verringert. Agentenbasierte Modelle bieten die Möglichkeit, Resilienz systematisch zu untersuchen und Wege aufzuzeigen, die zu resilienteren Anbausystemen führen. Meine Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit umfassenderer Ansätze um eine resiliente, produktive und nachhaltige landwirtschaftliche Produktion in Zeiten globaler Veränderungsprozesse zu erreichen. Dies beinhaltet insbesondere eine Diversifizierung der Nutzpflanzen auf unterschiedlichen Ebenen unter Berücksichtigung der zeitlichen Produktionstrends sowie eine nachhaltige Nutzung landwirtschaftlicher Betriebsmittel. T2 - Stabilisierung landwirtschaftlicher Systeme durch Diversität KW - Agent-based models KW - Agroecology KW - Resilience KW - Social-ecological systems KW - Sustainability KW - Agentenbasierte Modelle KW - Agrarökologie KW - Resilienz KW - Sozialökologische Systeme KW - Nachhaltigkeit Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-496848 ER - TY - JOUR A1 - Eigelshoven, Felix A1 - Gronau, Norbert A1 - Ullrich, André T1 - Konsens-Algorithmen von Blockchain BT - eine Betrachtung der Nachhaltigkeit der Konsensfindung JF - Industrie 4.0 Management : Gegenwart und Zukunft industrieller Geschäftsprozesse N2 - Neben dem enormen Kursanstieg des Bitcoins in den Jahren 2017/2018, stieg im gleichen Maß auch die benötigte Rechenleistung und der damit verbundene Elektrizitätsbedarf, um Blöcke innerhalb der Bitcoin-Blockchain zu verifizieren. Aus diesem Problem ableitend beschäftigt sich dieser Beitrag mit der Fragestellung, welchen Beitrag unterschiedliche Konsens-Algorithmen innerhalb einer Blockchain zur Nachhaltigkeit liefern. Im Ergebnis liegt ein Überblick über die meist genutzten Konsens-Algorithmen und deren Beitrag zur Nachhaltigkeit vor. KW - Konsens-Algorithmen KW - Blockchain KW - proof of work KW - proof of stake KW - delegated proof of stake KW - Nachhaltigkeit Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.30844/I40M_20-1_S29-32 SN - 2364-9208 VL - 36 IS - 1 SP - 29 EP - 32 PB - Gito CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Holl, Frank T1 - Alexander von Humboldt und der Klimawandel BT - Mythen und Fakten JF - HiN : Alexander von Humboldt im Netz ; international review for Humboldtian studies N2 - Hat Alexander von Humboldt vor den dramatischen Folgen des vom Menschen verursachten Klimawandels gewarnt? Ausgehend von dieser Frage befasst sich der Beitrag mit seinen Klimastudien und zeigt dabei, welch enorme Wirkung diese für viele Länder der Welt hatten. Zahlreiche Aufforstungsmaßnahmen wurden im 19. Jahrhundert durch Humboldts Studien angeregt. Humboldt hat zudem – wohl als erster – die klimaverändernde Wirkung von „großen Dampf- und Gasmassen an den Mittelpunkten der Industrie“ erkannt und außerdem im 3. Band des Kosmos auch den Treibhauseffekt beschrieben. Die Bedrohungen des stetig zunehmenden anthropogenen Klimawandels jedoch konnte er nicht ahnen. Seine und auch die Erkenntnisse der anderen Klimaforscher des 19. Jhds. gerieten Anfang des 20. Jhds. in Vergessenheit. Der gerissene Rezeptionsfaden wurde erst mit der Umweltbewegung in den 1970er Jahren wieder aufgenommen und Alexander von Humboldt als Klimaforscher und „erster Ökologe“ neu bewertet. N2 - Did Alexander von Humboldt warn about the dramatic consequences of man-made climate change? Based on this question, the article deals with his climate studies and shows the enormous impact this had for many countries in the world. Numerous afforestation attempts were initiated in the 19th century by Humboldt's studies. In addition, Humboldt was the first to recognize the climate-changing effect of "large vapor and gas masses at the centers of industry", and also described the greenhouse effect in Volume 3 of the Cosmos. However, he could not foresee the threats of increasing anthropogenic climate change. His and also the findings of the other climate researchers of the 19th century fell into oblivion at the beginning of the 20th century. The ripped reception thread was then resumed with the environmental movement in the 1970s and Alexander von Humboldt was reassessed as climate researcher and "first ecologist". N2 - ¿Advirtió Alexander von Humboldt sobre las dramáticas consecuencias del cambio climático provocado por el hombre? Con base en esta pregunta, el artículo trata sobre sus estudios climáticos y muestra el enorme impacto que esto tuvo en muchos países del mundo. Numerosas medidas de forestación se iniciaron en el siglo XIX gracias a los estudios de Humboldt. Además, Humboldt fue el primero en reconocer el efecto de cambio climático de las „grandes masas de vapor y gas en los centros de la industria“, y también describió el efecto invernadero en el Volumen 3 de su obra Cosmos. Sin embargo, él no podía prever las amenazas de un cambio climático antropogénico. Sus hallazgos y los de otros investigadores sobre el clima en el siglo XIX cayeron en el olvido a principios del siglo XX. El hilo roto de la recepción se reanudó con el movimiento ecologista en la década de 1970 y Alexander von Humboldt fue reevaluado como investigador del clima y „primer ecólogo“. KW - Nachhaltigkeit KW - Klimawandel KW - Klimafaktoren KW - Waldrodung KW - Abholzung KW - Wasserhaushalt KW - Valencia-See KW - Klimastudien KW - Treibhauseffekt KW - Treibhausgase KW - CO2 KW - Erderwärmung KW - Wiederaufforstung KW - Temperaturanstieg KW - Umweltschutz KW - Naturschutz Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-434441 SN - 1617-5239 SN - 2568-3543 VL - XIX IS - 37 SP - 37 EP - 56 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Scholz, Tim T1 - Welches Verständnis haben Schülerinnen und Schüler von Nachhaltigkeit? T1 - Which kind of comprehension do students have of sustainability? N2 - Diverse Entwicklungen der letzten Jahrzehnte zeigten die Relevanz am Diskurs um eine sogenannte „nachhaltige Entwicklung“ auf. Nachhaltiger Entwicklung wird dabei eine immer größere Bedeutung zugesprochen und zudem wird die Bildung als eine der wichtigsten Kräfte, um eine nachhaltige Entwicklung voranzutreiben, angesehen. Im Rahmen der Bachelorarbeit soll deshalb untersucht werden, welches Verständnis Schülerinnen und Schüler vom Begriff Nachhaltigkeit haben. Zunächst wird der theoretische Hintergrund zu nachhaltiger Entwicklung und einer „Bildung für nachhaltige Entwicklung“ geklärt. Auf Basis dieser theoretischen Fundierung wird dann ein leitfadengestütztes Interview entwickelt. Aus den Ergebnissen sollen unter Verwendung der zusammenfassenden Inhaltsanalyse nach Mayring Rückschlüsse über das Verständnis der Schüler*innen gezogen werden. Auf der Basis der Ergebnisse und Interpretationen sollen abschließend Überlegungen gemacht werden, wie das Verständnis der Schüler*innen erweitert werden kann. Im Rahmen der Untersuchung wurden schließlich sechs Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe zehn einer Gesamtschule mit einem Interview befragt. Es wurde festgestellt, dass ein Verständnis von Nachhaltigkeit nur bei vier der sechs Befragten vorhanden war und auch dort größtenteils in Bezug auf ökologische und soziale Aspekte. Dabei konnten das persönliche Interesse, der Lebensweltbezug, und auch der Unterricht als Grund für beide Seiten ausgemacht werden. N2 - Various developments in the past decades showed the relevance of the discourse "sustainable development". Sustainable development gets an increased significance and education is identified as one of the most important formative forces to foster sustainable development. For this reason this bachelor thesis exhibits which kind of comprehension students have of sustainability. First of all, the theoretical backgrounds of sustainable development and "education for sustainable development" are explained. Based on this theoretical grounding a guided interview is developed. The results get analysed with Mayring's method "zusammenfassende Inhaltsanalyse" to see, what students think about sustainability. Adapted from these results and interpretations, thoughts are made in which ways the comprehension can be changed and developed. Finally six students of 10th grade classes were interviewed. It was established that only four of six respondents have specific ideas about sustainability. These four students are mostly thinking about ecological and social sustainability. Therefore, personal interests, relations to the living-environment as well as classes were identified as a reason. KW - Nachhaltigkeit KW - Bildung für nachhaltige Entwicklung KW - sustainability KW - education for sustainable development Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-443226 ER - TY - JOUR A1 - Schuster, Ludwig T1 - Ohne nachhaltiges Wirtschaften keine Nachhaltige Grundsicherung JF - Nachhaltige Grundsicherung: Armut überwinden – natürliche Lebensgrundlagen erhalten KW - Armut KW - Grundsicherung KW - Nachhaltigkeit KW - Ressourcen Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-81687 SN - 1868-6222 SN - 1868-6230 SP - 31 EP - 42 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER -