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Die vorliegende Arbeit behandelt die Gewässernetzentwicklung im Bereich der Pommerschen Haupteisrandlage (W2), des eng benachbarten Frühpommerschen Vorstoßes (W2max) und der südlich angrenzenden Sanderflächen in einem Ausschnitt, der ungefähr zwischen Krakow, Goldberg und Malchow im mittleren Mecklenburg gelegen ist. Ziel der Untersuchungen ist die Verknüpfung geomorphologischer, bodenkundlicher, paläobotanischer, paläolimnologischer, archäologischer und historischer Befunde zur paläohydrographischen Rekonstruktion der Gewässer seit dem Spätpleistozän, eines etwa 14.000 Jahre umfassenden Zeitraums. Die hierbei präferierte multidisziplinäre Bearbeitungsweise limnischer Sedimentsequenzen aus Seebohrungen in Verbindung mit landseitigen bodenkundlich–geomorphologischen Kartierungen stellt (noch immer) ein Novum in der Gewässerforschung Mecklenburg-Vorpommerns dar und liefert wichtige Ergänzungen zu Modellvorstellungen der Gewässerentwicklung. Thematische Schwerpunkte werden für die verknüpfte, spätpleistozäne Becken– und Durchbruchstalentwicklung, die fortan archivierte limnisch–telmatische Sedimentationsgeschichte, die Wasserstandsentwicklung und die Wechselwirkung Mensch und Gewässer gesetzt. Zugleich erlauben die bodenkundlichen Arbeiten im Gewässerumfeld Aussagen zur Bodengenese und Landnutzungsgeschichte besonders innerhalb der Nossentiner–Schwinzer Heide. Im Zuge der palynologischen Bearbeitung der Seesedimente durch Dritte liegt desweiteren eine lückenlose Vegetationsgeschichte des Untersuchungsgebietes seit dem Allerød vor, die ebenso wertvolle Ableitungen zur regionalen Siedlungs- und Landnutzungsgeschichte erlaubt. Diatomeen–basierte paläolimnologische Aussagen ebenfalls Dritter fokussieren auf die postglaziale Trophie– und die Wasserstandsentwicklung der untersuchten Seen.
Im Mitteldevon wurde im heutigen Gebiet von Rügen-Hiddensee und der östlich angrenzenden Ostsee eine über 1500 m mächtige Abfolge kontinentaler und rand- bis flachmariner Sedimente abgelagert, die durch 10 Bohrungen einer Untersuchung zugänglich geworden sind. Unterdevon fehlt; die Abfolge lagert mit großer Lücke und diskordant kaledonisch deformierten ordovizischen Schichten auf. Sie geht kontinuierlich in Oberdevon über. Geröll-, Lithoklasten und Quarzkorn-Analysen belegen die Herkunft der Sedimente von einem sedimentär-metamorphen Liefergebiet - den Mitteleuropäischen Kaledoniden im SW bis W des devonischen Rügen-Beckens. Geochemische und petrographische Ergebnisse unterstreichen ihre Ablagerung im Übergang eines aufgearbeiteten Orogens zu einem Kontinentalgebiet im Vorfeld der kaledonischen Hochlage. Faziesanalysen führen zu dem Schluss, dass Sedimentfazies und -zyklizität durch eine materialliefernde Hochlage im SW, variierende Subsidenz, klimatische Variationen (saisonale bis episodische Niederschläge, Austrocknung) sowie durch Transgressionen aus einem marinen Gebiet im SE bestimmt waren. So ergeben sich zwei große Faziesbereiche: (1) terrigene Red-Beds mit Molasse-Charakter – die Old Red-Fazies (ORF) im eigentlichen Sinn; (2) eine rand- bis flachmarine Fazies – die so bezeichnete Litoral-Marine Fazies (LMF). Zwischen beiden existieren Verzahnungen und Übergänge mit transgressivem bzw. regressivem Charakter. Aufgrund einer generellen „Absenkung“ veränderte sich Sedimentationsraum von einer vorwiegend kontinentalen Ebene im tieferen Mitteldevon über einen sandigen Flachschelf am Ende des Mitteldevons zu einem Karbonatschelf im Oberdevon. Diese Entwicklung korreliert gut mit den Phasen des globalen Meeresspiegelanstiegs in diesem Zeitraum. Die sedimentologischen, petrographischen, geochemischen und mineralogischen Analysen erlauben eine detaillierte Rekonstruktion der Ablagerungsmilieus. Das Material der terrigenen Red Beds (ORF) wurde durch ephemere Ströme und Schichtfluten auf eine weite flache Alluvialebene gebracht und auf ephemeren Überschwemmungsebenen sowie distal auf terrigenen Mud Flats und in ephemeren Tümpeln abgelagert. Dabei unterlagen die oberflächennahen Sedimente saisonaler Austrocknung und Evaporation (Bildung von Trockenriss-Feldern, Calcretes, teils Spuren von Gips/Anhydrit). Demgegenüber bezeugen lokal verbreitet auftretende grüne und graue Horizonte mit gehäuften Pflanzenresten und Sporen zeitweilig wasserbedeckte Gebiete und Bedingungen erhöhter Humidität und bevorzugten Pflanzenwuchses (Küstenniederungen). Zahlreiche marine Einschübe, die den SE-Teil des Arbeitsgebietes bereits im Eifel erreichten, und mit der Zeit im zunehmenden Maße auch den Westteil beeinflussten, signalisieren die marginale Lage des Rügen-Beckens zu einem sich im SE anschließenden marinen Ablagerungsraum. Sie führten zu einer zunehmenden Marinität der mitteldevonischen Abfolgen und zur Bildung des zweiten Faziesbereiches (LMF) aus tidal-lagunären und litoralen bis flachmarinen Sedimenten. Phasenweise ansteigende fluviatile Transportkraft führte zur Schüttung gröberer, vorrangig sandiger, seltener konglomeratischer Sedimente und zur Kompensation der Beckensubsidenz, was sich in Abfolgen progradierender Küstenlinien und deltaischen Küstenvorbaus widerspiegelt. Des weiteren führt die intraformationelle Aufarbeitung der Sedimente zur Bildung zahlreicher Intraklasten-Horizonten. Die Klimaproxies signalisieren semiaride Bedingungen in Übereinstimmung mit der paläogeographischen Lage Vorpommerns und Balticas im Devon im südlichen Trockengürtel bis äquatorialen Feuchtgürtel. Mittels der Faziesverteilung, der Sediment- und base level-Zyklizität und der Milieuentwicklung ist es möglich, ein zeitlich-räumliches Faziesmodell zu konstruieren mit Rückschlüssen auf die generelle Entwicklung des vorpommerschen Mitteldevons. Paläogeographisch existieren enge Verbindungen zu den polnischen Devonvorkommen; vorrangig zur Koszalin-Chojnice-Zone (NW-Polen), darüber hinaus in SE’ Fortsetzung vermutlich bis zur Radom-Lublin-Region und dem Heilig-Kreuz-Gebirge. Sie sind an den Südrand des Old Red-Kontinents einzuordnen und wurden in einem perikratonalen, sich nach SE vertiefenden Becken entlang dessen Peripherie abgelagert. Variierende Subsidenz und Mobilität kaledonischer Grundgebirgsblöcke modifiziert die Faziesmuster in diesem Becken. Während die Sedimentation in Südpolen bereits im Unterdevon begann bzw. sich teils kontinuierlich an das Silur anschließt, wurde der vorpommersche Ablagerungsraum erst ab der Wende Ems/Eifel in das Sedimentationsgeschehen einbezogen. So bildete die Rügen-Senke den nordwestlichsten Ausläufer des polnischen Perikratonalraumes. Ihre ursprüngliche Ausbreitung nach Südwesten, Nordwesten und Nordosten ist aufgrund post-devonischer Denudation nicht rekonstruierbar, jedoch wahrscheinlich begrenzt durch das Fennoskandische Hoch im N und einer materialliefernden kaledonischen Grundgebirgshochlage im SW.
Diese Studie basiert auf der Annahme, dass die Analogien zu kaltzeitlichen Ökosystemen Mitteleuropas nicht im hohen Norden Europas bzw. Nordasiens zu suchen sind, sondern dass man sie viel weiter im Süden in den kühl-kontinentalen Gebieten von Innerasien erwarten kann. Die kaltzeitlichen Weichtierfaunen Mitteleuropas unterscheiden sich wesentlich von den gegenwärtigen subpolaren Mollusken-Beständen durch das Auftreten einer Reihe von Steppenarten. Darunter befindet sich auch das xerotherme Element Pupilla triplicata, welches rezent ebenfalls in Zentralasien vorkommt. In diesem Zusammenhang ist auch bezeichnend, dass kaltzeitliche Mollusken-Leitarten, z. B. Vallonia tenuilabris, Vertigo pseudosubstriata oder Pisidium stewarti, zunächst aus dem Quartär Mitteleuropas beschrieben und überraschend Jahrzehnte später rezent in Zentralasien entdeckt wurden. Weitere „Lebende Fossilien“, beispielsweise rezente Belege von Pupilla loessica, waren deshalb noch zu erwarten. Entsprechende vergleichende Untersuchungen von pleistozänen mitteleuropäischen und rezenten zentralasiatischen Faunen fehlten bisher. Zur Beleuchtung der Geschichte der quartären Umwelt in Europa wird deshalb mit diesem Beitrag ein neuer Weg gegangen. Die Grundlage für diese Studie bilden zahlreiche Rezent-Aufsammlungen von zentralasiatischen Gastropoden-Gemeinschaften aus dem Tienschan (Kirgisien, Kasachstan), dem Russischen Altai und dem Baikal-Gebiet (Russland) sowie aus der N-Mongolei. Außerdem liegt auch aus dem Quartär (Mittel- und Jungpleistozän) von Zentralasien, insbesondere aus S-Tadschikistan, S-Kasachstan und N-China, Mollusken-Material vor. Wegen unterschiedlicher Vorstellungen zur Systematik innerhalb einiger Gruppen der Gastropoden in Zentralasien, betroffen sind u. a. die Vertiginidae, Pupillidae und Valloniidae, und wegen aktueller Revisionen, z. B. zur Gattung Vallonia, waren für den angestrebten objektiven Vergleich rezenter und fossiler Faunen Teilrevisionen erforderlich, die nicht nur zoogeographische Probleme neu beleuchten sondern auch die Beschreibung neuer Spezies beinhalten. Neue Erkenntnisse zu den Vertiginidae liegen vor allem zur Verbreitung von Vertigo substriata, V. lilljeborgi, V. genesii, V. geyeri, V. alpestris und V. parcedentata in Zentralasien vor. Die aktuellen zoogeographischen Daten dieser bis in die jüngste Vergangenheit als „Europäische Endemiten“ bewerteten Arten, sind für die Interpretation paläozoogeographischer Prozesse im eurasischen Raum von größter Bedeutung. Bei den Pupillidae wurden bspw. Pupilla alluvionica, P. altaica und P.seminskii neu beschrieben. Kartiert wurde die Verbreitung einer bisher aus Zentralasien unbeschriebenen Form von Pupilla, welche gehäusemorphologisch der mitteleuropäischen Kaltzeitleitart P. loessica entspricht. Offenbar handelt es sich um ein „Lebendes Fossil“. Der Verbreitungsschwerpunkt von P. cf. loessica befindet sich im stärker kontinental geprägten SE-Altai. Für den konkreten Vergleich pleistozäner Kaltzeit-Faunen des mitteleuropäischen Raumes mit rezenten Faunen in Zentralasien orientierte sich der Verfasser exemplarisch an Mollusken-Assoziationen, die Vallonia tenuilabris enthalten. V. tenuilabris ist im Pleistozän des mitteleuropäischen Raumes eine der am weitesten verbreiteten kaltzeitlichen Leitarten und ist rezent als kälteadaptierte Form bspw. auch in Zentralasien häufig. Unter Fokussierung auf V. tenuilabris und deren Begleitfaunen ergab sich die praktikable Chance, stellvertretend fossile und rezente kälteangepasste Faunen miteinander zu vergleichen. Dabei konnte verdeutlicht werden, dass die pleistozänen kaltzeitlichen Faunen Mitteleuropas die engsten Beziehungen zu den rezenten Faunen im südlichen Taigagürtel (Altai, N-Mongolei, Baikal-Gebiet) aufweisen. Die rezenten Habitate von V. tenuilabris in Zentralasien befinden sich erwartungsgemäß in Gebieten mit Jahresdurchschnittstemperaturen, die deutlich unter 0°C liegen. Die bevorzugten Habitattypen reichen zwar von mesophilen Wiesen, lichten Wäldern bis in die feuchteren Hochgebirgszonen, jedoch zeigt die Art eine deutliche Präferenz zu feuchteren Habitaten, wie Sümpfe, Auen und Gewässerufer, feuchte Wiesen und Hochgebirgs-Tundren. Für die Interpretation fossiler Gemeinschaften bedeutet dies, dass V. tenuilabris nicht, wie so oft angenommen, eine ausgesprochene Leitart kaltzeitlicher Steppen darstellt, sondern viel eher feuchtere kaltzeitliche Phasen bzw. feuchtere Habitate dominiert.
Schutzgebiete sind Gebiete, die speziell zum Schutz und zur Sicherung der Biodiversität sowie natürlicher und damit verbundener kultureller Ressourcen ausgewiesen sind. Europäische Gesellschaften stellen im Schnitt zwischen 20 % und 30 % ihrer Flächen unter Schutz. Dadurch sind viele Interessen berührt. Der Umgang mit diesen erfordert zudem ein hohes Maß an Verantwortung. In der vorliegenden Dissertation werden neue beziehungsweise verbesserte Instrumente für die Planung und das Management von Schutzgebieten aufbereitet. Diese sind vom Autor an der Schnittstelle zwischen Forschung und Management-Praxis“ entwickelt worden. Die Dokumentation erfolgt vor dem Hintergrund der aktuellen Diskussion um Funktionen, Aufgaben und Entwicklung der globalen Schutzgebietssysteme. Schwerpunkt der Aufbereitung sind die technisch–planerischen Instrumente. Dabei wird das Konzept eines Integrierten Managements unter Zusammenführung ökologischer, ökonomischer und soziokultureller Aspekte hinterlegt. Die dargestellte IPAM-Toolbox (IPAM für Integrated Management of Protected Areas) ist ein interaktives Expertensystem, das für ein einzelnes Schutzgebiet eine Standortbestimmung (Self-Assessment), spezifische Empfehlungen (Recommendations) und den Zugriff auf vorselektierte Detailinformationen (Knowledge Base) ermöglicht. Es ist für alle europäischen und internationalen Schutzgebietstypen verwendbar. Die derzeit verfügbaren Informationen beziehen sich hauptsächlich auf (Zentral- und Ost-) Europa. Das System ist mittlerweile in Forschung, Lehre und Planungspraxis im Einsatz. Es ist multilingual (derzeit sieben Sprachen) und kostenlos verfügbar (www.ipam.info). Dem Expertensystem ist ein Lebenszyklusmodell für Schutzgebiete hinterlegt, welches Planung und Management in drei Phasen (Vorphase, Planungsphase, laufendes Management) und 25 Aktivitätsfelder (FoAs für Fields of Activity) untergliedert. Dadurch können die Informationen fokussiert bereitgestellt werden. Aufbauend auf Vorarbeiten wird Integriertes Schutzgebietsmanagement anhand von acht disziplinsformenden Prinzipien (Forming Principles) als neue wissenschaftliche Disziplin verstanden und definiert. Im zweiten Teil der Dissertation wird der Einsatz neuer bzw. weiter entwickelter Ansätze, Technologien und Instrumente anhand von Beispielen aus der Forschungs-, Planungs- und Beratungspraxis dargestellt. Diese Beispiele beleuchten die jeweiligen Gebiete, die Frage- und Aufgabenstellung, fokussieren aber auf die angewandten Methoden. Die Ergebnisse sind exemplarisch und illustrierend hinzugefügt. Die Projekte (Auswahl siehe unten) sind unterschiedliche Beispiele für aktuelle Fragen im Schutzgebietsmanagement bzw. in der Schutzgebietsplanung. Sie werden diskutiert unter den Aspekten: Methode im Kontext: Wie ist die angewandte Methode aus der Ergebnisperspektive zu beurteilen? Stellung im Lebenszyklus: Wie kann das Projekt im Lebenszyklus des Schutzgebietes eingeordnet werden? Disziplinen: Welches disziplinäre Design war erforderlich, die Planungs-/Managementaufgabe zu lösen? Bezug zu Forming Principles? Welche der postulierten Grundprinzipien von Schutzgebietsmanagement als neuer Wissenschaft sind durch das Projekt berührt? Als Selektionskriterien für die Projekte werden Innovationsgrad, Relevanz und Übertragbarkeit sowie die Praxistauglichkeit bzw. praktische Relevanz herangezogen. Da die Projekte allesamt Auftragsprojekte sind, wird unterstellt, dass sie zu einem hohen Grad den aktuellen Bedarf im Schutzgebietsmanagement widerspiegeln. Die Aufbereitung der Projekte folgt der Struktur der FoAs. Durch Beispiele abgedeckt sind die folgenden FoAs: Entwicklung von Idee und Vision, Machbarkeitsprüfung, Eingliederung in Schutzgebietssysteme, Planungshandbuch, Kommunikation und Partizipation in der Planungsphase, Grundlagenerhebung, Einrichtungskonzept, Leitbild und Rahmenkonzept, Entwicklung von (regionalen) Wirtschaftsprogrammen, Ermittlung der Management-Effektivität, Verträglichkeitsprüfungen und Beschränkungen, Forschung und Monitoring, Kommunikation und Partizipation im laufenden Management, Entwicklung der Schutzgebietsregion sowie der Bereich Besuchermanagement, Dienstleistungen und Infrastrukturen. Naturgemäß illustrieren die Beispiele jeweils nur Teilaspekte der umfassenden FoAs. Durch die Darstellung soll der aktuelle Stand des Methodenwissens in diesem Bereich gesichert und für kritische Reflexion und Weiterentwicklung zur Verfügung gestellt werden. In der zusammenfassenden Aufbereitung kann gezeigt werden, dass die Forming Principles sich in den Projekte tatsächlich identifizieren lassen, dass sie in Planungsschritten sowie in der Evaluierung in besonderer Intensität festzustellen sind. Planung und Evaluierung haben auch einen starken Bezug zu anderen FoAs und einen hohen interdisziplinären Ansatz. Sie werden als besonders anspruchvolle und erfolgskritische FoAs identifiziert. Als möglicherweise weiterführende Forming Principles wären Wissensmanagement und Ethik zu diskutieren. Die dargestellten Projekte lassen sich einem, meist mehreren FoAs zuweisen, die Liste der FoAs scheint für mitteleuropäischen Kontext vollständig zu sein. Darüber hinaus werden als zusätzliche FoAs Law Enforcement und Entwicklungszusammenarbeit zu prüfen bzw. zu erarbeiten sein. Im Abgleich der angewandten Schutzgebietskonzepte wird diskutiert, ob integriertes Management von Schutzgebieten auch einen neuen Typ von Schutzgebieten, nämlich „Schutzgebiete der dritten Generation“ konstituieren kann. In Schutzgebieten der dritten Generation spielen die Forming Principles für integriertes Management eine konstituierende Rolle. Ein weiterführender Handlungs- und Forschungsbedarf wird sichtbar.
Mit zunehmend beobachtbaren Klimawandelauswirkungen steigt die Bedeutung, die Klimawandelanpassung als Ergänzung zu Vermeidung hat. Das gilt für Industrieländer wie für Entwicklungsländer, für ökologische wie soziale Systems und insbesondere für sozial-ökologische Systeme. Um wirksame Anpassungseffekte erzielen zu können, müssen Anpassungsmaßnahmen jedoch durchführbar sein. Welche Faktoren die Durchführbarkeit behindern oder steigern, wird am Beispiel dreier deutscher Biosphärenreservate (Mittelelbe, Schaalsee und Südost-Rügen) mittels Experteninterviews und eine qualitativen Meta-Analyse wissenschaftlicher Publikationen über Hindernisse und Erfolgsfaktoren für Anpassung untersucht. Die Ergebnisse zeigen verschiedene Schlüsselkategorien an Faktoren, beispielsweise Klimawandelwahrnehmung, verfügbare Wissens- sowie finanzielle und personelle Ressourcen, den politischen und den sozio-ökonomischen Kontext. Die insgesamt identifizierten Faktoren umfassen sowohl interne, als auch externe Faktoren: - intern: Klimawandelwahrnehmung und Klimawandelwissen/-information - extern: verfügbare Ressourcen und politische und ökonomische Rahmenbedingungen Daher müssen Ansätze, die die Durchführbarkeit von Klimawandelanpassungen steigern wollen, interne und externe Faktoren integrieren. Vor diesem Hintergrund wird ein theoriebegründetes Konzept zur Steigerung der Durchführbarkeit entwickelt. Es setzt sich aus fünf Bausteinen zusammen: 1) anpassungsunterstützende Klimawandelwahrnehmung stärken 2) bestehende Klimawandelwissen verbessern 3) No-regret und robust Anpassungsoptionen identifizieren 4) die politische Unterstützung für Anpassung steigern 5) ausreichende finanzielle und personelle Ressourcen sowie Infrastruktur bereitstellen Diese Bausteine in die Tat umzusetzen erfordert gemeinsame, disziplin- und sektorenübergreifende Anstrengungen von Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Aufgrund ihres Selbstvertändnisses sind Biosphärenreservate geeignete Instrumente und Lernlaboratorien, um solche Anstregungen zu unterstützen und Modellregionen zur Steigerung der Durchführbarkeit von Klimawandelanpassungen zu sein. Effectively applying these building blocks requires cross-sectoral, concerted efforts between science, policy and society. Due to their concept, biosphere reserves appear well suited to foster such efforts and to become model regions to enhance the feasibility of climate change adaptation.
Durch den CO2-Anstieg in der Atmosphäre kann es zu einer zunehmenden Veränderung im gelösten Karbonatsystem sowie des pH-Wertes der Oberflächenwässer der Ozeane kom-men (IPCC, 1996). Die potenziellen Auswirkungen dieser so genannten Ozeanversauerung auf die Ökosysteme der Meere gewinnen zunehmend an Bedeutung (Buck und Folger, 2009). Beispielsweise verursacht eine Versauerung der Meere eine Verschiebung der Kar-bonatsättigungswerte im Wasser, welches Auswirkungen auf die Schalenbildung von Or-ganismen aber auch auf die Remineralisierung von organischem Material und auf die Lö-sung von Karbonaten im Meeresboden hat (Guinotte und Fabry, 2008). Im Rahmen des Projektes BIOACID wurde die vorliegende Arbeit durchgeführt. Ziel der Arbeit war, die aktuelle Pufferwirkung des Wattenmeeres für das gesamte Karbonatsystem der Nordsee zu bestimmen. Um das Karbonatsystem der Wassersäule und deren Interakti-on mit dem Sediment zu verstehen, war es notwendig, vorher die biogeo- und physiko-chemischen Grundlagen der Auflösung von biogenen und abiogenen Karbonaten im Sedi-ment zu untersuchen. Hierfür wurden zum einen Laborexperimente und zum anderen in-situ Feldexperimente durchgeführt, um das Reaktionsverhalten von Karbonaten aus dem Wattenmeer zu bestimmen. Für die Untersuchung des aktuellen pelagischen Karbonatsys-tems und der benthisch-pelagischen Kopplung wurden umfangreiche Beprobungen der Wassersäule (tidal, räumlich, saisonal) und zusätzlich von kleinen Prielen und vom Poren-wasser durchgeführt. Aus den Daten wurde ein auf delta13C(DIC) und DIC basierendes Modell entwickelt, welches zur Interpretation von Karbonatsystemen benutzt werden kann. Für alle Probennahmen und Experimente wurde verschiedene Parameter bestimmt, wie die Struktur und Zusammensetzung der Karbonate, die Temperatur, der pH-Wert, die Haupt- und Spurenelemente, TA, delta13C (DIC), DIC. Zusätzlich wurden im Porenwasser die Sulfid- und Sulfatkonzentrationen gemessen. Das Sediment wurde auf Fe*, Mn* und Ca* sowie TC, TN, TS, TIC und TOC untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die untersuchten biogenen Karbonate (Mytilus edulis, Ce-rastoderma edule, Crassostrea spp., Ensis americanus, Spisula spp.) bis zu 0,1 logarithmi-sche Einheiten instabiler als die jeweiligen abiogenen Karbonate (Aragonit, Kalzit) waren. Dies war durch den Aufbau des Kristallgitter und deren eingebaute Organik erklärbar. Die Auflösungsraten wurden vom PCO2, der Temperatur, dem Salzgehalt, der Karbonatzusam-mensetzung, der Karbonatstruktur, der Korngröße und der Anwesenheit von Fremdionen beeinflusst. Es wurde eine Reaktionsordnung der biogenen und abiogenen Karbonate von 1 bis 2 bestimmt. Durch den Zusatz von Mn bzw. PO4 erhöhte sich die Reaktionsordnung auf 2,5 bis 3. Bei einer theoretischen Reaktionsordnung von 1 wurden Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten von lg (-4) bis lg (-3) bestimmt diese änderten dich durch die Zugabe von Fremdionen nur leicht zu negativeren Werten. Es konnte gezeigt werden, dass die Oberfläche durch Abschätzung über die Reaktionsrate am genausten war. Im Sediment konnten bei den in-situ Feldexperimenten eindeutige Lösungsvorgänge der Karbonate beobachtet werden. Es zeigten sich deutlich stärkere Lösungserscheinungen, wie Löcher und abgerundete Kanten, in den obersten Zentimetern als in tieferen Schichten. Dies ist durch die oxische bzw. suboxische Bedingungen erklärbar, die die besten Vorraus-setzungen für die Karbonatlösung gegeben. Durch die oxischen bzw. suboxischen Bedin-gungen sind die Fremdionen in Oxidiertem Zustand im Sediment vorhanden, dadurch sind diese inaktiv in Bezug auf inhibitorische Wirkungen auf die Karbonatlösung. Zusätzlich ist durch die Remineralisierungsprozesse (Manganreduktion, Eisenreduktion, Sulfatreduktion) das Porenwasser leicht an Karbonat untersättigt. Es konnte als vorherrschender Prozess eine Karbonatlösung festgestellt werden, die während der Jahreszeiten unterschiedlich stark ausgeprägt war. Das Karbonatsystem in der Wassersäule zeigte deutliche tidale, räumliche und saisonale Änderungen. Diese zeigten Mischungsprozesse mit der Nordsee und Süßwasser an, aber auch Einflüsse von benthischen (Remineralisierung) und pelagischen (Primärproduktion) Prozessen. Die Einflüsse waren über die Jahreszeiten unterschiedlich stark ausgeprägt. Während abfließenden Wassers trat Porenwasser aus dem Sediment und beeinflusste das Karbonatsystem des Wattemeers. delta13C (DIC) zeigte im Winter eine Korrelation mit dem Salzgehalt, was deutlich auf einen Mischungsprozess mit der Nordsee und den anderen Faktoren (Porenwasser, Süßwasser) schließen ließ. Dabei war die Nordsee der deutlich größere Einflussfaktor im Vergleich zu Porenwasser. Der Einfluss von Süßwasser direkt im Wattenmeer war sehr gering und auf Grund stark schwankender Abflussraten unregel-mäßig. Im Sommer konnten auf Grund einer Überlagerung des Mischungssignals durch biologische Aktivität in der Wassersäule keine Mischungsprozesse direkt gezeigt werden. Beim Vergleich von ostfriesischen und nordfriesischen Wattenmeer konnte gezeigt werden, dass dieselben Einflussfaktoren eine Rolle spielen. Die Variationsbereiche in diesen Gebieten waren wegen verschiedener Wasservolumina und Sedimente im Untergrund der einzelnen Tidebecken unterschiedlich hoch. Die Sedimenttypen hatten durch ihre unter-schiedlichen Transportmechanismen des Porenwassers einen Einfluss auf das Karbonatsys-tem der Wassersäule. Basierend auf diesen Daten konnte ein Modell zur Abschätzung der Quellen und Senken der Variablen des CO2-Systems entwickelt werden. Zur Modellierung werden lediglich die Werte von delta13C (DIC) und DIC benötigt, um alle Prozesse, welche das Karbonatsystem in der Wassersäule beeinflussen können, zu identifizieren. Das Modell kann tidale, saisonale und räumliche Prozesse trennen, welche zur Identifizierung der Quellen und Senken in Küstengebiete notwendig sind. Das Modell kann für alle Küstengebiete und Ästuare ange-wendet werden, aber auch für den offenen Ozean. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Wattenmeer eine Quelle von Karbonat sein kann. Um dies quantitativ abzuschätzen zu können, werden die hier erhobenen Daten in prognostische Modelle (Pätsch und Kühn, 2008; Kühn et al., 2010) einfließen, um abzu-grenzen in welchen Jahreszeiten das Watt als Quelle und wann als Senke für das Karbonat-system fungiert. In weiteren Arbeiten sollte der Einfluss der Fremdionen auf die Karbonatauflösung näher untersucht werden. In dieser Arbeit konnte der Einfluss in Laborexperimenten nachgewie-sen werden, in den in-situ Feldexperimenten aber nicht. Es sollte geklärt werden, auf wel-che Weise die Inhibition funktioniert und welche minimalen und möglicherweise maxima-len Konzentrationen inhibierend wirken. In diesem Zusammenhang wäre auch eine Unter-suchung sinnvoll, die auch oxidiertes Mangan in Form von Manganoxiden einsetzten bzw. Mangankrustenbildung in Zusammenhang mit Karbonatlösung und –fällung betrachten. Ein weiterer wichtiger Punkt ist der Einfluss der Mikroorganismen auf die Karbonatauflö-sung im Sediment zu untersuchen, bereits Knauth-Köhler, K. (1995) hat in ihrer Diplomar-beit in Miesmuschelbänken gezeigt, dass Mikrooganismen die Karbonatschalen beeinflus-sen.
Die vorliegende Arbeit behandelt die holozäne Küstenentwicklung im Raum Darss-Zingst-Hiddensee, die eng an die Interaktion von eustatischen Meeresspiegelschwankungen, neotektonischen Bewegungen der Erdkruste und dem zugeführten Sedimentvolumen gebunden ist. Es sind mehrere Ziele der Untersuchungen zu nennen: Zunächst relevant ist die Kartierung der holozänen Sedimentabfolge und der liegenden pleistozänen Deckschichten im Untersuchungsgebiet, das neben den Nehrungen auch das angrenzende Seegebiet der Ostsee und die rückseitigen Lagunen umfasst. Anschließend ist die Modellierung der Transgressionsbasisfläche notwendig, um das im Holozän unter marinen Bedingungen umgelagerte Sedimentvolumen abschätzen zu können. Eine Kernfragestellung bildet die Sedimentbilanz. Vor allem für das Teilgebiet Zingst mit östlich angrenzendem Windwatt und Barriere-Inseln sind die Sedimentquellen, die zur Aufschüttung dieses Nehrungskörpers geführt haben, unklar. Die potentielle Materialbereitstellung umliegender Kliffe (Fischland, Altdarss) ist im Verhältnis zum Nehrungsvolumen relativ gering. In Kombination mit geochronologischen Untersuchungen der Sedimentsequenz ergeben sich im Gesamtraum Schlussfolgerungen über die Ablagerungsdynamik, die zur Ausbildung der gegenwärtigen Küstenlandschaft geführt hat. Anhand der Befunde wurde ein paläogeographisches Modell der Küstenentwicklung für das Gebiet abgeleitet. Diese Ergebnisse bilden die Grundlage zur Entwicklung zukünftiger Szenarien der Küstengenese mit Hilfe von morphodynamischen Prozessmodellen, die weiterführende Aufgabenstellungen bieten. Aus Sichtweise des Küstenschutzes und vor dem Hintergrund beschleunigter Anstiegsprognosen des Meeresspiegels sind die gewonnenen Erkenntnisse von hoher Bedeutung.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der holozänen Landschaftsentwicklung der Mecklenburgischen Seenplatte unter dem Einfluss des Menschen. Neben eigenen geomorphologischen, bodenkundlichen und sedimentologischen Untersuchungen ergänzen geochronologische und paläoökologische Analysen Dritter das verwendete interdisziplinäre Methodenspektrum. Hinzu kommt die Auswertung archäologischer Funde, archivalischer Quellen und aktueller Messreihen. Die Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse über die holozäne Boden- und Reliefentwicklung sowie über (paläo-) hydrologische Schwankungen von Grund- und Seewasserspiegeln. Ferner ergeben sich neue Aspekte der regionalen Siedlungs- und Landnutzungsgeschichte. Für den umfassenden landschaftgenetischen Ansatz konnte auf die im Vergleich zu bisherigen Studien höchste OSL-Datierungsdichte für das nördliche Mitteleuropa zurückgegriffen werden. Neben der Überprüfung der eigenen Daten erlaubt der Blick in die Befundsituation angrenzender Gebiete die Ableitung gesamtlandschaftlicher Aussagen zur nacheiszeitlichen Entwicklung des nordostdeutschen Jungmoränengebietes. Die Diskussion über die Wirkung natürlich-klimatischer und anthropogener Einflussgrößen auf das landschaftliche Gefüge, gerade in Bezug auf die hydrologische Entwicklung bzw. die Veränderungen im regionalen Gewässernetz, erhält eine neue profunde Datengrundlage. Zur qualitativen Gewichtung der einzelnen Faktoren innerhalb einer langzeitlichen Betrachtungsebene ist die landschaftsgenetische Differenzierung zwischen anthropogen unbeeinflussten Phasen (Spätglazial bis Mittelholozän) und Zeiträumen starker anthropogener Einflüsse (Spätholozän) nötig. Vor dem Hintergrund der intensiven Kulturlandschaftsentwicklung Mitteleuropas birgt die räumliche und zeitliche Varianz des anthropogenen Einflusses in der Landschaft innerhalb der letzten 1000 Jahre hierbei eine besondere methodische Herausforderung.
Weltweit nimmt der Druck auf die natürlichen Wasserressourcen zu. Dies hat unterschiedliche Gründe, ist jedoch zum größten Teil verursacht durch einen stetig ansteigenden Bedarf. Faktoren wie Bevölkerungswachstum, die In- und Extensivierung landwirtschaftlicher Produktion, veränderte Lebensstile mit gleichzeitiger Erhöhung des individuellen Wasserverbrauchs, tragen regional unterschiedlich zu einer Verknappung bei. Neben dem anthropogenem Einfluss auf Wasserressourcen stellt Klimawandel ein zusätzliches Problem dar. Viele Länder sind sich der begrenzten Verfügbarkeit ihrer Ressourcen zwar bewusst, einfache Lösungen zur nachhaltigen Bewältigung des steigenden Bedarfs existieren jedoch zumeist nicht. Momentan folgen die meisten Länder dem Paradigma des ökonomischen Wachstums, um Ernährungssicherheit, Beschäftigung und sozialen Fortschritt zu gewährleisten. Die exzessive Ausbeutung natürlicher Ressourcen stellt immer noch den Standard dar, um sozio-ökonomische Entwicklung zu ermöglichen. Daher ist bei der Vereinbarung von ökonomischem Wachstum und Umweltnachhaltigkeit nur schwer ein Fortschritt zu erkennen. In diesem Zusammenhang spielt Wasser eine Schlüsselrolle: der Zugang zu und die Nutzung von Wasser war und ist eine wesentliche Voraussetzung für sozio-ökonomische Entwicklung. In den vergangenen Jahrzehnten wurden kritische Wasserlimits trotz wachsenden Bedarfs überschritten. Demnach mangelt es in vielen Ländern an einem angepassten Wassermanagement. Zudem sind Maßnahmen zum Schutz der Wasserressourcen insbesondere im Hinblick auf eine zukünftige Nutzung unzureichend. Nord-Afrika ist eine Region mit schwerwiegenden Problemen bezüglich ausreichender Wasserverfügbarkeit. Die Übernutzung hat bereits zu einem alarmierenden Rückgang vorhandener Frischwasserressourcen geführt. Wasser ist aber gleichermaßen die Schlüsselressource für ökonomisches Wachstum und sozio-ökonomische Entwicklung. Daher ist die Implementierung einer adäquaten Wasserbedarfsteuerung unentbehrlich. Der thematische Fokus dieser Dissertation liegt auf der Analyse der problematischen Wassersituation im nordöstlichen Marokko. In der Region sind Wasserressourcen in hohem Maße vulnerabel durch einen stetig steigenden Bedarf. Dieser ist verursacht durch Bevölkerungswachstum, hohen landwirtschaftlichen Bewässerungsbedarf sowie durch die jüngst erfolgte Etablierung eines wasser-intensiven Tourismussektors. Zusätzlich wirkt sich Klimawandel auf die bereits übernutzten Ressourcen aus. Der momentane Mangel an angepassten Strategien als Antwort auf die Herausforderungen eines steigenden Bedarfs verstärkt durch Klimawandel hat negative Auswirkungen auf die regional angestrebte sozio-ökonomische Entwicklung. Diese Dissertation untersucht die Gründe einer sich verringernden regionalen Wasserverfügbarkeit unter Einbeziehung des menschlichen sowie des klimatischen Einflusses auf das Wasserbudget. Die regionale Ökonomie hängt ab von der ausreichender Wasserverfügbarkeit. Wasserpolitiken sind daher wichtig und sollten die Ursachen der Wasserprobleme realistisch betrachten. Der räumliche Rahmen vorliegender Analyse ist das Einzugsgebiet des Moulouya-Flusses. Dieses stellt eine hydrologische Einheit dar, und umfasst ca. 54.000 km2. Der Fluss selbst hat eine Länge von ca. 600 km und mündet in einem Delta mit einzigartigen Feuchtgebieten an der Küste des Mittelmeers. Der Moulouya-Fluss ist der wichtigste Frischwasserversorger der gesamten nordöstlichen Landesregion. Mit einer jährlichen Niederschlagsumme von ca. 330 mm gehört die Region zu den trockensten des Landes. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, Forschungslücken zu füllen und Information bereitzustellen, die Zusammenhänge der Exponiertheit gegenüber Wasserstress verdeutlichen können. Zudem soll die Etablierung eines verbesserten Wassermanagements als Grundlage sozio-ökonomischer Entwicklung unterstützt werden. In einer interdisziplinären Herangehensweise wird Wasserknappheit in der Region empirisch analysiert. In vier wissenschaftlichen Artikeln werden die Gründe und das Ausmaß von Vulnerabilität sowie der Entwicklungs-Governance-Kontext im Hinblick auf Wasserknappheit untersucht. Artikel I erörtert die spezifischen regionalen Probleme der Küstenzone, die sich unter starkem Entwicklungsdruck befindet und die Auswirkungen des Klimawandels bereits spürt. Artikel II kontrastiert den menschlichen Einfluss auf Frischwasserverfügbarkeit (Indikatoren: Bevölkerungswachstum, Wassernachfrage) mit den möglichen Auswirkungen einer regionalen Klimaveränderung (Indikatoren: Niederschlag, Temperaturen, Evapotranspiration). Artikel III analysiert den zusätzlichen Wasserbedarf in Nord-Ost-Marokko, der durch die Etablierung von Luxustourismusresorts entsteht, die in der Küstenzone errichtet werden. Artikel IV diskutiert die Nachhaltigkeit der regionalen Entwicklungspläne im Lichte des Wasserproblems. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wassernachfrage die Wasserverfügbarkeit bereits überschritten hat. Bevölkerungswachstum und wasserbasierte ökonomische Entwicklung werden diesen Trend verstärken, so dass die Region mit hoher Wahrscheinlichkeit unter problematischen Wassermangel leiden wird. Die Analysen regionaler Klimatrends deuten hin auf eine Verschiebung der Niederschlagsmuster bei gleichzeitigem Rückgang der Niederschlagssummen. In Verbindung mit den aktuellen Nachfrageraten ist die Verfügbarkeitsgrenze bereits überschritten. Regierungspläne, die den Ausbau des Luxustourismus fördern, haben zum Ziel, die regionale Ökonomie zu diversifizieren und die Abhängigkeit vom Agrarsektor zu reduzieren. Luxustourismus ist allerdings auf permanente Wasserversorgung angewiesen und wird dadurch eine zusätzliche Belastung für die regionale Wasserverfügbarkeit darstellen. Alle vier Artikel betonen die Notwendigkeit für rasche soziale und institutionelle Antworten auf die beschriebenen Herausforderungen, um die Wasserversorgung zu gewährleisten. Daher werden folgende Empfehlungen formuliert: • Erhöhung der Wassereffizienz (z.B. durch modernisierte Bewässerungstechnologien, “green water management” für regenwasser-gespeiste Bewässerung); • Etablierung moderner Wassertechnologien zum Wasserschutz, oder unkonventioneller Wasserproduktion); • Etablierung urbaner und ländlicher Abwassersammlung und –behandlung, sowie Wiederverwertung; • Einbeziehung von Klimawandel in Berechnungen des zukünftigen Wasserbudgets; • Aufbau von kleinskaligen Wasseraufbereitungsanlagen für wasserintensive Unternehmen, z.B. Tourismusinfrastrukturen. Derartige Maßnahmen sind kostenintensiv. Dennoch ist es das Ziel dieser Dissertation zu betonen, dass natürliche Wasservorräte begrenzt und in Nord-Ost-Marokko bereits stark degradiert sind. Ein besseres Verständnis der jeweiligen Einflussfaktoren, anthropogen oder klimatisch verursacht, ist die Basis für die Implementation problem-ausgerichteter Anpassungsstrategien. Anthropogen verursachte Auswirkungen können durch Politiken beeinflusst werden. Wenn wasserbasierte Volkswirtschaften nicht adäquat auf den zunehmenden Druck auf Wasserressourcen reagieren, riskieren sie ökonomisches Scheitern.
Hauptinhalt der Arbeit sind die Analyse und Dokumentation der Entwicklungsetappen der Herstellung und Laufendhaltung von amtlichen topographischen Landeskartenwerken der DDR. Nach 1945 konnte im Osten Deutschlands nicht an die Tradition des amtlichen Kartenwesens angeknüpft werden. Es entwickelte sich eine neue, eigenständige, zentral geleitete topographische Kartographie. In der Nachkriegszeit wurde der Bedarf an Karten zunächst mit der Herausgabe von Reproduktionsausgaben veralteter deutscher Landeskartenwerke befriedigt. Im Zeitraum 1954 - 1970 entstanden moderne, einheitliche topographische Landeskartenwerke der DDR in den Maßstäben 1: 10 000 - 1: 1 000 000 nach Gestaltungsgrundsätzen der Warschauer Vertragsstaaten auf der Grundlage einer eigenen, neuen topographischen Landesaufnahme 1: 10 000. Die Karten hatten gesamtstaatlichen Charakter. Diese amtlichen Kartenwerke wurden von 1971 - 1990 im 5-jährigen Turnus aktualisiert und modernisiert. Die verschärften Sicherheitsbestimmungen in der Zeit des Kalten Krieges erzwangen zusätzlich ab 1966 die Herstellung davon abgeleiteter Karten als "Ausgabe für die Volkswirtschaft" in den Maßstäben 1: 10 000 - 1: 1 500 000. Die topographischen Landeskartenwerke und die topographischen Karten (Ausgabe für die Volkswirtschaft) werden sowohl in ihren Eigenschaften als auch in den redaktionell-technologischen Bedingungen ihrer Herstellung und Laufendhaltung eingehend charakterisiert. Im Zeitraum 1990 - 2000 wurden die amtlichen Kartenwerke der DDR(Folgemaßstäbe) an die der BRD angeglichen und zu einheitlichen deutschen Landeskarten geführt. Die Topographische Karte 1: 10 000 wurde erfolgreich als Datenbasis beim Aufbau des Amtlichen Topographisch-Kartographischen Informationssystem (ATKIS) genutzt.