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Current and past floodplain loss led to a decrease in the benefits floodplains provide for humankind. In this dissertation, the ecosystem services approach was applied to test the effects of floodplain conservation and restoration measures within the Danube River Basin. The final goal was to test the feasibility of including ecosystem services estimations in decision-making through an extended cost-benefit analysis. Other multi-criteria decision-making methods were investigated as a potential alternative to the cost-benefit analysis approach. Finally, a methodology was developed to locate new areas of floodplain restoration., Der gegenwärtige und frühere Verlust von Auen führte zu einem Rückgang des Nutzens unserer Flussökosysteme für die Menschheit. In dieser Dissertation wurde der Ansatz der Ökosystemleistungen angewendet, um die Auswirkungen von Maßnahmen zum Schutz und zur Renaturierung von Auen im Donaueinzugsgebiet zu untersuchen. Das Ziel war es, die Machbarkeit der Einbeziehung von Ökosystemleistungen in die Entscheidungsfindung durch eine erweiterte Kosten-Nutzen-Analyse zu erproben. Zusätzlich wurden multikriterielle Entscheidungsfindungsmethoden als mögliche Alternative zur Kosten-Nutzen-Analyse untersucht. Schließlich wurde eine Methode entwickelt, um neue Gebiete für die Wiederherstellung von Überschwemmungsgebieten ausfindig zu machen.

Urban green infrastructure (UGI) has great potential for climate adaptation, but is under great pressure due to the high demand for residential space in growing cities. This thesis investigates this tension in a transdisciplinary research approach combining microclimate modelling, citizen perspectives and expert interviews with planners. It quantifies the effects of densification on microclimate and ventilation as well as UGI compensation possibilities, highlights the role of UGI for adaptation to density and heat and explores ways for improved UGI integration in urban planning., Urbane Grüne Infrastruktur (UGI) besitzt großes Potenzial für die Klimaanpassung, steht aber durch den hohen Wohnflächenbedarf in wachsenden Städten unter großem Druck. Diese Doktorarbeit untersucht das Spannungsfeld in einem transdisziplinärem Forschungsansatz mit Mikroklimamodellierungen, Befragungen und Experteninterviews mit Plannern. Sie quantifiziert den Einfluss von Nachverdichtung auf Mikroklima und Durchlüftung und zeigt Kompensationsmöglichkeiten mit UGI auf, hebt die Rolle von UGI zur Anpassung an Dichte und Hitze hervor und analysiert Wege zur besseren Integration von UGI in die Stadtplanung.

Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Entwicklung eines geeigneten Indikators zur Ermittlung des ökologischen Flächenbedarfs von Gebäuden. Dabei gliedert sich die vorliegende Arbeit in das Themenfeld des positiven ökologischen Bauens ein, erarbeitet die notwendigen Grundlagen und erweitert den Wissensstand hinsichtlich der Wirkungen von Gebäuden auf Ökosysteme. Die entwickelte Methode erlaubt es, Umweltwirkungen von Gebäuden im Kontext mit den ökologischen Belastungsgrenzen von Ökosystemen zu setzen., This dissertation deals with the development of a suitable indicator for determining the ecological land demand of buildings. In this context, the dissertation is integrated into the thematic field of positive ecological building, develops the necessary basics and expands the state of knowledge with regard to the effects of buildings on ecosystems. The developed method allows to put environmental impacts of buildings in context with the ecological load limits of ecosystems.

Die Kühleffekte von Stadtbäumen erfahren eine zunehmende Wertschätzung aufgrund der Besorgnis über den Klimawandel und weltweite Verstädterung. Gleichzeitig wächst, insbesondere für den Straßenraum, die Notwendigkeit zur Verwendung von trockenheitstoleranten Gehölzen, die mit zunehmender Dürre zurechtkommen. Einige ihrer Anpassungen an Trockenheit können jedoch geringere Biomasseproduktion und Transpiration und somit eine geringere Kühlleistung bedingen. Der mögliche Zielkonflikt wurde im Rahmen eines zweijährigen Baumschulversuchs durch Wasserverbrauchs- und Biomassemessungen an sechs Arten und Sorten aus unterschiedlich trockenen Lebensbereichen untersucht., The role of trees in city cooling has warranted much attention based on concerns over climate change and urban expansion. Simultaneously, there is an interest in introducing trees from dry habitats to cope with the increasing risks of drought under climate change, especially for roadside plantings. Some of their adaptations to drought, however, are assumed to come at the expense of biomass production and transpiration and thus their cooling capacity. This potential trade-off has been investigated in a two-year nursery experiment by measuring the water use and biomass production of six species and cultivars originating from different habitats in terms of water availability.

The entire process of sustainable urban development is creative, changeable and challengeable. It requires new urban and landscape planning methods and government responses as well as management capacities to mitigate climate change, halt biodiversity loss and enhance ecosystem services. As an innovative planning and strategic method, urban green infrastructure planning aims to meet these challenges, in particular, by promoting multifunctionality and connectivity in green infrastructure. Nevertheless, the role of urban green infrastructure and the multiple ecosystem services provided by green infrastructure in urban areas is still marginal in urban planning processes. The lack of adequate mapping and functional analysis methods is a significant factor in this. This dissertation, comprised of three papers, explores urban green infrastructure planning as an approach to enhancing multifunctional greenspace networks for sustainable urban development. It investigates the character of urban green infrastructure planning and fills research gaps by analyzing its multiple functions and undertaking connectivity mapping. Key research topics are the conceptual evolution of green infrastructure, the assessment of multifunctional green infrastructure as well as the spatial patterns in relation to equitable access for citizens to urban green spaces. First, Paper I focuses on the conceptual development of green infrastructure and its respective functional analysis at various spatial scales. It examines what green infrastructure actually measures, and questions whether its current manifestations are consistent with its conceptual development. Furthermore, it seeks to find out whether there are specific trends in the conceptual evolution of definitions of green infrastructure, and whether there are gaps between this evolution and the implementation of green infrastructure in the context of advancing sustainable development. It demonstrates that at this point in time, multifunctionali, Der Prozess nachhaltiger Stadtentwicklung ist kreativ, dynamisch und herausfordernd. Er erfordert neue Methoden der Stadt- und Landschaftsplanung genauso wie staatliches Handeln, verbunden mit einer größeren Kapazität für das Stadtmanagement, um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Stadt abzuschwächen, den Verlust der biologischen Vielfalt aufzuhalten und Ökosystemleistungen zu verbessern. Als innovativer Ansatz der strategischen Planung zielt die urbane grüne Infrastrukturplanung auf die Bewältigung dieser Herausforderungen ab, insbesondere durch Entwicklung multifunktionaler und vernetzter grüner Infrastruktur. Dennoch ist die Rolle der städtischen grünen Infrastruktur und der vielfältigen Ökosystemdienstleistungen, die von grüner Infrastruktur in städtischen Gebieten erbracht werden, in Planungsprozessen immer noch marginal, da es an geeigneten Methoden zur Kartierung und Analyse ihrer Funktionen fehlt. Die vorliegende Dissertation, die aus drei Artikeln besteht, untersucht die Planung städtischer grüner Infrastruktur als einen Ansatz zur Verbesserung multifunktionaler Netzwerke hin zu urbaner Nachhaltigkeit. Sie unterstreicht die Besonderheiten der Planung urbaner grüner Infrastruktur und schließt Lücken in der Analyse ihrer Funktionen und Konnektivität. Zentrale Forschungsthemen sind die konzeptionelle Entwicklung von grüner Infrastruktur, die Bewertung multifunktionaler grüner Infrastruktur sowie die Analyse der räumlichen Verteilungsmuster mit ihren Folgen für einen gerechten Zugang zu städtischer grüner Infrastruktur durch die Bevölkerung. Zunächst konzentriert sich Aufsatz I auf die Entwicklung des Konzepts der grünen Infrastruktur sowie deren Funktionsanalyse auf verschiedenen räumlichen Skalen. Es wird untersucht, welche grüne Infrastruktur tatsächlich gemessen wird, und es wird hinterfragt, ob ihre aktuellen Erscheinungsformen mit der konzeptionellen Entwicklung konsistent sind. Darüber hinaus soll herausgefunden werden, ob es spezifische Trends in

Humans place considerable demands on the environment for their well-being. Land use activities are intensifying worldwide and the impacts that such activities have on the natural environment are abundant. Land use activities contribute to a loss of the provisioning of many important ecosystem services. The provisioning of good quality water is a vital ecosystem service that is fundamental for a sustainable globe. Land use activities place an extensive amount of pressure on ecosystems to provide good quality water, especially since such activities are a major source of pollutants reaching water sources. Land managers are confronted to fill the gaps in their knowledge regarding the impacts that land use activities have on ecosystem services. Simplified assessment approaches that incorporate land use/land cover (LULC) to assess the impacts of land use activities on ecosystem services and water quality are relative easy to apply compared to complex modeling tools. These knowledge-based assessment approaches rely on freely available public data, literature and expert knowledge. Their application is particularly useful for data scarce regions. The aim of the thesis was to improve and adapt existing knowledge-based assessment approaches to assess the effects of LULC on (i) groundwater and (ii) river water quality, and (iii) certain ecosystem services based on available data and knowledge. The improved approaches were tested for regions under intense land use activities along the southern coast of the Western Cape Province located in South Africa. The first approach used LULC parameters not considered before in the DRASTIC approach to assess the nitrogen pollution potential of groundwater. A spatial assessment approach was developed to delineate the submarine groundwater discharge areas that might contribute to the pollution potential of coastal waters. The findings indicated that the addition of the nitrogen related LULC parameters facilitate to determine if a land use act, Für das Wohlbefinden stellt der Mensch erhebliche Anforderungen an seine Umwelt. Weltweit nehmen die Landnutzungsaktivitäten zu und führen zu steigenden Auswirkungen auf die natürliche Umwelt. Des weiteren tragen diese Landnutzungsaktivitäten dazu bei, dass viele wichtige Ökosystemdienstleistungen nicht mehr bereitgestellt werden können. Der Zugang zu qualitativ hochwertigem Wasser ist eine wichtige Ökosystemdienstleistung, die für eine nachhaltige Welt von grundlegender Bedeutung ist. Landnutzungsaktivitäten üben als Hauptquelle für Schadstoffe einen erheblichen Druck auf die Bereitstellung von qualitativ hochwertigem Wasser aus, sobald diese in die Gewässer des Ökosystems gelangen. Landnutzungs-Manager sehen sich damit konfrontiert, Wissenslücken in Bezug auf die Auswirkungen von Landnutzungsaktivitäten auf Ökosystemdienstleistungen zu schließen. Vereinfachte Bewertungsansätze, welche die Landnutzung/Landbedeckung (LULC) zur Bewertung der Auswirkungen von Landnutzungsaktivitäten auf Ökosystemleistungen und Wasserqualität umfassen, sind im Vergleich zu komplexen Modellierungsinstrumenten relativ einfach anzuwenden. Diese wissensbasierten Bewertungsansätze stützen sich auf frei verfügbare öffentliche Daten, Literatur und Expertenwissen. Ihre Anwendung ist besonders nützlich in Regionen mit schlechter Datenverfügbarkeit. Ziel der Arbeit war es, vorhandene Daten und Kenntnisse zu nutzen, um bestehende Bewertungsansätze zu verbessern und anzupassen und somit die Auswirkungen von LULC auf (i) Grundwasser und (ii) Wasserqualität in Flüssen sowie (iii) bestimmte Ökosystemdienstleistungen zu bewerten. Die verbesserten Ansätze wurden für Regionen mit intensiven Landnutzungsaktivitäten entlang der Südküste der in Südafrika gelegenen Westkap-Provinz getestet. Im ersten Bewertungsansatz wurden LULC-Parameter verwendet, welche zuvor nicht im DRASTIC-Ansatz berücksichtigt wurden, um das Stickstoffbelastungspotenzial des Grundwassers zu bewerten. Weiter wurde ein räumlicher Bewer

This research investigates the impact of urban growth on the surrounding environment of cities in Sub-Saharan Africa. It introduces and tests a spatial scenario modelling method to assess the impact of urbanisation on ecosystem services under different urban growth scenarios. The results of this research provide useful information for decision makers and local administrations to support the development of land use policies favouring reduction of the effects of urban growth on the environment., Diese Forschungsarbeit untersucht die Auswirkungen des Stadtwachstums auf das Umland der Städte in Subsahara-Afrika. Eine Methode zur Bewertung der Auswirkungen der Urbanisierung auf die städtischen Ökosystemleistungen wird eingeführt und erprobt. Die Ergebnisse dieser Forschung liefern wertvolle Informationen für Entscheidungsträger und Verwaltungen, um Landnutzungsstrategien, die die Verringerung der negativen Auswirkungen des städtischen Wachstums auf die Umwelt fördern, wissenschaftlich zu unterstützen.

Cities are key actors in reducing both the causes of climate change (mitigation), and its impact (adaptation). In this context, both theory and policy are increasingly focused on synergetic strategies and measures. However, there is a lack of scientific knowledge on the institutional conditions that are required to achieve these synergies in practice. Against this background, this thesis develops a pioneering framework and innovative applications for analyzing and optimizing the (joint) institutionalization of mitigation and adaptation in city administrations., Städte gelten als wichtige Schlüsselakteure bei der Reduzierung der Ursachen des Klimawandels (Klimaschutz) sowie seiner Auswirkungen (Klimaanpassung). Im Fokus stehen daher zunehmend Maßnahmen, die auf entsprechende Synergieeffekte abzielen. Die hierfür in Stadtverwaltungen notwendigen institutionellen Voraussetzungen sind weitgehend unerforscht. Vor diesem Hintergrund entwickelt die Arbeit ein neuartiges Analyseinstrumentarium sowie innovative, praxisorientierte Ansätze zur Optimierung der (gemeinsamen) Institutionalisierung von Klimaschutz und Klimaanpassung.

We established a drought controlled experiment for Tilia cordata and measured root development, leaf area index and biomass allocation and applied ‘CityTree’ model to estimate the ecosystem services in 2017. The result indicted that it was susceptible to drought and could not provide enough ecosystem services in the future. Hence, it was not recommended to be planted in cities with high average temperatures and low annual precipitation amounts., Wir richteten ein trockenheitskontrolliertes Experiment für Tilia cordata ein und maßen die Wurzelentwicklung, den Blattflächenindex und die Biomasseverteilung und wendeten das 'CityTree'-Modell an, um die Ökosystemleistungen im Jahr 2017 zu schätzen. Das Ergebnis zeigte, dass die Pflanze anfällig für Trockenheit war und nicht genügend Ökosystemleistungen erbringen konnte. Daher wurde er nicht empfohlen, in Städten mit hohen Durchschnittstemperaturen und geringen jährlichen Niederschlagsmengen gepflanzt zu werden.

Cities host more than half of the world’s population and are responsible for 70% of total energy and greenhouses gas emissions. Air pollutants and soil sealing are worsening the environmental quality of cities causing serious health issues. Increasing green spaces of cities can improve the air quality and the microclimate. Models allow to maximize ecosystem services by selecting the suitable species and the most efficient tree density, based on current and future scenarios., Städte beherbergen mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung und sind für 70% der gesamten Energie- und Treibhausgasemissionen verantwortlich. Luftschadstoffe und Bodenversiegelung verschlechtern die Umweltqualität der Städte und verursachen ernsthafte Gesundheitsprobleme. Eine Vergrößerung der Grünflächen in den Städten kann die Luftqualität und das Mikroklima verbessern. Modelle ermöglichen eine Maximierung der Ökosystemleistungen auf der Grundlage aktueller und zukünftiger Szenarien.

Cities are key actors in reducing both the causes of climate change (mitigation), and its impact (adaptation). In this context, both theory and policy are increasingly focused on synergetic strategies and measures. However, there is a lack of scientific knowledge on the institutional conditions that are required to achieve these synergies in practice. Against this background, this thesis develops a pioneering framework and innovative applications for analyzing and optimizing the (joint) institutionalization of mitigation and adaptation in city administrations., Städte gelten als wichtige Schlüsselakteure bei der Reduzierung der Ursachen des Klimawandels (Klimaschutz) sowie seiner Auswirkungen (Klimaanpassung). Im Fokus stehen daher zunehmend Maßnahmen, die auf entsprechende Synergieeffekte abzielen. Die hierfür in Stadtverwaltungen notwendigen institutionellen Voraussetzungen sind weitgehend unerforscht. Vor diesem Hintergrund entwickelt die Arbeit ein neuartiges Analyseinstrumentarium sowie innovative, praxisorientierte Ansätze zur Optimierung der (gemeinsamen) Institutionalisierung von Klimaschutz und Klimaanpassung.

We established a drought controlled experiment for Tilia cordata and measured root development, leaf area index and biomass allocation and applied ‘CityTree’ model to estimate the ecosystem services in 2017. The result indicted that it was susceptible to drought and could not provide enough ecosystem services in the future. Hence, it was not recommended to be planted in cities with high average temperatures and low annual precipitation amounts., Wir richteten ein trockenheitskontrolliertes Experiment für Tilia cordata ein und maßen die Wurzelentwicklung, den Blattflächenindex und die Biomasseverteilung und wendeten das 'CityTree'-Modell an, um die Ökosystemleistungen im Jahr 2017 zu schätzen. Das Ergebnis zeigte, dass die Pflanze anfällig für Trockenheit war und nicht genügend Ökosystemleistungen erbringen konnte. Daher wurde er nicht empfohlen, in Städten mit hohen Durchschnittstemperaturen und geringen jährlichen Niederschlagsmengen gepflanzt zu werden.

Cities host more than half of the world’s population and are responsible for 70% of total energy and greenhouses gas emissions. Air pollutants and soil sealing are worsening the environmental quality of cities causing serious health issues. Increasing green spaces of cities can improve the air quality and the microclimate. Models allow to maximize ecosystem services by selecting the suitable species and the most efficient tree density, based on current and future scenarios., Städte beherbergen mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung und sind für 70% der gesamten Energie- und Treibhausgasemissionen verantwortlich. Luftschadstoffe und Bodenversiegelung verschlechtern die Umweltqualität der Städte und verursachen ernsthafte Gesundheitsprobleme. Eine Vergrößerung der Grünflächen in den Städten kann die Luftqualität und das Mikroklima verbessern. Modelle ermöglichen eine Maximierung der Ökosystemleistungen auf der Grundlage aktueller und zukünftiger Szenarien.

The amount and the availability of green spaces are influenced by urban dynamics and, consequently, their spatial distribution is uneven in most cities and urban regions. However, the impacts of these different urban dynamics on green space have not yet been systematically and quantitatively assessed. Therefore, this research emphasizes the impacts of urban dynamics on green space in urban regions using a multiple scenario modeling approach. This novel and straightforward scenario modeling approach provides rare evidence of the respective advantages and disadvantages of different urban dynamics with respect to green spaces., Das Ausmaß und die Zugänglichkeit von Grünflächen werden beeinflusst von städtischen Entwicklungen und dies führt zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Grünflächen in den meisten Städten und städtischen Regionen. Die Auswirkungen dieser urbanen Dynamik auf die städtischen Grünflächen wurden jedoch bislang noch nicht systematisch und quantitativ ermittelt. Ziel dieser Untersuchung ist daher, die Auswirkungen dieser urbanen Dynamik auf die Grünflächen in urbanen Gebieten mit Hilfe multipler Szenarioanalysen (engl. multiple scenario modeling) zu untersuchen. Dieser neuartige und direkte Modellierungsansatz ist ein seltener Beleg für die jeweiligen Vor- und Nachteile unterschiedlicher urbaner Entwicklung in Bezug auf Grünflächen.

The dearth of spatially-explicit, socio-perceptual methods currently represents a large gap in urban green space planning. This thesis explores the suitability of public participation geographic information systems (PPGIS) to assess cultural ecosystem services and enhance urban green infrastructure planning. The research includes strategic plan analysis, stakeholder interviews and a PPGIS survey on green space use and perceptions using the case study city of Berlin. Results indicate a high suitability of PPGIS to meet these stated aims and tackle current planning challenges., Der Mangel an räumlich-expliziten, sozio-perzeptuellen Methoden stellt bisher eine große Lücke in der städtischen Grünflächenplanung dar. Diese Dissertation untersucht die Eignung partizipativer geographischer Informationssysteme (PPGIS) kulturelle Ökosystemleistungen zu bewerten und urbane grüne Infrastrukturplanung zu verbessern. Die Forschung umfasst strategische Plananalysen, Stakeholder-Interviews und eine PPGIS-Umfrage zur Nutzung und Wahrnehmung von Grünflächen im Rahmen der Fallstudie Berlin. Die Ergebnisse weisen auf eine gute Eignung von PPGIS hin, die genannten Ziele zu erreichen bzw. aktuellen Herausforderungen in der Planung gezielt anzugehen.

Rivers are hotspots for biological diversity and sources of ecosystem services. After centuries of degradations, river restoration has been recognized as essential to reestablish their socio-ecological quality. This research aims (1) to identify the different restoration practices and drivers, and examine the particularities of urban river restorations, and (2) to assess the potential conflicts inside the socio-ecological system. It concludes, that the better consideration of the socio-ecological system should allow the maximum benefit for both humans and the environment., Die Flussrenaturierung wurde zur Wiederherstellung der sozio-ökologischen Qualität der Flüsse erkannt. Diese Studie hat sich zum Ziel gesetzt unterschiedliche Renaturierungspraktiken und deren Triebkräfte zu identifizieren, die Besonderheiten städtischer Flussrenaturierungen zu untersuchen und die potenziellen Interessenskonflikte im sozio-ökologischen System zu bewerten. Eine wichtige Schlussfolgerung ist, dass eine verbesserte Einbeziehung des sozio-ökologischen Systems, zu besseren Ergebnisse führen könnte, und dadurch der Nutzen für Mensch und Ökologie maximiert wird.

This study contributes to using ecosystem services as a concept for the design and planning of green spaces, taking the City of Xi’an, Central China, as a case study. The aims of the study were to (a) develop and apply an approach for the rapid appraisal of ecosystem services provided by urban green space; (b) identify the relationships between park features and their ecosystem services; (c) assess park visitors’ use habits, perception and appreciation of ecosystem services; (d) draw conclusions for the future design and management of urban green space in Xi’an and Chinese cities. The methodology consisted of a combination of methods from the natural and social sciences including documentary analyses, visual inspection of satellite imagery, and a questionnaire survey. Furthermore, based on the assessment indicators which were derived from the land cover, vegetation structure and the user questionnaire, an integrated approach was developed using simple rating rules to assess the ecosystem services generated by green spaces of Xi’an. The results of the field survey reveal that older parks usually show more variations in compositions of land cover and vegetation structure. Larger parks located within the third ring road have a higher percentage cover of lawn and the older parks located within the second ring road of Xi’an have more playgrounds. Respondents show preferences for passive recreational activities. They think that shading, O2 release, recreational places, contact with nature and aesthetics are the most important services provided by green spaces. Overall, there is a request for more vegetation coverage, improved microclimate, cleanliness and scenic beauty. Moreover, the respondents clearly expressed the need for more shade, opportunities to watch nature, flowers and better management of green spaces. The personal backgrounds and park features also influence the respondents’ use, perception and demands. For example, the elders enjoy a broader range of activit, Diese Untersuchung soll dazu beitragen, den Ansatz der Ökosystemleistungen für die Planung und Gestaltung von städtischen Grünflächen verstärkt zu verwenden, mit der Stadt Xi’an in Zentralchina als Fallstudie. Ziele der Untersuchung waren (a) einen Ansatz für die einfache und rasche Erfassung und Bewertung von Ökosystemleistungen städtischer Grünflächen zu entwickeln und zu erproben, (b) die Beziehungen zwischen der Beschaffenheit der Parkanlagen und den Ökosystemleistungen zu analysieren, (c) die Nutzung der Parks, sowie die Wahrnehmung und Wertschätzung der Ökosystemleistungen durch die Parkbesucher zu ermitteln, und (d) Schlussfolgerungen für die zukünftige Gestaltung und Pflege von städtischen Grünflächen in Xi’an und anderen chinesischen Städten zu ziehen. Die Vorgehensweise bestand aus einer Kombination von natur- und sozialwissenschaftlichen Methoden. Schließlich wurde aus den Daten zu den Landbedeckungsarten, der Vegetationsstruktur und den Interviewergebnissen zur Grünflächennutzung und Wahrnehmung ein integrierter Ansatz zur Bewertung der Ökosystemleistungen städtischer Grünflächen entwickelt und für Xi’an entwickelt. Die Vegetation nimmt die größten Flächenanteile an den Grünflächen ein. Mehrschichtige Gehölzstrukturen und Baum-Strauch-Rasen-Strukturen sind die vorherrschenden Vegetationsstrukturtypen. Größere Parkanlagen innerhalb der dritten Ringstraße haben einen höheren Anteil an Rasenflächen und ältere Parks innerhalb der zweiten Ringstraße von Xi’an zeichnen sich durch mehr Spielflächen aus. Die Befragten bevorzugen passive Erholungsformen wie etwa das Betrachten des Parks sowie Natur zu erleben. Die Parkbesucher sind der Auffassung, dass die Verschattung, Sauerstofferzeugung, das Vorhandensein von Erholungsflächen, der Naturkontakt und die Ästhetik die wichtigsten Ökosystemleistungen sind. Insgesamt bewerteten weniger als die Hälfte der Parkbesucher den Zustand der Grünflächen von Xi’an positiv ein. Vergleichsweise besser bewertet wurden die Vegeta

Green infrastructure and ecosystem services gained attention as promising concepts to advance environmental planning in urban areas, but their consideration in research and in planning practice is not well related to each other. This thesis deals with multifunctionality as a linking concept. Theoretical foundations of the three concepts were reviewed and their practical application empirically analysed in case studies. From this, a conceptual and application-oriented knowledge base for a comprehensive consideration of multifunctionality was developed. The thesis thus contributes to the theoretical underpinning of green infrastructure and its operationalisation for planning practice., Grüne Infrastruktur und Ökosystemleistungen haben als vielversprechende Ansätze für die Umweltplanung in Städten Beachtung erlangt, aber sie sind unterschiedlich in Forschung und Planungspraxis eingegangen. Diese Doktorarbeit befasst sich mit Multifunktionalität als konzeptionelle Verbindung zwischen beiden Ansätzen. Zum einen wurden die theoretischen Grundlagen beider Ansätze analysiert, zum anderen ihre Anwendung in der Praxis in Fallstudien empirisch untersucht. Daraus wurde eine sowohl konzeptionelle als auch anwendungsorientierte Wissensbasis abgeleitet, um Multifunktionalität umfassend zu betrachten. Die Arbeit trägt zur theoretischen Auseinandersetzung mit der grünen Infrastruktur und ihrer Umsetzung in der Praxis bei.

Ecosystem-based approaches have gained increasing attention for urban climate adaptation. This thesis assesses their current state of integration and their effectiveness for regulating extreme events. In municipal adaptation strategies of German cities references to the components of ecosystem-based approaches could be identified. Scenario modelling further revealed the contribution of different types of green infrastructure to heat and runoff mitigation, but showed varying potentials. Finally, practical implications for urban planning were discussed., Ökosystem-basierte Ansätze für städtische Klimaanpassung erfahren derzeit viel Aufmerksamkeit. Diese Dissertation untersucht ihre aktuelle Anwendung und ihre Wirksamkeit zur Regulation von Hitze- und Starkregenereignissen. In Klimaanpassungsstrategien deutscher Städte wurden Referenzen zu diesen Ansätzen identifiziert. Durch Szenariomodellierung wurde weiterhin der Beitrag verschiedener Begrünungsarten zu Hitze- und Starkregenregulation quantifiziert, welcher unterschiedliche Potentiale bietet. Abschließend wurden Handlungsempfehlungen für die Planungspraxis diskutiert.

The entire process of sustainable urban development is creative, changeable and challengeable. It requires new urban and landscape planning methods and government responses as well as management capacities to mitigate climate change, halt biodiversity loss and enhance ecosystem services. As an innovative planning and strategic method, urban green infrastructure planning aims to meet these challenges, in particular, by promoting multifunctionality and connectivity in green infrastructure. Nevertheless, the role of urban green infrastructure and the multiple ecosystem services provided by green infrastructure in urban areas is still marginal in urban planning processes. The lack of adequate mapping and functional analysis methods is a significant factor in this. This dissertation, comprised of three papers, explores urban green infrastructure planning as an approach to enhancing multifunctional greenspace networks for sustainable urban development. It investigates the character of urban green infrastructure planning and fills research gaps by analyzing its multiple functions and undertaking connectivity mapping. Key research topics are the conceptual evolution of green infrastructure, the assessment of multifunctional green infrastructure as well as the spatial patterns in relation to equitable access for citizens to urban green spaces. First, Paper I focuses on the conceptual development of green infrastructure and its respective functional analysis at various spatial scales. It examines what green infrastructure actually measures, and questions whether its current manifestations are consistent with its conceptual development. Furthermore, it seeks to find out whether there are specific trends in the conceptual evolution of definitions of green infrastructure, and whether there are gaps between this evolution and the implementation of green infrastructure in the context of advancing sustainable development. It demonstrates that at this point in time, multifunctionali, Der Prozess nachhaltiger Stadtentwicklung ist kreativ, dynamisch und herausfordernd. Er erfordert neue Methoden der Stadt- und Landschaftsplanung genauso wie staatliches Handeln, verbunden mit einer größeren Kapazität für das Stadtmanagement, um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Stadt abzuschwächen, den Verlust der biologischen Vielfalt aufzuhalten und Ökosystemleistungen zu verbessern. Als innovativer Ansatz der strategischen Planung zielt die urbane grüne Infrastrukturplanung auf die Bewältigung dieser Herausforderungen ab, insbesondere durch Entwicklung multifunktionaler und vernetzter grüner Infrastruktur. Dennoch ist die Rolle der städtischen grünen Infrastruktur und der vielfältigen Ökosystemdienstleistungen, die von grüner Infrastruktur in städtischen Gebieten erbracht werden, in Planungsprozessen immer noch marginal, da es an geeigneten Methoden zur Kartierung und Analyse ihrer Funktionen fehlt. Die vorliegende Dissertation, die aus drei Artikeln besteht, untersucht die Planung städtischer grüner Infrastruktur als einen Ansatz zur Verbesserung multifunktionaler Netzwerke hin zu urbaner Nachhaltigkeit. Sie unterstreicht die Besonderheiten der Planung urbaner grüner Infrastruktur und schließt Lücken in der Analyse ihrer Funktionen und Konnektivität. Zentrale Forschungsthemen sind die konzeptionelle Entwicklung von grüner Infrastruktur, die Bewertung multifunktionaler grüner Infrastruktur sowie die Analyse der räumlichen Verteilungsmuster mit ihren Folgen für einen gerechten Zugang zu städtischer grüner Infrastruktur durch die Bevölkerung. Zunächst konzentriert sich Aufsatz I auf die Entwicklung des Konzepts der grünen Infrastruktur sowie deren Funktionsanalyse auf verschiedenen räumlichen Skalen. Es wird untersucht, welche grüne Infrastruktur tatsächlich gemessen wird, und es wird hinterfragt, ob ihre aktuellen Erscheinungsformen mit der konzeptionellen Entwicklung konsistent sind. Darüber hinaus soll herausgefunden werden, ob es spezifische Trends in

Women’s land access is influenced by norms prevalent in the society. These norms influence women’s bargaining power with significant impact on overall wellbeing. In agrarian countries like Malawi, gendered institutions shape women farmers’ access to land, however, national policies have failed to substantially address how poverty and the perception of women as economic agents with equal rights i.e., human recognition, intersect with overall development. This research examines the effect of human recognition, a facet of human development, on land access and material wellbeing of women farmers in Malawi., Der Zugang von Frauen zu Land wird durch Normen beeinflusst, die in der Gesellschaft vorherrschen. Diese Normen beeinflussen die Verhandlungsmacht von Frauen mit erheblichen Auswirkungen auf das allgemeine Wohlbefinden. In Agrarländern wie Malawi prägen geschlechtsspezifische Institutionen den Zugang von Frauen zu Land, doch die nationalen Politiken haben es versäumt, sich eingehend mit der Frage zu befassen, wie Armut und die Wahrnehmung von Frauen als gleichberechtigte Wirtschaftsakteure, d.h. die menschliche Anerkennung, mit der allgemeinen Entwicklung zusammenhängen. Diese Forschung untersucht die Auswirkungen der menschlichen Anerkennung, einer Facette der menschlichen Entwicklung, auf den Zugang zu Land und das materielle Wohlergehen von Landwirtinnen in Malawi.

Das Bayerische Klimaprogramm 2020 fördert Klimaanpassungsstrategien in Privat- und Körperschaftswäldern. Daher wurde 2008 die „Bergwaldoffensive“ gestartet. Dieses forstpolitische Programm schlägt partizipative Verfahren zur Zielerreichung vor. Die Arbeit zeigt auf, wie die Forstverwaltung diese neue Strategie in ihr Verwaltungshandeln integriert und konkret umgesetzt hat. Ausgehend von einem sozialkonstruktivistischen Paradigma wird der Frage nachgegangen, wie Partizipation als spezifische Interaktionsform aus Verwaltungsperspektive verstanden werden kann., The Bavarian Climate Program 2020 promotes climate adaptation strategies in private and corporate forests. Therefore the ‘Mountain Forest Initiative’ was started in 2008. This forestry policy program proposes participatory processes for achieving the objectives. This thesis shows how the forestry administration has integrated and implemented this new strategy in its administrative activities. Based on a social constructivist paradigm the question of how participation as a specific form of interaction can be understood from an administrative perspective is examined.

Humans place considerable demands on the environment for their well-being. Land use activities are intensifying worldwide and the impacts that such activities have on the natural environment are abundant. Land use activities contribute to a loss of the provisioning of many important ecosystem services. The provisioning of good quality water is a vital ecosystem service that is fundamental for a sustainable globe. Land use activities place an extensive amount of pressure on ecosystems to provide good quality water, especially since such activities are a major source of pollutants reaching water sources. Land managers are confronted to fill the gaps in their knowledge regarding the impacts that land use activities have on ecosystem services. Simplified assessment approaches that incorporate land use/land cover (LULC) to assess the impacts of land use activities on ecosystem services and water quality are relative easy to apply compared to complex modeling tools. These knowledge-based assessment approaches rely on freely available public data, literature and expert knowledge. Their application is particularly useful for data scarce regions. The aim of the thesis was to improve and adapt existing knowledge-based assessment approaches to assess the effects of LULC on (i) groundwater and (ii) river water quality, and (iii) certain ecosystem services based on available data and knowledge. The improved approaches were tested for regions under intense land use activities along the southern coast of the Western Cape Province located in South Africa. The first approach used LULC parameters not considered before in the DRASTIC approach to assess the nitrogen pollution potential of groundwater. A spatial assessment approach was developed to delineate the submarine groundwater discharge areas that might contribute to the pollution potential of coastal waters. The findings indicated that the addition of the nitrogen related LULC parameters facilitate to determine if a land use act, Für das Wohlbefinden stellt der Mensch erhebliche Anforderungen an seine Umwelt. Weltweit nehmen die Landnutzungsaktivitäten zu und führen zu steigenden Auswirkungen auf die natürliche Umwelt. Des weiteren tragen diese Landnutzungsaktivitäten dazu bei, dass viele wichtige Ökosystemdienstleistungen nicht mehr bereitgestellt werden können. Der Zugang zu qualitativ hochwertigem Wasser ist eine wichtige Ökosystemdienstleistung, die für eine nachhaltige Welt von grundlegender Bedeutung ist. Landnutzungsaktivitäten üben als Hauptquelle für Schadstoffe einen erheblichen Druck auf die Bereitstellung von qualitativ hochwertigem Wasser aus, sobald diese in die Gewässer des Ökosystems gelangen. Landnutzungs-Manager sehen sich damit konfrontiert, Wissenslücken in Bezug auf die Auswirkungen von Landnutzungsaktivitäten auf Ökosystemdienstleistungen zu schließen. Vereinfachte Bewertungsansätze, welche die Landnutzung/Landbedeckung (LULC) zur Bewertung der Auswirkungen von Landnutzungsaktivitäten auf Ökosystemleistungen und Wasserqualität umfassen, sind im Vergleich zu komplexen Modellierungsinstrumenten relativ einfach anzuwenden. Diese wissensbasierten Bewertungsansätze stützen sich auf frei verfügbare öffentliche Daten, Literatur und Expertenwissen. Ihre Anwendung ist besonders nützlich in Regionen mit schlechter Datenverfügbarkeit. Ziel der Arbeit war es, vorhandene Daten und Kenntnisse zu nutzen, um bestehende Bewertungsansätze zu verbessern und anzupassen und somit die Auswirkungen von LULC auf (i) Grundwasser und (ii) Wasserqualität in Flüssen sowie (iii) bestimmte Ökosystemdienstleistungen zu bewerten. Die verbesserten Ansätze wurden für Regionen mit intensiven Landnutzungsaktivitäten entlang der Südküste der in Südafrika gelegenen Westkap-Provinz getestet. Im ersten Bewertungsansatz wurden LULC-Parameter verwendet, welche zuvor nicht im DRASTIC-Ansatz berücksichtigt wurden, um das Stickstoffbelastungspotenzial des Grundwassers zu bewerten. Weiter wurde ein räumlicher Bewer

Das Bayerische Klimaprogramm 2020 fördert Klimaanpassungsstrategien in Privat- und Körperschaftswäldern. Daher wurde 2008 die „Bergwaldoffensive“ gestartet. Dieses forstpolitische Programm schlägt partizipative Verfahren zur Zielerreichung vor. Die Arbeit zeigt auf, wie die Forstverwaltung diese neue Strategie in ihr Verwaltungshandeln integriert und konkret umgesetzt hat. Ausgehend von einem sozialkonstruktivistischen Paradigma wird der Frage nachgegangen, wie Partizipation als spezifische Interaktionsform aus Verwaltungsperspektive verstanden werden kann., The Bavarian Climate Program 2020 promotes climate adaptation strategies in private and corporate forests. Therefore the ‘Mountain Forest Initiative’ was started in 2008. This forestry policy program proposes participatory processes for achieving the objectives. This thesis shows how the forestry administration has integrated and implemented this new strategy in its administrative activities. Based on a social constructivist paradigm the question of how participation as a specific form of interaction can be understood from an administrative perspective is examined.

Urban sprawl in Asian megacities puts strong pressure on densely populated agricultural land in the peri-urban zone. It has created a specific feature called “desakota” where urban and rural systems are intermingled and cause socioeconomic and ecological conflicts. In order to deal with this issue, this study aims to explore the potential of peri-urban agriculture (PUA) to deliver multifunctional benefits and curb further urban sprawl. A multilevel study was applied and the results show that PUA has multiple functions on different ranges of areas that should be managed differently., Städtische Zersiedelung in asiatischen Megacities übt starken Druck auf deren landwirtschaftlich geprägte dicht besiedelte Randgebiete aus. Die sich daraus ergebende Vermischung urbaner und ländlicher Systeme wird als “desakota” bezeichnet, welche ökonomische, soziale und ökologische Konflikte mit sich bringt. Die vorliegende Studie widmet sich diesem Thema mit dem Ziel der Unteruschung des Potenzials einer stadtnahen Landwirtschaft (engl. peri-urban agriculture – PUA), multifunktionale Leistungen zu erbringen und einer weiteren Zersiedelung entgegenzuwirken. Ein Mehrebenenansatz wurde angewendet, dessen Ergebnisse zeigen, dass PUA vielfältige Funktionen innerhalb verschiedener Gebiete hat, die unterschiedlich verwaltet werden sollten.

The amount and the availability of green spaces are influenced by urban dynamics and, consequently, their spatial distribution is uneven in most cities and urban regions. However, the impacts of these different urban dynamics on green space have not yet been systematically and quantitatively assessed. Therefore, this research emphasizes the impacts of urban dynamics on green space in urban regions using a multiple scenario modeling approach. This novel and straightforward scenario modeling approach provides rare evidence of the respective advantages and disadvantages of different urban dynamics with respect to green spaces., Das Ausmaß und die Zugänglichkeit von Grünflächen werden beeinflusst von städtischen Entwicklungen und dies führt zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Grünflächen in den meisten Städten und städtischen Regionen. Die Auswirkungen dieser urbanen Dynamik auf die städtischen Grünflächen wurden jedoch bislang noch nicht systematisch und quantitativ ermittelt. Ziel dieser Untersuchung ist daher, die Auswirkungen dieser urbanen Dynamik auf die Grünflächen in urbanen Gebieten mit Hilfe multipler Szenarioanalysen (engl. multiple scenario modeling) zu untersuchen. Dieser neuartige und direkte Modellierungsansatz ist ein seltener Beleg für die jeweiligen Vor- und Nachteile unterschiedlicher urbaner Entwicklung in Bezug auf Grünflächen.

The dearth of spatially-explicit, socio-perceptual methods currently represents a large gap in urban green space planning. This thesis explores the suitability of public participation geographic information systems (PPGIS) to assess cultural ecosystem services and enhance urban green infrastructure planning. The research includes strategic plan analysis, stakeholder interviews and a PPGIS survey on green space use and perceptions using the case study city of Berlin. Results indicate a high suitability of PPGIS to meet these stated aims and tackle current planning challenges., Der Mangel an räumlich-expliziten, sozio-perzeptuellen Methoden stellt bisher eine große Lücke in der städtischen Grünflächenplanung dar. Diese Dissertation untersucht die Eignung partizipativer geographischer Informationssysteme (PPGIS) kulturelle Ökosystemleistungen zu bewerten und urbane grüne Infrastrukturplanung zu verbessern. Die Forschung umfasst strategische Plananalysen, Stakeholder-Interviews und eine PPGIS-Umfrage zur Nutzung und Wahrnehmung von Grünflächen im Rahmen der Fallstudie Berlin. Die Ergebnisse weisen auf eine gute Eignung von PPGIS hin, die genannten Ziele zu erreichen bzw. aktuellen Herausforderungen in der Planung gezielt anzugehen.

This study contributes to using ecosystem services as a concept for the design and planning of green spaces, taking the City of Xi’an, Central China, as a case study. The aims of the study were to (a) develop and apply an approach for the rapid appraisal of ecosystem services provided by urban green space; (b) identify the relationships between park features and their ecosystem services; (c) assess park visitors’ use habits, perception and appreciation of ecosystem services; (d) draw conclusions for the future design and management of urban green space in Xi’an and Chinese cities. The methodology consisted of a combination of methods from the natural and social sciences including documentary analyses, visual inspection of satellite imagery, and a questionnaire survey. Furthermore, based on the assessment indicators which were derived from the land cover, vegetation structure and the user questionnaire, an integrated approach was developed using simple rating rules to assess the ecosystem services generated by green spaces of Xi’an. The results of the field survey reveal that older parks usually show more variations in compositions of land cover and vegetation structure. Larger parks located within the third ring road have a higher percentage cover of lawn and the older parks located within the second ring road of Xi’an have more playgrounds. Respondents show preferences for passive recreational activities. They think that shading, O2 release, recreational places, contact with nature and aesthetics are the most important services provided by green spaces. Overall, there is a request for more vegetation coverage, improved microclimate, cleanliness and scenic beauty. Moreover, the respondents clearly expressed the need for more shade, opportunities to watch nature, flowers and better management of green spaces. The personal backgrounds and park features also influence the respondents’ use, perception and demands. For example, the elders enjoy a broader range of activit, Diese Untersuchung soll dazu beitragen, den Ansatz der Ökosystemleistungen für die Planung und Gestaltung von städtischen Grünflächen verstärkt zu verwenden, mit der Stadt Xi’an in Zentralchina als Fallstudie. Ziele der Untersuchung waren (a) einen Ansatz für die einfache und rasche Erfassung und Bewertung von Ökosystemleistungen städtischer Grünflächen zu entwickeln und zu erproben, (b) die Beziehungen zwischen der Beschaffenheit der Parkanlagen und den Ökosystemleistungen zu analysieren, (c) die Nutzung der Parks, sowie die Wahrnehmung und Wertschätzung der Ökosystemleistungen durch die Parkbesucher zu ermitteln, und (d) Schlussfolgerungen für die zukünftige Gestaltung und Pflege von städtischen Grünflächen in Xi’an und anderen chinesischen Städten zu ziehen. Die Vorgehensweise bestand aus einer Kombination von natur- und sozialwissenschaftlichen Methoden. Schließlich wurde aus den Daten zu den Landbedeckungsarten, der Vegetationsstruktur und den Interviewergebnissen zur Grünflächennutzung und Wahrnehmung ein integrierter Ansatz zur Bewertung der Ökosystemleistungen städtischer Grünflächen entwickelt und für Xi’an entwickelt. Die Vegetation nimmt die größten Flächenanteile an den Grünflächen ein. Mehrschichtige Gehölzstrukturen und Baum-Strauch-Rasen-Strukturen sind die vorherrschenden Vegetationsstrukturtypen. Größere Parkanlagen innerhalb der dritten Ringstraße haben einen höheren Anteil an Rasenflächen und ältere Parks innerhalb der zweiten Ringstraße von Xi’an zeichnen sich durch mehr Spielflächen aus. Die Befragten bevorzugen passive Erholungsformen wie etwa das Betrachten des Parks sowie Natur zu erleben. Die Parkbesucher sind der Auffassung, dass die Verschattung, Sauerstofferzeugung, das Vorhandensein von Erholungsflächen, der Naturkontakt und die Ästhetik die wichtigsten Ökosystemleistungen sind. Insgesamt bewerteten weniger als die Hälfte der Parkbesucher den Zustand der Grünflächen von Xi’an positiv ein. Vergleichsweise besser bewertet wurden die Vegeta

Rivers are hotspots for biological diversity and sources of ecosystem services. After centuries of degradations, river restoration has been recognized as essential to reestablish their socio-ecological quality. This research aims (1) to identify the different restoration practices and drivers, and examine the particularities of urban river restorations, and (2) to assess the potential conflicts inside the socio-ecological system. It concludes, that the better consideration of the socio-ecological system should allow the maximum benefit for both humans and the environment., Die Flussrenaturierung wurde zur Wiederherstellung der sozio-ökologischen Qualität der Flüsse erkannt. Diese Studie hat sich zum Ziel gesetzt unterschiedliche Renaturierungspraktiken und deren Triebkräfte zu identifizieren, die Besonderheiten städtischer Flussrenaturierungen zu untersuchen und die potenziellen Interessenskonflikte im sozio-ökologischen System zu bewerten. Eine wichtige Schlussfolgerung ist, dass eine verbesserte Einbeziehung des sozio-ökologischen Systems, zu besseren Ergebnisse führen könnte, und dadurch der Nutzen für Mensch und Ökologie maximiert wird.

Green infrastructure and ecosystem services gained attention as promising concepts to advance environmental planning in urban areas, but their consideration in research and in planning practice is not well related to each other. This thesis deals with multifunctionality as a linking concept. Theoretical foundations of the three concepts were reviewed and their practical application empirically analysed in case studies. From this, a conceptual and application-oriented knowledge base for a comprehensive consideration of multifunctionality was developed. The thesis thus contributes to the theoretical underpinning of green infrastructure and its operationalisation for planning practice., Grüne Infrastruktur und Ökosystemleistungen haben als vielversprechende Ansätze für die Umweltplanung in Städten Beachtung erlangt, aber sie sind unterschiedlich in Forschung und Planungspraxis eingegangen. Diese Doktorarbeit befasst sich mit Multifunktionalität als konzeptionelle Verbindung zwischen beiden Ansätzen. Zum einen wurden die theoretischen Grundlagen beider Ansätze analysiert, zum anderen ihre Anwendung in der Praxis in Fallstudien empirisch untersucht. Daraus wurde eine sowohl konzeptionelle als auch anwendungsorientierte Wissensbasis abgeleitet, um Multifunktionalität umfassend zu betrachten. Die Arbeit trägt zur theoretischen Auseinandersetzung mit der grünen Infrastruktur und ihrer Umsetzung in der Praxis bei.

Structure and function of trees, tree groups and stands are heavily interwoven. The spatially explicit structure of standing trees, especially regarding the inner crown is hard to measure in a non-destructive manner. Therefore, this dissertation is based on the development of novel methodologies for the processing of terrestrial laser scanner data as well as the TLS-based measurement of structures of different tree species on different detail levels and under varying environmental conditions., Struktur und Funktion von Bäumen, Baumgruppen und Beständen sind eng miteinander verbunden. Die räumliche Struktur von stehenden Bäumen, insbesondere im Kronenraum ist nur schwer zerstörungsfrei zu quantifizieren. Diese Dissertation befasst sich daher mit der Entwicklung neuartiger Auswertungsverfahren terrestrischer Laserscannerdaten sowie der TLS-basierten Messung von Strukturen verschiedener Baumarten auf unterschiedlichen Detailebenen und unter unterschiedlichen Umweltbedingungen.

The thesis examines tree growth under urban and rural environmental conditions. For this, trees in metropolises and in forests were sampled worldwide. The results show to which amount tree growth is decelerated through sealed surface in cities and high stand density in forests. Global and local climate changes can lead to higher growth rates in urban areas. The reasons for the changes in growth and its consequences for practical use are covered in the discussion., Die Arbeit untersucht das Baumwachstum unter urbanen und ruralen Umweltbedingungen. Hierfür wurden weltweit Bäume in Metropolen und in Wäldern beprobt. Die Ergebnisse zeigen, in welchem Ausmaß das Baumwachstum durch die Versiegelung in Städten und die Bestandesdichte in Wäldern abgebremst wird. Globale und lokale Klimaänderungen können im urbanen Raum zu einer Wuchsbeschleunigung führen. In der Diskussion werden die Ursachen der Wachstumsänderungen und ihre Konsequenzen für die Praxis behandelt.

Ecosystem-based approaches have gained increasing attention for urban climate adaptation. This thesis assesses their current state of integration and their effectiveness for regulating extreme events. In municipal adaptation strategies of German cities references to the components of ecosystem-based approaches could be identified. Scenario modelling further revealed the contribution of different types of green infrastructure to heat and runoff mitigation, but showed varying potentials. Finally, practical implications for urban planning were discussed., Ökosystem-basierte Ansätze für städtische Klimaanpassung erfahren derzeit viel Aufmerksamkeit. Diese Dissertation untersucht ihre aktuelle Anwendung und ihre Wirksamkeit zur Regulation von Hitze- und Starkregenereignissen. In Klimaanpassungsstrategien deutscher Städte wurden Referenzen zu diesen Ansätzen identifiziert. Durch Szenariomodellierung wurde weiterhin der Beitrag verschiedener Begrünungsarten zu Hitze- und Starkregenregulation quantifiziert, welcher unterschiedliche Potentiale bietet. Abschließend wurden Handlungsempfehlungen für die Planungspraxis diskutiert.

Die Gemeinschaftsalmen sind der Rest einer im 5. und 6. Jahrhundert entstandenen gemeinschaftlichen Bewirtschaftungsform. Die bis heute erfolgte Bewahrung dieser Almen im Alpengebiet lässt sich auf die geringere Produktivität der Standorte zurückführen, die für andere landwirtschaftliche Aktivitäten weniger geeignet sind. Heute stellen die Gemeinschaftsalmen eine Reihe von wichtigen Leistungen für die Gesellschaft bereit. Zu nennen sind hierbei der Erhalt der Artenvielfalt und der Kulturlandschaft im Alpenraum. Ziel dieser Arbeit ist es, die Bedeutung der Gemeinschaftsalmen für die Region und die Landwirtschaft darzustellen. Ein Augenmerk wird dabei auf die Möglichkeiten und Konsequenzen ihrer Nutzung für einzelne landwirtschaftliche Betriebe gelegt. Darüber hinaus erfolgt eine ausführliche Beschreibung der Organisationsformen. Abschließend werden Empfehlungen gegeben, um eine zweckmäßige Weiterbewirtschaftung der Almflächen gewährleisten zu können., There is a long-established tradition of collective grazing systems in the alpine area of Germany dating back to the 5th - 6th centuries. Southern Bavaria is one of the few regions where this tradition has survived. Indeed there adverse natural conditions such as low temperature, pronounced relief, steepness, etc limits the ability to intensify use of the land. The use of collective alps provide a range of important ecological and social functions for society such as preservation of habitat for the conservation of endemic plants and animals, maintenance of recreational areas with aesthetic and cultural values, etc. The aim of this thesis is to provide an analysis of the significance of the collective alps for the region and its agriculture. For this purpose attention is paid to the advantages of the collective alps for the participating farmers. Furthermore it provides an extensive description of the collective alps and it carries out an estimation of utilisation intensity. As a result recommendations are made to ensure sustainable use and the survival of these common lands.

The thesis examines tree growth under urban and rural environmental conditions. For this, trees in metropolises and in forests were sampled worldwide. The results show to which amount tree growth is decelerated through sealed surface in cities and high stand density in forests. Global and local climate changes can lead to higher growth rates in urban areas. The reasons for the changes in growth and its consequences for practical use are covered in the discussion., Die Arbeit untersucht das Baumwachstum unter urbanen und ruralen Umweltbedingungen. Hierfür wurden weltweit Bäume in Metropolen und in Wäldern beprobt. Die Ergebnisse zeigen, in welchem Ausmaß das Baumwachstum durch die Versiegelung in Städten und die Bestandesdichte in Wäldern abgebremst wird. Globale und lokale Klimaänderungen können im urbanen Raum zu einer Wuchsbeschleunigung führen. In der Diskussion werden die Ursachen der Wachstumsänderungen und ihre Konsequenzen für die Praxis behandelt.

Structure and function of trees, tree groups and stands are heavily interwoven. The spatially explicit structure of standing trees, especially regarding the inner crown is hard to measure in a non-destructive manner. Therefore, this dissertation is based on the development of novel methodologies for the processing of terrestrial laser scanner data as well as the TLS-based measurement of structures of different tree species on different detail levels and under varying environmental conditions., Struktur und Funktion von Bäumen, Baumgruppen und Beständen sind eng miteinander verbunden. Die räumliche Struktur von stehenden Bäumen, insbesondere im Kronenraum ist nur schwer zerstörungsfrei zu quantifizieren. Diese Dissertation befasst sich daher mit der Entwicklung neuartiger Auswertungsverfahren terrestrischer Laserscannerdaten sowie der TLS-basierten Messung von Strukturen verschiedener Baumarten auf unterschiedlichen Detailebenen und unter unterschiedlichen Umweltbedingungen.

Research focusing on urban trees and their services is a recent field of science. This thesis deals with the species Tilia cordata and Robinia pseudoacacia. An overview of growth in various age classes was generated, illustrating the lifecycle of both species. A study over the drought summer 2015 revealed significant relationships of the microclimate with the growth of T. cordata. Most pronounced effects had transpiration, indicating a trade-off between growth, transpiration and cooling. Further, three ecosystem services were calculated, highlighting the role of urban trees for moderating the climate, contributing to climate change mitigation in urban areas., Stadtbäume sind ein wesentlicher Bestandteil städtischer Freiräume. Diese Arbeit befasst sich mit den Arten Tilia cordata und Robinia pseudoacacia. Für eine Darstellung des Lebenszyklus beider Arten wurde das Wachstum in verschiedenen Altersklassen aufgezeigt. In einer Studie während des trockenen Sommers 2015 konnten signifikante Zusammenhänge des Mikroklimas mit dem Wachstum von T. cordata nachgewiesen werden. Den größten Einfluss auf das Wachstum hatte die Transpiration, was einen Kompromiss zwischen Wachstum, Transpiration und Abkühlungswirkung deutlich macht. Weiter wurden drei Ökosystemleistungen berechnet, diese bestätigen die Rolle von Stadtbäumen für das Stadtklima.

Die Arbeit untersucht am Beispiel des Bayerischen Dorfentwicklungsprogramms die Ansatzpunkte im Dorferneuerungsprozess, um Akteure in Richtung einer Reduzierung der Flächeninanspruchnahme zu steuern. Hierzu werden mit Methoden der qualitativen empirischen Sozialforschung zwei im Merkmal des Siedlungsdrucks kontrastierende Fallstudien durchgeführt und das Handeln der Akteure und die im Prozess verwendeten Steuerungsinstrumente analysiert., The thesis analyses how village renewal processes within the Bavarian Village Development Program can promote a reduction of land take among involved actors. Through methods of qualitative empirical social research, two case studies with contrasting demographic development are being carried out to assess stakeholder interaction and instruments applied throughout the process.

Research focusing on urban trees and their services is a recent field of science. This thesis deals with the species Tilia cordata and Robinia pseudoacacia. An overview of growth in various age classes was generated, illustrating the lifecycle of both species. A study over the drought summer 2015 revealed significant relationships of the microclimate with the growth of T. cordata. Most pronounced effects had transpiration, indicating a trade-off between growth, transpiration and cooling. Further, three ecosystem services were calculated, highlighting the role of urban trees for moderating the climate, contributing to climate change mitigation in urban areas., Stadtbäume sind ein wesentlicher Bestandteil städtischer Freiräume. Diese Arbeit befasst sich mit den Arten Tilia cordata und Robinia pseudoacacia. Für eine Darstellung des Lebenszyklus beider Arten wurde das Wachstum in verschiedenen Altersklassen aufgezeigt. In einer Studie während des trockenen Sommers 2015 konnten signifikante Zusammenhänge des Mikroklimas mit dem Wachstum von T. cordata nachgewiesen werden. Den größten Einfluss auf das Wachstum hatte die Transpiration, was einen Kompromiss zwischen Wachstum, Transpiration und Abkühlungswirkung deutlich macht. Weiter wurden drei Ökosystemleistungen berechnet, diese bestätigen die Rolle von Stadtbäumen für das Stadtklima.

Die Arbeit untersucht am Beispiel des Bayerischen Dorfentwicklungsprogramms die Ansatzpunkte im Dorferneuerungsprozess, um Akteure in Richtung einer Reduzierung der Flächeninanspruchnahme zu steuern. Hierzu werden mit Methoden der qualitativen empirischen Sozialforschung zwei im Merkmal des Siedlungsdrucks kontrastierende Fallstudien durchgeführt und das Handeln der Akteure und die im Prozess verwendeten Steuerungsinstrumente analysiert., The thesis analyses how village renewal processes within the Bavarian Village Development Program can promote a reduction of land take among involved actors. Through methods of qualitative empirical social research, two case studies with contrasting demographic development are being carried out to assess stakeholder interaction and instruments applied throughout the process.

Multifunctional development of peri-urban agriculture is the central topic of this thesis. Farming structures and agricultural land use in their spatial dimension as well as activities and adaptation behaviour of individual holdings in metropolitan regions of the EU27 were analysed. Results indicate tendencies of intensification and specialisation of production and environmental and leisure orientation at the same time. Both suggest prevailing urban demands and multifunctional farm response., Die multifunktionale Entwicklung stadtnaher Landwirtschaft ist zentrales Thema der vorliegenden Dissertation. Anhand räumlicher Analysen landwirtschaftlicher Betriebsstrukturen und Bodennutzung sowie Untersuchungen einzelbetrieblicher Ausrichtungen und Anpassungsverhalten in europäischen Metropolräumen werden Intensivierungs- und Spezialisierungstendenzen einerseits sowie Ökologisierung und Freizeitorientierung anderseits nachgewiesen, die auf Stadt-Umland-Beziehungen rückzuführen sind.

Die Arbeit untersucht am Beispiel von Bayern das Potenzial der Integrierten Ländlichen Entwicklung (ILE) als informelles Instrument zur Kulturlandschaftsentwicklung. Auf Basis einer qualitativen Analyse von vier ausgewählten Fallstudien wird aufgezeigt, welche Möglichkeiten und Grenzen die ILE zur Kulturlandschaftsentwicklung bietet und wo Ansatzpunkte eines Zusammenwirkens mit der formellen Landschafts- und Raumordnungsplanung bestehen., Using the example of Bavaria, this thesis investigates the potential of Integrated Rural Development (IRD) as an informal instrument for landscape management. Based on the qualitative analysis of four selected case-studies the research identifies the options and limitations of IRD for landscape management as well as existing points of smooth interaction for cooperation with formal landscape and spatial planning.

This study aims at analyzis of possible effects of Natura 2000 on European beech forests within the three major biogeographical regions. We evaluated a significant number of structural as well as vegetation indicators in terms of comparison between N2000 and non N2000 sites., Wir haben die möglichen Effekte des N2000 Managements auf die Europäischen Buchenwälder in 3 biogeographischen Regionen untersucht. Es wurden sowohl strukturelle als auch vegetationsökologische Indikatoren im Rahmen eines N2000-nonN2000-Vergleichs ausgewertet.

In der Arbeit werden landwirtschaftliche und gesellschaftliche Ausgangsbedingungen der Umsetzung klimaschonender Moorbewirtschaftung, deren ökonomische Konsequenzen für landwirtschaftliche Betriebe und die resultierenden Emissionsvermeidungskosten analysiert. Datengrundlage sind Betriebs- und Stakeholderbefragungen in sechs deutschen Moorgebieten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umsetzungspotenziale klimaschonender Moorbewirtschaftung stark von regionalen Ausgangsbedingungen geprägt sind und die Kosten der Umsetzung betriebsindividuell stark variieren., The study analyses agricultural and societal prerequisites for the implementation of climate-friendly peatland management in Germany. Moreover it calculates related economic consequences for farmers and resulting emission abatement costs. The work is based on an extensive farm and stakeholder survey in six German peatland areas. Results show that the potential of climate-friendly peatland management is strongly determined by regional conditions and that the implementation costs and abatement costs strongly vary among individual farms.

This study aims at analyzis of possible effects of Natura 2000 on European beech forests within the three major biogeographical regions. We evaluated a significant number of structural as well as vegetation indicators in terms of comparison between N2000 and non N2000 sites., Wir haben die möglichen Effekte des N2000 Managements auf die Europäischen Buchenwälder in 3 biogeographischen Regionen untersucht. Es wurden sowohl strukturelle als auch vegetationsökologische Indikatoren im Rahmen eines N2000-nonN2000-Vergleichs ausgewertet.

This dissertation contains a remote sensing based analysis of landscape configuration and landscape dynamics in Central Chile from 1975 to 2008 as a prerequisite for planning Forest Landscape Restoration. The analysis of factors influencing vegetation loss and gains, as well as the spatial analysis of potential forest functions built the basis for developing an integrative planning approach to localize potential multifunctional restoration areas, while accounting for detected recent historical forest distribution and regeneration., Mittels Fernerkundung wurden Landschaftsausprägung und Dynamik des Landschaftswandels in Zentralchile von 1975 bis 2008 untersucht, um Grundlagen für eine regionale Planung für Waldrestaurierung zu schaffen. Basierend auf der Analyse von Einflussfaktoren für Vegetationsverlust und Regenerierung sowie der Kartierung potentieller Waldfunktionen wird in der Arbeit ein Planungsansatz entwickelt, der die Lokalisierung potentieller multifunktionaler Restaurierungsflächen beinhaltet und der Verbreitung des Waldes und seiner Regeneration im Studienzeitraum Rechnung trägt.

This dissertation explores distribution patterns of epiphytic orchids together with the micro-site conditions as host characteristics, in a land use gradient of epiphytic orchids in the Himalayas from natural forest stands up to single remaining trees in densely settled city centers. We used our results to develop general perspectives for conservation of epiphytic (orchids) communities. As expected most of the orchid species prefer less disturbed areas; however, several species also may grow on individual trees in polluted city centers. While our special results have strong local relevance for our study area, Kathmandu Valley in Nepal, the general outcomes are also relevant for many agricultural and urban areas in the tropics and subtropics., Die Arbeit untersucht die standörtliche Abhängigkeit des Vorkommens epiphytischer Orchideen in einem Gradienten der Nutzungsintensität vom naturnahen Wald (Nationalpark) bis hin zu verbleibenden Einzelbäumen im dicht bevölkerten Stadtzentrum am Beispiel des Kathmandu-Tals in Nepal. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Reaktion der Arten auf die speziellen, z.T. anthropogen stark geprägten kleinstandörtlichen Gegebenheiten werden zu einem übergreifenden Konzept für den zukünftigen Schutz von epiphytischen (Orchideen) Gemeinschaften verwendet. Auch wenn die naturwissenschaftlichen Grundlagen an einem speziellen Beispiel am Abhang des Himalayas gewonnen wurden, können die konzeptionellen Vorschläge doch auf weite Teile der feuchten Tropen und Subtropen übertragen werden.

Multifunctional development of peri-urban agriculture is the central topic of this thesis. Farming structures and agricultural land use in their spatial dimension as well as activities and adaptation behaviour of individual holdings in metropolitan regions of the EU27 were analysed. Results indicate tendencies of intensification and specialisation of production and environmental and leisure orientation at the same time. Both suggest prevailing urban demands and multifunctional farm response., Die multifunktionale Entwicklung stadtnaher Landwirtschaft ist zentrales Thema der vorliegenden Dissertation. Anhand räumlicher Analysen landwirtschaftlicher Betriebsstrukturen und Bodennutzung sowie Untersuchungen einzelbetrieblicher Ausrichtungen und Anpassungsverhalten in europäischen Metropolräumen werden Intensivierungs- und Spezialisierungstendenzen einerseits sowie Ökologisierung und Freizeitorientierung anderseits nachgewiesen, die auf Stadt-Umland-Beziehungen rückzuführen sind.

This dissertation explores distribution patterns of epiphytic orchids together with the micro-site conditions as host characteristics, in a land use gradient of epiphytic orchids in the Himalayas from natural forest stands up to single remaining trees in densely settled city centers. We used our results to develop general perspectives for conservation of epiphytic (orchids) communities. As expected most of the orchid species prefer less disturbed areas; however, several species also may grow on individual trees in polluted city centers. While our special results have strong local relevance for our study area, Kathmandu Valley in Nepal, the general outcomes are also relevant for many agricultural and urban areas in the tropics and subtropics., Die Arbeit untersucht die standörtliche Abhängigkeit des Vorkommens epiphytischer Orchideen in einem Gradienten der Nutzungsintensität vom naturnahen Wald (Nationalpark) bis hin zu verbleibenden Einzelbäumen im dicht bevölkerten Stadtzentrum am Beispiel des Kathmandu-Tals in Nepal. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Reaktion der Arten auf die speziellen, z.T. anthropogen stark geprägten kleinstandörtlichen Gegebenheiten werden zu einem übergreifenden Konzept für den zukünftigen Schutz von epiphytischen (Orchideen) Gemeinschaften verwendet. Auch wenn die naturwissenschaftlichen Grundlagen an einem speziellen Beispiel am Abhang des Himalayas gewonnen wurden, können die konzeptionellen Vorschläge doch auf weite Teile der feuchten Tropen und Subtropen übertragen werden.