Warum kann ich mir nicht vorstellen, meine Haare wachsen zu lassen, insbesondere meine Körperhaare? Diese Frage und das damit verbundene Unbehagen motivierten mich 2016 zur Entwicklung meines Dissertationsprojektes. Die Suche nach einer Antwort führt zu einer Studie, die einen feministisch-phänomenologischen Erfahrungsbegriff zentral setzt. Bedeutsam für die Entwicklung eines solchen Begriffs sind die phänomenologischen Beiträge „Zur poststrukturalistischen Kritik an der Erfahrung im Kontext der feministischen Philosophie“ (Stoller 2005) von Silvia Stoller und „Phänomenologie, Poststrukturalismus und feministische Theorie. Zum Begriff der Erfahrung“ (Alcoff 1997) von Linda Martín Alcoff. Darauf aufbauend verfolgt das Dissertationsprojekt zunächst das Anliegen, Erfahrungen sichtbar zu machen, indem sie veranschaulicht und zur Sprache gebracht werden. Auf diese Weise wird es möglich, Erfahrungen hinterfragen zu können, um anschließend Antworten entwickeln zu können. Demnach beruhen mein Unvermögen, Körperhaare wachsen zu lassen, sowie das damit einhergehende Unbehagen darauf, eine drohende Erfahrung der Fremdheit mir selbst gegenüber abwenden zu wollen. Zu einer solchen Fremderfahrung würde es kommen, wenn ich durch meine Körperhaare damit konfrontiert werde, dass ich mir fremd bin. Jedoch um sich selbst kennenzulernen sind Menschen nach phänomenologischem Verständnis (vgl. Meyer-Drawe 2001: 141-142) auf andere Menschen angewiesen, da sie sich selbst erst durch andere bewusst werden können. Doch stellt es angesichts des gelebten Ideals der Haarlosigkeit (vgl. Labre 2002: 120-122, Strmljan 2018: 406) eine Herausforderung dar, meine drohende Fremderfahrung, aufgrund der Konfrontation mit meinen Körperhaaren, im Kontakt mit anderen Menschen zu überwinden, sodass ich eine solche Fremderfahrung vermeide, indem ich meine Körperhaare entferne. Als Resultat verbleibt mein Unbehagen darüber, dem Ideal der Haarlosigkeit zu entsprechen. Zu einer solchen Antwort gelange ich anhand einer Studie, die folgender Forschungsfrage folgt: Wie erfahren sich Menschen beim Waxing in einem Kosmetikstudio unter den Bedingungen der binären Geschlechterordnung? Dass die Erfahrungen in einem Kosmetikstudio erforscht werden, begründet sich damit, dass in einem solchen der Zugang zu Erfahrungen bei der Entfernung von Körperhaaren möglich wird. Körperhaare zu entfernen ist zwar ein alltäglicher Umgang mit Körpern, jedoch intim und persönlich, sodass ein Zugang schwierig wird. Eine Lösung stellt hierfür ein Kosmetikstudio dar. Als Praktikantin in dem Kosmetikstudio Beautystudio werden mir Erfahrungen beim Waxing – einer kosmetischen Technik der Haarentfernung – zugänglich. Auf solche Weise Daten zu erheben folgt dem ethnographischen Vorgehen der teilnehmenden Beobachtung. Forscher*innen nehmen beobachtend vor Ort teil und erheben Daten, indem sie Notizen, Protokolle und schließlich Studien erstellen. Mittels eines solchen Forschungsstils können Forscher*innen Erfahrungen in einer Studie zentral setzen, da sie so Erfahrungen selbst machen können und Zugang zu den Erfahrungen anderer erhalten (vgl. Amann/ Hirschauer 1997: 29-30, Breidenstein et al. 2013: 86-87, 103, 177-178). Im Zuge der Datenerhebung zeigt sich wiederum, dass im Umgang mit Körperhaaren die Bedingungen der binären Geschlechterordnung wirksam werden. Beispielsweise wird in vielen Situationen die dichotome Differenz zwischen Männern und Frauen betont, ohne dass es konkret für die kosmetische Anwendung notwendig zu sein scheint. So erklärt sich, dass für die Analyse und das Hinterfragen der zur Sprache gebrachten Erfahrungen ein geschlechtertheoretisches Konzept herangezogen wird, welches Erfahrungen hinsichtlich der Bedingungen der binären Geschlechterordnung befragen kann. Eine solche Betrachtung der Daten bietet Gesa Lindemanns Konzept „Der leiblich-affektiven Konstruktion des Geschlechts“ (1992). Basierend auf dem feministisch-phänomenologischen Erfahrungsbegriff, dem ethnographischen Vorgehen und dem Geschlechterkonzept Lindemann zeigt sich, dass Menschen beim Waxing erfahren (können), mit anderen Menschen verbunden und sich selbst unverbunden zu sein. Dabei wird die Haut zum Kristallisationspunkt der Verbindung zu anderen Menschen (und auch Apparaten). Durch die Berührungen wird einerseits Verbundenheit gestaltet und eine gegenseitige Zuwendung erfahrbar, andererseits wird diese aber auch unterbrochen, wenn durch das Waxing Schmerz zugefügt wird oder Menschen durch Blicke entblößt werden. So wird die Haut zum Medium zwischen den Erfahrungen der Verbundenheit und Unverbundenheit. (Hinweisen möchte ich an dieser Stelle, dass alle Namen und Orte anonymisiert sind. Demnach handelt es sich beim Beautystudio um den anonymisierten Namen des Kosmetikstudios, in welchem ich forschte. Auf diese Weise soll die Persönlichkeit der Kontaktpersonen im Feld gewahrt bleiben.) Literaturhinweise: Alcoff, Linda M. (1997): Phänomenologie, Poststrukturalismus und feministische Theorie. Zum Begriff der Erfahrung. In: Stoller, Silvia/ Vetter, Helmuth (Hg.): Phänomenologie und Geschlechterdifferenz. Wien: WUV-Universitäts-Verlag: 227-271. Amann, Klaus/ Hirschauer, Stefan (1997): Die Befremdung der eigenen Kultur. Ein Programm. In: Hirschauer, Stefan/ Amann, Klaus (Hg.): Die Befremdung der eigenen Kultur: Zur ethnographischen Herausforderung soziologischer Empirie. Frankfurt am Main: Suhrkamp Verlag: 7-52. Breidenstein, Georg/ Hirschauer, Stefan/ Kalthoff, Stefan/ Nieswand, Boris (2013): Ethnografie. Die Praxis der Feldforschung. Konstanz & München: UVK Verlagsgesellschaft Labre Peixoto, Magdala (2002): The Brazilian Wax: New Hairlessness Norm for Women? In: Journal of Communication Inquiry: 26 (2): 113-132. Lindemann, Gesa (1992): Die leiblich-affektive Konstruktion des Geschlechts. Für eine Mikrosoziologie des Geschlechts unter der Haut. In: Zeitschrift für Soziologie: 21 (5): 330-346. Meyer-Drawe, Käte (2001): Leiblichkeit und Sozialität. München: Wilhelm Fink Verlag. Stoller, Silvia (2005): Zur poststrukturalistischen Kritik an der Erfahrung im Kontext der feministischen Philosophie. In: Stoller, Silvia/ Vasterling, Veronica/ Fisher, Linda (Hg.): Feministische Phänomenologie und Hermeneutik. Würzburg: Königshausen & Neumann GmbH: 139-170. Strmljan, Alina (2018): Haare zum Schämen? Weibliche Körperbehaarung und ihre Entfernung – Normen, Tabus und Trivialisierungen. In: Breuss, Susanne (Hg.): Mit Haut und Haar. Frisieren, Rasieren, Verschönern. Wien: Metroverlag: 404-410.

Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit ist die Absicherung der Qualität eines pharmazeutischen Produktionsprozesses durch die Überprüfung des Volumens mikroskopischer Polymerstäbchen mit einem hochgenauen 3D Messverfahren. Die Polymerstäbchen werden für pharmazeutische Anwendungen hergestellt. Aus Gründen der Qualitätssicherung muss das Istgewicht überprüft werden. Derzeit werden die Polymerstäbchen stichprobenartig mit einer hochpräzisen Waage gewogen. Für die nächste Generation von Polymeren wird angenommen, dass die Produktabmessungen weiter reduziert werden sollen und die Produktionstoleranzen auf 2,5% gesenkt werden. Die daraus resultierenden Genauigkeitsanforderungen übersteigen jedoch die Möglichkeiten der Wiegetechnik. Bei homogenen Materialien ist die Masse proportional zum Volumen. Aus diesem Grund kommt dessen Bestimmung als Alternative in Frage. Dies verschafft Zugang zu optischen Messverfahren und deren Flexibilität und Genauigkeitpotenzial. Für den Entwurf eines auf die Fragestellung angepassten Messkonzeptes sind weiterhin von Bedeutung, dass das Objekt kontaktlos, mit einer Taktzeit von maximal fünf Sekunden vermessen und das Volumen approximiert wird. Die Querschnitte der Polymerstäbchen sind etwa kreisförmig. Aufgrund der Herstellung der Fragmente kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Anlageflächen orthogonal zur Symmetrieachse des Objektes sind. Daher muss analysiert werden, wie sich kleine Abweichungen von kreisförmigen Querschnitten sowie die nicht idealen Anlageflächen auswirken. Die maximale Standardabweichung für das Volumen, die nicht überschritten werden sollte, beträgt 2,5%. Dies entspricht einer maximalen Abweichung der Querschnittsfläche um 1106 µm² (Fehlerfortpfanzung). Als Bewertungskriterium wird der Korrelationskoeffzient zwischen den gemessenen Volumina und den Massen bestimmt. Ein ideales Ergebnis wäre 100%. Die Messung zielt auf einen Koeffzienten von 98% ab. Um dies zu erreichen, ist ein präzises Messverfahren für Volumen erforderlich. Basierend auf dem aktuellen Stand der Technik können die vorhandenen optischen Messverfahren nicht verwendet werden. Das Polymerstäbchen wird von einer Kamera im Durchlicht beobachtet. Daher sind der Durchmesser und die Länge sichtbar. Das Objekt wird mittels einer mechanischen Vorrichtung um die Längsachse gedreht. So können Bilder von allen Seiten aufgenommen werden. Der Durchmesser und die Länge werden mit der Bildverarbeitung berechnet. Das neue Konzept vereint die Vorteile der Verfahren: Es ist unempfindlich gegen Farb-/Helligkeitsänderungen und die Bilder können in beliebiger Anzahl aufgenommen werden. Außerdem sind die Erfassung und Auswertung wesentlich schneller. Es wird ein Entwurf und die Umsetzung einer Lösung zur hochpräzisen Volumenmessung von Polymerstäbchen mit optischer Messtechnik und Bildverarbeitung ausgearbeitet. Diese spezielle Prozesslösung in der Prozesslinie (inline) sollte eine 100%ige Qualitätskontrolle während der Produktion garantieren. Die Zykluszeiten des Systems sollte fünf Sekunden pro Polymerstäbchen nicht überschreiten. Die Rahmenbedienungen für den Prozess sind durch die Materialeigenschaften des Objekts, die geringe Objektgröße (Breite = 199 µm, Länge = 935 µm bis 1683 µm) und die undeffinierte Querschnittsform (durch den Trocknungsprozess) vorgegeben. Darüber hinaus sollten die Kosten für den Prozess nicht zu hoch sein. Der Messaufbau sollte klein sein und ohne Sicherheitsvorkehrungen oder Abschirmungen arbeiten. Das entstandene System nimmt die Objekte in verschiedenen Winkelschritten auf, wertet mit Hilfe der Bildverarbeitung die Aufnahmen aus und approximiert das Volumen. Der Korrelationskoffizient zwischen Volumen und Gewicht beträgt für 77 Polymerstäbchen mit einem Gewicht von 37 µg bis 80 µg 99; 87%. Mit Hilfe eines Referenzsystems kann die Genauigkeit der Messung bestimmt werden. Die Standardabweichung sollte maximal 2,5% betragen. Das entstandene System erzielt eine maximale Volumenabweichung von 1,7%. Die Volumenvermessung erfüllt alle Anforderungen und kann somit als Alternative für die Waage verwendet werden.

Even with moderate pulse energies and average powers, ultrashort pulse lasers achieve very high peak powers, whose effect on matter is fundamentally different from that of other light sources. The high electric field strength does not only cause an increase of optically nonlinear effects such as second harmonic generation, but it is also responsible for the “cold“ ablation, which leads to colder plasmas. An investigation of these two circumstances in terms of a simplification of the pulse duration measurement and an improvement of the molecular formation in cooling plasmas is the topic of this work. In this context, it is shown that when selecting suitable process parameters, especially when purposefully defocusing the medium, the use of ultrashort pulse lasers improves the spectroscopy of several emitting molecules such as aluminum oxide. Therefore, their detection is possible even without the time-resolving spectrometers required in literature. In addition, ultrashort pulses enable spatially resolved crystallization of zinc oxide on zinc surfaces prepared by basic means. The resulting wurtzites usually align their c-axis approximately perpendicular to the underlying surface and can be used to generate scattered second harmonics. Fiber-based femtosecond lasers with pulse energies in the microjoule range, pulse durations of a few 100fs and very low maintenance requirements have proven to be a powerful instrument for these purposes. For measuring the pulse duration, the high pulse energy also enables the usage of frequency doublers with much lower conversion eciencies. Despite nonuniform crystal axes, the scattering second harmonic generating aluminum nitride has proven to be particularly suitable for optical autocorrelation. Compared to the commonly used monocrystalline beta-barium borate, the sintered aluminum nitride ceramic plates facilitate the adjustment, simplify the material handling and reduce the expenses by two to three orders of magnitude. The method developed in this work is therefore also suitable for confirmatory measurements of the pulse duration during the production process of such systems – especially when the occurring pulse energies are high or rather too high for beta-barium borate.

The scientific interest in nonsuicidal self-injury (NSSI) has increased in the last two decades. High prevalence and comorbidity rates, low quality of life and increased risk of suicidality highlight the importance of this research field. The present thesis focuses on intra- and interpersonal factors associated with the development and maintenance of NSSI. The aim of study 1 was the examination of personality traits of adolescents with NSSI without Borderline Personality Disorder (NSSI-BPD), adolescents with NSSI and BPD (NSSI+BPD), clinical controls (CC) and nonclinical controls (NC). Results showed that adolescents with NSSI disorder scored significantly higher on novelty seeking and harm avoidance and lower on persistence, self-directedness, and cooperativeness than CC. In adolescents with NSSI+BPD this personality pattern was even more pronounced than in adolescents with NSSI-BPD. Adolescents´ NSSI leads to distress that affects the whole family system, often resulting in conflicts and disrupted family communication and functioning. Parents report feelings of distress, insecurity and helplessness. Adolescents with NSSI report more parental criticism and control and less support than adolescents without NSSI. Study 2 investigated the parenting behavior in families of adolescents with NSSI. Adolescents with NSSI reported less maternal warmth and support than NC adolescents. Mothers of adolescents with NSSI showed higher psychopathology scores than NC mothers and less parental satisfaction than CC and NC mothers. Siblings are also reported to suffer from changes in family dynamics. The aim of study 3 was to examine the sibling relationship quality of adolescents with NSSI, CC and NC. Siblings reported a wide range of negative emotional and familial consequences as a result of their sister´s NSSI. Siblings of adolescents with NSSI experienced significantly more coercion in the relationship with their sister compared to CC and NC siblings. Adolescents with NSSI reported significantly less warmth and empathy in the sibling relationship and higher rivalry scores between their siblings and themselves than NC adolescents. For both, adolescents with NSSI and their siblings, associations were found between sibling relationship quality and internalizing problems. Study 4 aimed to further explore the family emotional climate. Therefore, the level of expressed emotion (EE) was assessed in adolescents with NSSI, CC, NC and their mothers. Parental high EE (HEE) is linked to adolescent NSSI, especially parental criticism seems to be strongly associated with NSSI. Previous research into NSSI and EE has focused on parental EE, however, the conceptualization of EE as a unidirectional construct from parent to child may present an incomplete picture. Therefore, the current study included both, adolescent and maternal EE. Adolescents in the NSSI and CC group more often met criteria for HEE than NC. Adolescents with NSSI exhibited significantly more covert criticism and critical tone toward their mothers than CC and NC. HEE of adolescents with NSSI was associated with a range of difficulties in emotion regulation. For the total sample, moderate concordance was found between adolescents and mothers EE-status. The research presented in this thesis has important clinical implications. The differences in personality traits of adolescents with NSSI with and without BPD underline the need for a dimensional personality assessment as well as specific treatment programs for adolescents with NSSI-BPD. Problems within the family are frequent triggers for NSSI. Therefore, interventions for adolescents with NSSI should include both, the improvement of emotion regulation and family interaction and communication. Along with the reduction of negative relationship aspects, psychotherapy should also focus on the enhancement of positive relationship quality. The emotional burden of family members stresses the need for emotional and practical support for parents and siblings.

Die Studien der vorliegenden Arbeit untersuchen geschlechtsspezifisch-emotionale Reaktionsmuster auf stärkere und weniger stark emotionalisierte Texte verschiedener Textarten zu negativen Themen. Zusätzlich finden verschiedene Ausprägungen von Geschlechterstereotypen und dahingehend mögliche Zusammenhänge mit emotionalen Reaktionen Berücksichtigung. Versuchspersonen wurden mit Textmaterial konfrontiert und sollten daraufhin mit Hilfe des Emotionsfragebogens M-DAS ihre emotionalen Reaktionen bewerten. Frauen zeigten eine stärkere Ergriffenheit in Bezug auf das Textmaterial im Allgemeinen und besonders auf emotionalisiertes Textmaterial. Gemischte Ergebnisse zeigten sich in Bezug auf geschlechtertypische Textarten. Eine Sachtextpräferenz der Männer ließ sich ebensowenig signifikant belegen wie die erwartete stärkere Vorliebe der Frauen für literarische Texte. Geschlechtsspezifische Emotionen wurden weitestgehend erwartungskonform berichtet: Frauen reagierten mit stärkerer Angst und Trauer auf das Textmaterial, Männer mit stärkerer Verachtung. Die Ergebnisse in Bezug auf Wut sind gemischt, in einigen Fällen wurde Wut jedoch stärker von den Frauen berichtet. Die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen internalisierten Stereotypen ergab Einflüsse hauptsächlich von weiblichen Stereotypen auf emotionale Reaktionen, männliche Stereotype konnten nur in einer Teilfragestellung als Einflussfaktor ausgemacht werden. Emotionsbezogene Stereotype wiesen keine Zusammenhänge mit emotionalen Reaktionen auf. Insgesamt belegen die Ergebnisse der Arbeit, dass sich geschlechterspezifische Unterschiede in emotionalen Reaktionen finden lassen.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Abdrift von Pflanzenschutzmitteln (PSM), die auf Lebensmittelkulturen in angrenzenden Flächen, insbesondere in benachbarte Haus- und Kleingärten, gelangt. In einer Reihe von Windtunnelversuchen wurde die Abdrift von PSM aus Flächen- und Raumkulturen während der Applikation mit zwei verschiedenen Testsystemen nachgestellt. Das Testsystem Flächenkultur simuliert die Applikation auf Flächenkulturen, das Testsystem Raumkultur die auf Raumkulturen. Auf der Nicht-Zielfläche wurden die auf Grund von Abdrift entstandenen Rückstände des verwendeten Tracers Pyranin nach der Applikation entfernungsabhängig auf den Lebensmittelkulturen Kopfsalat, Erdbeeren und Tomaten gemessen. Durch die gleichzeitige Messung der Bodendeposition konnten die Messwerte mit Hilfe von Regressionsgleichungen (R² = 0,88 bis 0,97) in Bezug zu den Abdrifteckwerten (AEW) gebracht werden. Dadurch war es möglich, erste Abschätzungen der Höhe von Rückständen vorzunehmen, die über Abdrift von landwirtschaftlichen Flächen auf benachbarte Lebensmittelkulturen im Freiland gelangen können. Diese Abschätzung ist zunächst limitiert auf die drei Versuchspflanzen. Die Versuche zeigen, dass sich die meisten durch Abdrift entstehenden Rückstände auf Salatköpfen wieder finden, gefolgt von Erdbeeren und Tomaten. Neben dem experimentellen Teil wurden Analysen mit Geoinformationssystemen (GIS) durchgeführt, um die Nachbarschaftsverhältnisse zwischen landwirtschaftlich genutzten Flächen und Gartenflächen für ganz Deutschland und speziell für Rheinland-Pfalz (RLP) zu analysieren. Dazu wurden für die deutschlandweiten Berechnungen die Daten des amtlichen topographisch-kartographischen Informationssystems (ATKIS) und für die RLP-weiten Berechnungen die Daten des amtlichen Liegenschaftskatasterinformationssystem (ALKIS) verwendet. Beachtet werden muss, dass auf Grund der Datenbeschaffenheit eine Abgrenzung der Gartenflächen zu Wohnflächen nicht möglich ist. Deutschlandweit liegen etwa 1,1 % aller potentiellen Gartenflächen innerhalb eines 5 m Pufferbereichs um Raumkulturen bzw. innerhalb eines 2 m Pufferbereichs um Flächenkulturen. Für RLP sind es 0,75 %. Mit Hilfe eines Landbedeckungsdatensatzes der Fa. RLP AgroScience GmbH und den ALKIS-Daten konnte jedoch die exakte Gartenfläche für RLP auf 47.437 ha bestimmt werden. Basierend auf dieser Datengrundlage liegen 1,2 % der Gartenfläche von RLP innerhalb der genannten Pufferbereiche. Des Weiteren ergaben Berechnungen, dass 3 % der Gärten in RLP direkt angrenzend zu landwirtschaftlich genutzten Flächen liegen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden nicht nur Gärten betrachtet, die an landwirtschaftliche Flächen grenzen, sondern auch Nachbarschaftsverhältnisse zwischen ökologisch und konventionell bewirtschafteten Flächen untersucht. Diese Berechnungen erfolgten mit den Daten des Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystems (InVeKoS). Insgesamt grenzen in RLP 47,1 % aller ökologisch bewirtschafteten Flächen unmittelbar an konventionell bewirtschaftete Flächen an.

In dieser Arbeit werden die schottischen Liedbearbeitungen Ludwig van Beethovens auf ihre möglichen gälischen Vorläufer untersucht und in ihrem historischen Kontext aus einer gälischen Perspektive betrachtet. Ihre Liedbiographien werden um Vorläufer ergänzt und vervollständigt, die vom dem schottischen Auftraggeber Beethovens, George Thomson teilweise vorsätzlich unterschlagen wurden. Gründe hierfür sind in der politischen und kulturellen Unterdrückung der gälischen Sprachgemeinschaft Schottlands zu finden. Handelt es sich wirklich um anonyme Volkslieder, oder auch um Kompositionen bekannter Musiker aus der gälischen Kultur? Welche Veränderungen erfuhren sie im Zuge der Anonymisierung und der Degradierung zur Volksmusik, sowie der anschließenden Neuausrichtung in der schottischen Nationalmusik? Zu 12 der schottischen Lieder Beethovens sind ausführliche Liedbiographien mit allen gälischen Liedtexten, deutscher Übersetzung und den historischen Hintergründen der gälischen Vorläufer und ihrer Notierungen entstanden.

Studies in recent years have demonstrate adolescents and young adults to have a deficient data protection competence, however children and adolescents between the ages of ten and 13 were mostly not focus of these studies. Therefore, the guiding question of the work is how data protection competence is developed in children and adolescents at a young age in order to be able to infer suitable, educational concepts for this age group. At the beginning of the work, a data protection competence model is derived from a media competence model, which serves as the basis for the further field investigation. A survey was carried out at general secondary schools in Rhineland-Palatinate, which shows that the respondents still have sufficiently developed Risk Assessment Competence, but were insufficiently developed in terms of knowledge, Selection and Usage Competence and the Implementation Competence. Recommendations for actions are given in the last part of the work – containing learning goal descriptions to be possibly implemented in an educational framework – in order to address this issue.

Amphibian populations are declining worldwide for multiple reasons such as habitat destruction and climate change. An example for an endangered European amphibian is the yellow-bellied toad Bombina variegata. Populations have been declining for decades, particularly at the northern and western range margin. One of the extant northern range centres is the Westerwald region in Rhineland-Palatinate, Germany. To implement informed conservation activities on this threatened species, knowledge of its life-history strategy is crucial. This study therefore focused on different developmental stages to test predictions of life-history theory. It addressed (1) developmental, (2) demographic and (3) genetic issues of Bombina variegata as a model organism: (1) Carry-over effects from larval environment to terrestrial stages and associated vulnerability to predators were investigated using mesocosm approaches, fitness tests and predation trials. (2) The dynamics and demography of B. variegata populations were studied applying a capture-mark-recapture analysis and skeletochronology. The study was complemented through (3) an analysis of genetic diversity and structuring of B. variegata populations using 10 microsatellite loci. In order to reveal general patterns and characteristics among B. variegata populations, the study focused on three geographical scales: local (i.e. a former military training area), regional (i.e. the Westerwald region) and continental scale (i.e. the geographical range of B. variegata). The study revealed carry-over effects of larval environment on metamorph phenotype and behaviour causing variation in fitness in the early terrestrial stage of B. variegata. Metamorph size and condition are crucial factors for survival, as small-sized individuals were particularly prone to predator attacks. Yellow-bellied toads show a remarkable fast-slow continuum of the life-history trait longevity. A populations’ position within this continuum may be determined by local environmental stochasticity, i.e. an extrinsic source of variation, and the efficiency of chemical antipredator protection, i.e. an intrinsic source of variation. Extreme longevity seems to be an exception in B. variegata. Senescence was absent in this study. Weather variability affected reproductive success and thus population dynamics. The dispersal potential was low and short-term fragmentation of populations caused significant genetic differentiation at the local scale. Long-term isolation resulted in increased genetic distance at the regional scale. At the continental scale, populations inhabiting the marginal regions were deeply structured with reduced allelic richness. As consequence of environmental changes, short-lived and isolated B. variegata populations at the range margin may face an increased risk of extinction. Conservation measures should thus improve the connectivity among local populations and reinforce annual reproductive success. Further research on the intraspecific variation in B. variegata skin toxins is required to reveal potential effects on palatability and thus longevity.

This dissertation presents the application of the molecular LIBS method, a novelapproach of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS), to optimize the detection of pitting chlorides in concrete structures, which are e.g. contaminated bydeicing salt in winter. Potentiometric titration as the standard method for chloride determination in building material analysis is costly and time-consuming. Ithas the decisive disadvantage that the determination of chloride concentrationis based on the total mass of the concrete and not on the cement content asrequired by the European standard EN 206. The imaging capabilities of LIBS forphase separation of the concrete meet this requirement. LIBS was already usedby BAM in 1998 in building material analysis, but the detection of chlorides withLIBS requires expensive helium purging and spectrometers outside the visiblespectral range to detect emissions of atomic chlorine. The approach of molecular LIBS is to quantify the emission of chloride-containing molecular radicalsformed during the cooling phase of the laser-induced plasma. The advantagescompared to conventional LIBS method are the emission in the visible spectralrange and the applicability without noble gas purging. In this thesis the influenceof the experimental components on the time behaviour of the relevant molecularemission bands is investigated, signal deviations due to plasma fluctuations aresignificantly reduced and for plasma analysis the molecular formation is simulated on atomistic scales and compared with standard methods. In simultaneousmeasurements, atomic and molecular Cl emission are directly compared and the quantification is optimized by data combination. Molecular LIBS will be extended to a quantifying and imaging method that can detect chlorides withoutnoble gas purging.

Die Biopolyester Cutin und Suberin stellen hydrophobe Grenzbarrieren dar, die sich im Laufe der Evolution der Landpflanzen entwickelt haben. Cutin bildet den Hauptbestandteil der Cuticula, die den Pflanzen Schutz vor unkontrollierter Transpiration bietet. Die Einlagerung von Suberin in die Zellwände definierter Zellen des Wurzelgewebes ermöglicht eine kontrollierte Aufnahme von Wasser und Nährstoffen. Zu den wichtigsten monomeren Bestandteilen dieser biologischen Polyester gehören langkettige α,ω-Dicarbonsäuren und ω-Hydroxycarbonsäuren. Bisher wurde der mikrobielle Abbau der Makromoleküle unzureichend erforscht. Zur Entschlüsselung der Zersetzung ist es notwendig, den Kreislauf der monomeren Bestandteile im Boden zu betrachten. Hierzu eignen sich vor allem Experimente mit positionsspezifisch ¹³C -markierten α,ω-Dicarbonsäuren und ω-Hydroxycarbonsäuren, die in der vorliegenden Arbeit erstmals synthetisch zugänglich gemacht wurden. Die Synthesen umfassten Dicarbonsäuren der geradzahligen Kettenlängen C12 bis C30, deren Carboxygruppen ¹³C -markiert sind. Ebenfalls wurde die Synthese von ω-Hydroxycarbonsäuren der Kettenlängen C14, C18, C22 und C30 mit ¹³C-Markierung an der Carboxygruppe realisiert. Weitere Zielverbindungen waren ω-Hydroxycarbonsäuren der Kettenlängen C14, C15, C18, C22 und C30, deren terminales hydroxyliertes Kohlenstoffatom mit ¹³C markiert ist. Im Rahmen der durchgeführten Arbeit gelang es, alle 19 Zielcarbonsäuren erfolgreich in hohen Ausbeuten und Reinheiten darzustellen. Die Synthese der isotopenmarkierten Verbindungen erforderte die Entwicklung spezieller auf die jeweiligen Zielsubstanzen individuell angepasster Syntheserouten, die den Einbau des Kohlenstoffisotops ¹³C ermöglichten. Für alle Zielverbindungen erfolgte die Einführung des ¹³C durch die Verwendung von ¹³C -markiertem Kaliumcyanid (99 at%). Wegen der hohen Kosten des ¹³C -markierten Ausgangsstoffes wurden alle Reaktionen zunächst unter der Verwendung analoger unmarkierter Edukte optimiert. Der letzte Teil der Arbeit bestand in der Ausführung eines Inkubationsexperimentes mit den ¹³C -markierten α,ω-Dicarbonsäuren der Kettenlängen C12, C18, C22 und C30. Mittels Phospholipidfettsäure-Analyse konnte gezeigt werden, dass die ¹³C -Dicarbonsäuren zu unterschiedlichen Anteilen von verschiedenen Mikroorganismengruppen zum Aufbau von Phospholipidfettsäuren verwendet wurden. Außerdem konnte durch die Anreicherung des CO2 mit dem Isotop ¹³C nachgewiesen werden, dass die ¹³C -markierten Fettsäuren von den Mikroorganismen zur Energiegewinnung abgebaut wurden. Für zukünftige Arbeiten wäre es interessant, Ausschnitte der Cutin- und Suberinstruktur nachzubilden. Durch die Veresterung der ¹³C -markierten α,ω-Dicarbonsäuren und der ¹³C -markierten ω-Hydroxycarbonsäuren untereinander oder mit Alkoholen könnten Dimere und Oligomere hergestellt werden.

Bio-medical data comes in various shapes and with different representations. Domain experts use such data for analysis or diagnosis, during research or clinical applications. As the opportunities to obtain or to simulate bio-medical data become more complex and productive, the experts face the problem of data overflow. Providing a reduced, uncluttered representation of data, that maintains the data’s features of interest falls into the area of Data Abstraction. Via abstraction, undesired features are filtered out to give space - concerning the cognitive and visual load of the viewer - to more interesting features, which are therefore accentuated. To address this challenge, the dissertation at hand will investigate methods that deal with Data Abstraction in the fields of liver vasculature, molecular and cardiac visualization. Advanced visualization techniques will be applied for this purpose. This usually requires some pre-processing of the data, which will also be covered by this work. Data Abstraction itself can be implemented in various ways. The morphology of a surface may be maintained, while abstracting its visual cues. Alternatively, the morphology may be changed to a more comprehensive and tangible representation. Further, spatial or temporal dimensions of a complex data set may be projected to a lower space in order to facilitate processing of the data. This thesis will tackle these challenges and therefore provide an overview of Data Abstraction in the bio-medical field, and associated challenges, opportunities and solutions.

The increase in plastic particles (< 5 mm) in the environment is a global problem, which is in direct correlation to the increasing production quantity and variety. Through direct input (primary) or through the degradation of macroplastics (secondary), particles enter the environmental compartments water and/or soil via conventional material transportation paths. The research and development work on the sustainable removal of microplastic particles (inert organic chemical stressors, IOCS) from wastewater is based on the construction of polymer inclusion compounds. IOCS describe a group of organic chemical molecules, which demonstrate a high level of persistence upon entry in the ecosystem and whose degradation is limited. Following the principle of Cloud Point Technology, a novel separation technique has been developed which induces particle growth in microplastics and allows easier separation from the water by volume increase according to the state of the art. The concept for the sustainable removal of microplastics from Herbort and Schuhen is based on a three-step synthesis. This concept was further optimized as part of the research and adapted to the criteria of resource efficiency and profitability. The fundamental research is premised on the hypothesis that van der Waals forces with short ranges and localized hydrophobic interactions between precursors and/or material and the IOCS to be connected can induce a fixation through the formation of an inclusion compound with particle growth. Through the addition of silicon-based ecotoxicologically irrelevant coagulation and inclusion units, it is possible to initiate molecular self-organization with the hydrophobic stressors in an aggregation process induced through water. It results in adhesive particle growth around the polymer particles and between particles. Subsequently, the polymer extract can be separated from aquatic media through simple and cost-effective filtration processes (e.g. sand trap, grease trap), due to the 10,000 times larger volume microplastic agglomerates.

Die Entwicklung von naturwissenschaftlichen Konzepten und Bildungssprache beginnt schon vor dem Schuleintritt und bildungssprachliche und naturwissenschaftliche Kompetenzen werden als wichtige Faktoren für Schulerfolg angesehen (Ehlich, Bredel & Reich, 2008; Saçkes, Trundle & Bell, 2013). Die frühe Förderung dieser Kompetenzen ist deshalb sinnvoll. Lernumgebungen, die naturwissenschaftliche Konzepte fördern (Hardy, Möller & Stern, 2006; Leuchter, Saalbach & Hardy, 2014), zeichnen sich ebenso wie Lernumgebungen, die Bildungssprache fördern (Gibbons, 2006; Quehl & Trapp, 2013), dadurch aus, dass sie zum Sammeln eigener Erfahrungen (z.B. beim Experimentieren) und zum Versprachlichen und Begründen eigener Gedanken anregen (z.B. in Planungs- und Reflexionsphasen). Die zur Förderung von Bildungssprache erforderliche sprachliche Komplexität wird besonders in Gesprächen herausgefordert, die außerhalb der Experimentiersituation, d.h. kontext-reduziert, stattfinden (Gibbons, 2006; Quehl & Trapp, 2013). Bisherige Forschung untersucht allerdings entweder sprachliche oder konzeptuelle Fortschritte und dies überwiegend im schulischen Kontext. Eine gemeinsame Betrachtung beider Bereiche bei Vorschulkindern fehlt bisher. Die zentrale Forschungsfrage der Arbeit lautet daher: „Welche Effekte haben kontext-reduzierte Gespräche auf Vorstellungen von Vorschulkindern zu zweiseitigen Hebeln und deren bildungssprachliche Lexik und Grammatik?“ Die Effekte kontext-reduzierter Gespräche wurden in einem quasi-experimentellen Design (N = 90) mit drei Gruppen untersucht. Alle Gruppen nahmen an Experimentierphasen zu zweiseitigen Hebeln teil. Zwei Gruppen erhielten außerdem Planungs- und Reflexionsphasen mit verbalen Unterstützungsmaßnahmen. In der kontext-reduzierten Bedingung fanden die Planungs- und Reflexionsgespräche in raum-zeitlicher Trennung zum Experimentiermaterial statt, in der kontextualisierten Bedingung stand den Kindern das Material auch während der Planungs- und Reflexionsphasen zur Verfügung. Zwischen kontext-reduzierten und kontextualisierten Gesprächen konnten weder signifikante Unterschiede im naturwissenschaftlichen Konzept noch in den bildungssprachlichen Kompetenzen gefunden werden. Ein signifikanter Fördereffekt von Planungs- und Reflexionsgesprächen gegenüber der reinen Experimentierphase ohne Gespräche zeigt sich für konzeptuelle Vorstellungen zu zweiseitigen Hebeln, jedoch nicht für bildungssprachliche Lexik und Grammatik. Diese Ergebnisse lassen sich aus dem theoretischen Hintergrund nur bedingt erklären und geben Anlass für weitere Forschung.

The distributed setting of RDF stores in the cloud poses many challenges. One such challenge is how the data placement on the compute nodes can be optimized to improve the query performance. To address this challenge, several evaluations in the literature have investigated the effects of existing data placement strategies on the query performance. A common drawback in theses evaluations is that it is unclear whether the observed behaviors were caused by the data placement strategies (if different RDF stores were evaluated as a whole) or reflect the behavior in distributed RDF stores (if cloud processing frameworks like Hadoop MapReduce are used for the evaluation). To overcome these limitations, this thesis develops a novel benchmarking methodology for data placement strategies that uses a data-placement-strategy-independent distributed RDF store to analyze the effect of the data placement strategies on query performance. With this evaluation methodology the frequently used data placement strategies have been evaluated. This evaluation challenged the commonly held belief that data placement strategies that emphasize local computation, such as minimal edge-cut cover, lead to faster query executions. The results indicate that queries with a high workload may be executed faster on hash-based data placement strategies than on, e.g., minimal edge-cut covers. The analysis of the additional measurements indicates that vertical parallelization (i.e., a well-distributed workload) may be more important than horizontal containment (i.e., minimal data transport) for efficient query processing. Moreover, to find a data placement strategy with a high vertical parallelization, the thesis tests the hypothesis that collocating small connected triple sets on the same compute node while balancing the amount of triples stored on the different compute nodes leads to a high vertical parallelization. Specifically, the thesis proposes two such data placement strategies. The first strategy called overpartitioned minimal edge-cut cover was found in the literature and the second strategy is the newly developed molecule hash cover. The evaluation revealed a balanced query workload and a high horizontal containment, which lead to a high vertical parallelization. As a result these strategies showed a better query performance than the frequently used data placement strategies.

Water uptake, respiration and exudation are some of the biological functions fulfilled by plant roots. They drive plant growth and alter the biogeochemical parameters of soil in the vicinity of roots, the rhizosphere. As a result, soil processes such as water fluxes, carbon and nitrogen exchanges or microbial activity are enhanced in the rhizosphere in comparison to the bulk soil. In particularly, the exudation of mucilage as a gel-like substance by plant roots seems to be a strategy for plants to overcome drought stress by increasing soil water content and soil unsaturated hydraulic conductivity at negative water potentials. Although the variations of soil properties due to mucilage are increasingly understood, a comprehensive understanding of the mechanisms in the pore space leading to such variations is lacking. The aim of this work was to elucidate the gel properties of mucilage in the pore space, i.e. interparticulate mucilage, in order to link changes of the physico-chemical properties in the rhizosphere to mucilage. The fulfilment of this goal was confronted to the three following challenges: The lack of methods for in situ detection of mucilage in soil; The lack of knowledge concerning the properties of interparticulate mucilage; The unknown relationship between the composition and the properties of model substances and root mucilage produced by various species. These challenges are addressed in several chapters. In a first instance, a literature review picked information from various scientific fields about methods enabling the characterization of gels and gel phases in soil. The variation of soil properties resulting from biohydrogel swelling in soil was named the gel effect. The combined study of water entrapment of gels and gel phases in soil and soil structural properties in terms of mechanical stability or visual structures proved promising to disentangle the gel effect in soil. The acquired methodical knowledge was used in the next experiments to detect and characterize the properties of interparticulate gel. 1H NMR relaxometry allows the non-invasive measure of water mobility in porous media. A conceptual model based on the equations describing the relaxation of water protons in porous media was developed to integrate the several gel effects into the NMR parameters and quantify the influence of mucilage on proton relaxation. Rheometry was additionally used to assess mucilage viscosity and soil microstructural stability and ESEM images to visualize the network of interparticulate gel. Combination of the results enabled to identify three main interparticulate gel properties: The spider-web effect restricts the elongation of the polymer chains due to the grip of the polymer network to the surface of soil particles. The polymer network effect illustrates the organization of the polymer network in the pore space according to the environment. The microviscosity effect describes the increased viscosity of interparticulate gel in contrast to free gel. The impact of these properties on soil water mobility and microstructural stability were investigated. Consequences on soil hydraulic and soil mechanical properties found in the literature are further discussed. The influence of the chemical properties of polymers on gel formation mechanism and gel properties was also investigated. For this, model substances with various uronic acid content, degree of esterification and amount of calcium were tested and their amount of high molecular weight substances was measured. The substances investigated included pectic polysaccharides and chia seed mucilage as model polymers and wheat and maize root mucilage. Polygalacturonic acid and low-methoxy pectin proved as non-suitable model polymers for seed and root mucilage as ionic interactions with calcium control their properties. Mucilage properties rather seem to be governed by weak electrostatic interactions between the entangled polymer chains. The amount of high molecular weight material varies considerably depending on mucilage´s origin and seems to be a straight factor for mucilage’s gel effect in soil. Additionally to the chemical characterization of the high molecular weight compounds, determination of their molecular weight and of their conformation in several mucilages types is needed to draw composition-property profiles. The variations measured between the various mucilages also highlight the necessity to study how the specific properties of the various mucilages fulfill the needs of the plant from which they are exuded. Finally, the integration of molecular interactions in gel and interparticulate gel properties to explain the physical properties of the rhizosphere was discussed. This approach offers numerous perspectives to clarify for example how water content or hydraulic conductivity in the rhizosphere vary according to the properties of the exuded mucilage. The hypothesis that the gel effect is general for all soil-born exudates showing gel properties was considered. As a result, a classification of soil-born gel phases including roots, seeds, bacteria, hyphae and earthworm’s exuded gel-like material according to their common gel physico-chemical properties is recommended for future research. An outcome could be that the physico-chemical properties of such gels are linked with the extent of the gel effect, with their impact on soil properties and with the functions of the gels in soil.

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit euroskeptischen Äußerungen in der Parteienkommunikation und der Medienberichterstattung im Vorfeld der Europawahl 2014. Die Arbeit verwendet ein akteurszentriertes Forschungsdesign, welches eine differenzierte Betrachtung der öffentlichen Debatte europäischer Themen erlaubt. Die Analyse deckt auf, welche nationalen Parteien euroskeptische Positionen vertreten und inwiefern diese Einzug in die mediale Berichterstattung finden. Auch die Positionierung der Medien selbst wird durch die Untersuchung meinungsbezogener Artikel berücksichtigt. Die den Studien zu Grunde liegende Konzeptualisierung des Euroskeptizismus-Begriff umfasst neben globalen und konkreten negativen Bewertungen der EU auch die Zuschreibung von Problemverantwortung als weitere Spielart euroskeptischer Äußerungen. Die Arbeit nimmt weiterhin eine international vergleichende Perspektive ein, um den Einfluss nationaler Kontextfaktoren auf die Verbreitung euroskeptischer Positionen aufzuzeigen. Die Ergebnisse der Analyse decken zunächst auf, dass das Vorhandensein erstarkender euroskeptischer Oppositionsparteien nicht zwangsläufig zu einer Politisierung der europäischen Debatte führt, da sich die europhilen Mainstream-Parteien verschiedener Strategien zur Vermeidung einer solchen Kontroversen bedienen. Die Analysen ergeben weiterhin, dass europhile Regierungsparteien zwar mehrheitlich vor konkreten negativen Bewertungen der EU zurückschrecken, diese aber in Bezug auf die europäische Finanzkrise vorwiegend als Verursacher von Problemlagen skizzieren. Letztlich verdeutlichen die Ergebnisse, dass die mediale Berichterstattung zu Themen mit EU-Bezug eine starke Synchronizität zwischen Nachrichten- und Meinungsteil aufzeigt. Dies gilt sowohl in Bezug auf die geäußerten Bewertungen zur Europäischen Union als auch hinsichtlich der Darstellung von Verantwortlichkeit.

Abstract Location based services maybe are within one of the most outstanding features of modern mobile devices. Despite the fact, that cached geolocation data could be used to reconstruct motion profiles, the amount of devices capable to provide these information in the field of criminal investigations is growing. Motivation The aim of this work is to generate in-depth knowledge to questions concerning geolocation in the field of mobile forensics, making especially somehow cached geolocation data forensically valuable. On top, tools meeting the specific requirements of law enforcement personnel shall be developed. Problems Geolocation processes within smartphones are quite complex. For the device to locate its position, different reference systems like GPS, cell towers or WiFi hot\-spots are used in a variety of ways. The whole mobile geolocation mechanism is proprietary to the device manufacturer and not build with forensic needs in mind. One major problem regarding forensic investigations is, that mainly reference points are being extracted and processed instead of real life device location data. In addition, these geolocation information only consist of bits and bytes or numeric values that have to be securely assigned to their intended meaning. The location data recovered are full of gaps providing only a part of the process or device usage. This possible loss of data has to be determined deriving a reliable measurement for the completeness, integrity and accuracy of data. Last but not least, as for every evidence within a criminal investigation, it has to be assured, that manipulations of the data or errors in position estimation have no disadvantageous effect on the analysis. Research Questions In the context of localisation services in modern smartphones, it always comes back to similar questions during forensic everyday life: * Can locations be determined at any time? * How accurate is the location of a smartphone? * Can location data from smartphones endure in court? Approach For a better understanding of geolocation processes in modern smartphones and to evaluate the quality and reliability of the geolocation artefacts, information from different platforms shall be theoretically analysed as well as observed in-place during the geolocation process. The connection between data points and localisation context will be examined in predefined live experiments as well as desktop- and native applications on smartphones. Results Within the scope of this thesis self developed tools have been used for forensic investigations as well as analytical interpretation of geodata from modern smartphones. Hereby a generic model for assessing the quality of location data has emerged, which can be generally applied to geodata from mobile devices.

Software systems have an increasing impact on our daily lives. Many systems process sensitive data or control critical infrastructure. Providing secure software is therefore inevitable. Such systems are rarely being renewed regularly due to the high costs and effort. Oftentimes, systems that were planned and implemented to be secure, become insecure because their context evolves. These systems are connected to the Internet and therefore also constantly subject to new types of attacks. The security requirements of these systems remain unchanged, while, for example, discovery of a vulnerability of an encryption algorithm previously assumed to be secure requires a change of the system design. Some security requirements cannot be checked by the system’s design but only at run time. Furthermore, the sudden discovery of a security violation requires an immediate reaction to prevent a system shutdown. Knowledge regarding security best practices, attacks, and mitigations is generally available, yet rarely integrated part of software development or covering evolution. This thesis examines how the security of long-living software systems can be preserved taking into account the influence of context evolutions. The goal of the proposed approach, S²EC²O, is to recover the security of model-based software systems using co-evolution. An ontology-based knowledge base is introduced, capable of managing common, as well as system-specific knowledge relevant to security. A transformation achieves the connection of the knowledge base to the UML system model. By using semantic differences, knowledge inference, and the detection of inconsistencies in the knowledge base, context knowledge evolutions are detected. A catalog containing rules to manage and recover security requirements uses detected context evolutions to propose potential co-evolutions to the system model which reestablish the compliance with security requirements. S²EC²O uses security annotations to link models and executable code and provides support for run-time monitoring. The adaptation of running systems is being considered as is round-trip engineering, which integrates insights from the run time into the system model. S²EC²O is amended by prototypical tool support. This tool is used to show S²EC²O’s applicability based on a case study targeting the medical information system iTrust. This thesis at hand contributes to the development and maintenance of long-living software systems, regarding their security. The proposed approach will aid security experts: It detects security-relevant changes to the system context, determines the impact on the system’s security and facilitates co-evolutions to recover the compliance with the security requirements.

Das Ziel der Dissertation besteht in der Erklärung und Analyse grundlegender Steuerungsmuster zwischen Politik und Universitätssystem in den nationalen Bologna-Prozessen in Deutschland, Österreich und der Schweiz: Wurde die Studienreform primär staatlich verordnet, im Dialog mit den Hochschulen implementiert oder die Ausgestaltung der Reform der Wissenschaft weitgehend überlassen - und welche Instrumente wurden dabei weshalb genutzt? Damit schließt die Arbeit an den aktuellen Forschungsstand zu vertikalen Vermittlungsprozessen (übernational-national) im Bologna-Prozess an: Nationale Hochschulsysteme konvergieren nicht zu einem einheitlichen Modell, sondern nationale Faktoren (z.B. Problemdeutungen und Einflussmöglichkeiten von Bildungspolitik, Universitäten u.a.) führen dazu, dass Bologna jeweils länderspezifisch verstanden und interpretiert wird. Vor diesem Hintergrund wird im theoretischen Teil zur Anleitung eines systematischen Vergleichs ein analytischer Rahmen entworfen, dessen Elemente sowohl aus der Politikwissenschaft (Instrumenteforschung, Politische Steuerung, Governance etc.) als auch aus der Hochschulforschung stammen. In den anschließenden empirischen Kapiteln zu den drei Ländern werden die Akteurkonstellationen und faktisch zu beobachtenden Instrumentarien beschrieben, analysiert und interpretiert. Die methodische Basis bilden neben der Analyse zahlreicher Dokumente 37 leitfadengestützte Interviews mit Expertinnen und Experten. Grundsätzlich lassen sich auf Basis der empirischen Teile die folgenden zentralen Ergebnisse der Studie festhalten: Deutschland: Aufgrund der relativ starken Kompetenzen der Länder und der Einflussschwäche der Universitäten ist für den deutschen Bologna-Prozess ein primär interventionistisches Muster kennzeichnend. Dieses wurde und wird bis heute dadurch verstärkt, dass die Umsetzung von Bologna durch spezifische Problemwahrnehmungen und -lösungen von KMK und HRK in den 90er Jahren geprägt ist (z.B. Modularisierung als Antwort auf unstrukturierte Studiengänge, Akkreditierung als Fortführung der tradierten Input-Steuerung). `Bologna` wurde so mit genuin nationalen Instrumenten verquickt, die z.T. quer zum tradierten Lehrhabitus vieler Hochschullehrerinnen und -lehrer lag und liegt (z.B. Modularisierung oder Kompetenzorientierung). Verstärkend trat hinzu, dass die Reform u.a. aufgrund des Bund/Länder-Konflikts in der Bildungspolitik im Vorfeld der Föderalismusreform I nicht finanziell unterstützt wurde. Plastisch formuliert ist der deutsche Bologna-Prozess regulativ über- und finanziell untersteuert, was auch zu den Studierendenprotesten 2009/2010 beitrug. Österreich: Der Bologna-Prozess lief in Österreich parallel zu einem umfassenden Neuordnungsprozess, innerhalb dessen die Universitäten in ihrer Autonomie erheblich gestärkt wurden und sich das zuvor zentrale Wissenschaftsministerium in seinen Kompetenzen erheblich limitierte. Dieses hatte die Reform unmittelbar 1999 noch angestoßen, zog sich anschließend jedoch im Rahmen einer `minimalen Steuerung` zurück und übernahm auch keine Reformmehrkosten. Da unterhalb der in die Autonomie entlassenen Universitäten kein nationaler Dialog über die Reform in Gang kommen konnte, fand der Bologna-Prozess vor allem auf der Ebene der jeweils eigenständigen Universitäten `vor Ort` statt. Diese erhebliche regulative und finanzielle Untersteuerung führte 2009/2010 zu massiven Studierendenprotesten, die angesichts der schwachen Position des Ministeriums auch nur unzureichend kanalisiert werden konnten. Schweiz: In der Schweiz hingegen ist eine austarierte regulative und finanzielle Steuerung zu beobachten. Bund und Kantone übertrugen Anfang der 2000er Jahre wenige, aber wesentliche Kompetenzen auf ein gemeinsames Organ, das seinerseits per Gesetz eng mit der Rektorenkonferenz zusammenarbeiten sollte. Bologna stärkte dieses bis dato auf dem Papier bestehende Muster: Vor dem Hintergrund einer übergreifend geteilten prozessualen Subsidiaritätsnorm sowie weitgehender Präferenzenübereinstimmung zwischen Politik und Universitäten finanzierte der Staat gezielt die Reformmehrkosten sowie strategische Projekte und delegiert die Formulierung, Implementierung und Weiterentwicklung zentraler Vorgaben auf der Basis des Entscheidungsvorbehalts an die Rektorenkonferenz bzw. Universitäten. Probleme werden innerhalb dieses Arrangements z.T. identifiziert und bearbeitet. Die Politik greift nur subsidiär im Ausnahmefall ein. Die Schweiz kommt daher dem Idealtypus der strukturierenden Steuerung sehr nahe. Die Befunde werden abschließend in einen größeren Bezugsrahmen eingeordnet, um sie über Bologna hinaus für die Analyse des deutschen Hochschulsystems fruchtbar zu machen. Maßstab hierfür sind ausgewählte normative Kriterien zur Güte von Steuerungsmustern. So wird z.B. gezielt die politische Entscheidungskapazität in den beobachteten Mustern betrachtet: Während etwa in Deutschland auf die Studierendenproteste 2009 im Rahmen des interventionistischen Musters mit verbindlichen Instrumenten wie Strukturvorgaben, Akkreditierung und letztlich dem Qualitätspakt Lehre nicht nur symbolisch reagiert werden konnte, stand das Wiener Wissenschaftsministerium den starken Protesten durch den Verzicht auf regulative und finanzielle Ressourcen hilflos gegenüber. Auf dieser Basis werden abschließend einige grundlegende Anregungen zur Weiterentwicklung des deutschen Hochschulsystems gegeben. Unter anderem wird dafür plädiert, den hochschulpolitischen Reformdiskurs, der sich oftmals nur zwischen den Polen `mehr Staat` und `mehr Wettbewerb` zu bewegen scheint, gezielt um alternative Handlungslogiken und Akteure zu erweitern: Die Ergebnisse der Arbeit legen nahe, Verbände und Organisationen (Rektorenkonferenzen, Fachgesellschaften, Fakultätentage u.a.) politisch zu stärken, um diese Sichtweisen und Expertisen in zukünftigen Reformprozessen (z.B. aktuell Digitalisierung) systematischer als zuvor miteinzubeziehen. Denn eine zu starke Entkopplung von politischen und wissenschaftlichen Rationalitäten führt unweigerlich zu nicht intendierten Effekten, die ihrerseits wieder Handlungsdruck erzeugen (z.B. Proteste).

Streams are coupled with their riparian area. Emerging insects from streams can be an important prey in the riparian area. Such aquatic subsidies can cause predators to switch prey or increase predator abundances. This can impact the whole terrestrial food web. Stressors associated with agricultural land use can alter insect communities in water and on land, resulting in complex response patterns of terrestrial predators that rely on prey from both systems. This thesis comprises studies on the impact of aquatic nsects on a terrestrial model ecosystem (Objective 1, hapter 2), the influence of agricultural land use on riparian spiders’ traits and community (Objective 2, Chapter 3), and on the impact of agricultural land use on the contribution of different prey to spider diet (Objective 3, Chapter 4). In chapter 2, I present a study where we conducted a mesocosm experiment to examine the effects of aquatic subsidies on a simplified terrestrial food web consisting of two types of herbivores (leafhoppers and weevils), plants and predators (spiders). I focused on the prey choice of the spiders by excluding predator immigration and reproduction. In accordance with predator switching, survival of leafhoppers increased in the presence of aquatic subsidies. By contrast, the presence of aquatic subsidies indirectly reduced weevils and herbivory. In chapter 3, I present the results on the taxonomic and trait response of riparian spider communities to gradients of agricultural stressors and environmental variables, with a particular emphasis on pesticides. To capture spiders with different traits and survival strategies, we used multiple collection methods. Spider community composition was best explained by in-stream pesticide toxicity and shading of the stream bank, a proxy for the quality of the habitat. Species richness and the number of spider individuals, as well as community ballooning ability, were negatively associated with in-stream pesticide toxicity. In contrast, mean body size and shading preference of spider communities responded strongest to shading, whereas mean niche width (habitat preference for moisture and shading) responded strongest to other environmental variables. In chapter 4, I describe aquatic-terrestrial predator-prey relations with gradients of agricultural stressors and environmental variables. I sampled spiders, as well as their aquatic and terrestrial prey along streams with an assumed pesticide pollution gradient and determined their stable carbon and nitrogen signals. Potential aquatic prey biomass correlated positively with an increasing aquatic prey contribution of T. montana. The contribution of aquatic prey to the diet of P. amentata showed a positive relationship with increasing toxicity in streams. Overall, this thesis contributes to the emerging discipline of cross-ecosystem ecology and shows that aquatic-terrestrial linkages and riparian food webs can be influenced by land use related stressors. Future manipulative field studies on aquatic-terrestrial linkages are required that consider the quality of prey organisms, fostering mechanistic understanding of such crossecosystem effects. Knowledge on these linkages is important to improve understanding of consequences of anthropogenic stressors and to prevent further losses of ecosystems and their biodiversity.

Refractory dry-vibratable mixes, which consist of a mineral filling material and an organic or anorganic binder system, are widely used for linings in industrial aggregates, where a very high temperature resistance is required (e.g. steel industry). During lining, all compounds are mixed and hardening is chemically or thermally initiated. The time span required for hardening is of special relevance for the application of refractory dry-vibratable mixes. It should be long enough for adequate processability, but simultaneously avoid too long downtimes. Prediction or regulation of the hardening time, necessary for an ideal processing, is currently limited. One the one hand, this is a result of the lack of an appropriate method for time-dependent determination of the harding process. On the other hand, the mechanisms responsible for this very complex process have not yet been investigated in detail and the effect of influencing factors, like the temperature or the composition of the refractory dry-vibratable mixes, are poorly documented. To make a contribution to the understanding of the hardening mechanism of refractory dry-vibratable mixes, it was the aim of the present work, to develop an appropriate test method for the time-dependent investigation of this process. This was realized by means of the dynamic-mechanical analysis. In addition, the hardening mechanism was described for a refractory dry-vibratable mix with a binder system, which consists of a waterglass and a phosphate hardener (AlPO4 und BPO4), using supplement gravimetric investigations and determining solubility behavior of the phosphates. By means of X-ray diffraction analysis, nuclear magnetic resonance spectroscopy and scanning electron microscopy, the impact of the hardening mechanism on the crystal and amorphous structure was studied. It could be shown, that according to the two phosphates, the hardening leads to different network structures in respect of their link denseness. These structure characteristics correlate with the speed of the hardening reactions. In addition, the impact on selected properties (thermal linear deformation, temperature-dependent phase development and phase transition) could be deducted.

Groundwater is essential for the provision of drinking water in many areas around the world. The ecosystem services provided by groundwater-related organisms are crucial for the quality of groundwater-bearing aquifers. Therefore, if remediation of contaminated groundwater is necessary, the remediation method has to be carefully selected to avoid risk-risk trade-offs that might impact these valuable ecosystems. In the present thesis, the ecotoxicity of the in situ remediation agent Carbo-Iron (a composite of zero valent nano-iron and active carbon) was investigated, an estimation of its environmental risk was performed, and the risk and benefit of a groundwater remediation with Carbo-Iron were comprehensively analysed. At the beginning of the work on the present thesis, a sound assessment of the environmental risks of nanomaterials was impeded by a lack of guidance documents, resulting in many uncertainties on selection of suitable test methods and a low comparability of test results from different studies with similar nanomaterials. The reasons for the low comparability were based on methodological aspects of the testing procedures before and during the toxicity testing. Therefore, decision trees were developed as a tool to systematically decide on ecotoxicity test procedures for nanomaterials. Potential effects of Carbo-Iron on embryonic, juvenile and adult life stages of zebrafish (Danio rerio) and the amphipod Hyalella azteca were investigated in acute and chronic tests. These tests were based on existing OECD and EPA test guidelines (OECD, 1992a, 2013a, 2013b; US EPA, 2000) to facilitate the use of the obtained effect data in the risk assessment. Additionally, the uptake of particles into the test organisms was investigated using microscopic methods. In zebrafish embryos, effects of Carbo-Iron on gene expression were investigated. The obtained ecotoxicity data were complemented by studies with the waterflea Daphnia magna, the algae Scenedesmus vacuolatus, larvae of the insect species Chironomus riparius and nitrifying soil microorganisms. In the fish embryo test, no passage of Carbo-Iron particles into the perivitelline space or the embryo was observed. In D. rerio and H. azteca, Carbo-Iron was detected in the gut at the end of exposure, but no passage into the surrounding tissue was detected. Carbo-Iron had no significant effect on soil microorganisms and on survival and growth of fish. However, it had significant effects on the growth, feeding rate and reproduction of H. azteca and on survival and reproduction in D. magna. Additionally, the development rate of C. riparius and the cell volume of S. vacuolatus were negatively influenced. A predicted no effect concentration of 0.1 mg/L was derived from the ecotoxicity studies based on the no-effect level determined in the reproduction test with D. magna and an assessment factor of 10. It was compared to measured and modelled environmental concentrations for Carbo-Iron after application to an aquifer contaminated with chlorohydrocarbons in a field study. Based on these concentrations, risk quotients were derived. Additionally, the overall environmental risk before and after Carbo-Iron application was assessed to verify whether the chances for a risk-risk trade-off by the remediation of the contaminated site could be minimized. With the data used in the present study, a reduced environmental risk was identified after the application of Carbo-Iron. Thus, the benefit of remediation with Carbo-Iron outweighs potential negative effects on the environment.

Sediment transport contributes to the movement of inorganic and organic material in rivers. The construction of a dam interrupts the continuity of this sediment transport through rivers, causing sediments to accumulate within the reservoir. Reservoirs can also act as carbon sinks and methane can be released when organic matter in the sediment is degraded under anoxic conditions. Reservoir sedimentation poses a great threat to the sustainability of reservoirs worldwide, and can emit the potent greenhouse gas methane into the atmosphere. Sediment management measures to rehabilitate silted reservoirs are required to achieve both better water quantity and quality, as well as to mitigate greenhouse gas emissions. This thesis aims at the improvement of sediment sampling techniques to characterize sediment deposits as a basis for accurate and efficient water jet dredging and to monitor the dredging efficiency by measuring the sediment concentration. To achieve this, we investigated freeze coring as a method to sample (gas-bearing) sediment in situ. The freeze cores from three reservoirs obtained were scanned using a non-destructive X-Ray CT scan technique. This allows the determination of sediment stratification and character-ization of gas bubbles to quantify methane emissions and serve as a basis for the identi-fication of specific (i.e. contaminated) sediment layers to be dredged. The results demon-strate the capability of freeze coring as a method for the characterization of (gas-bearing) sediment and overcomes certain limitations of commonly used gravity cores. Even though the core’s structure showed coring disturbances related to the freezing process, the general core integrity seems to not have been disturbed. For dredging purposes, we analyzed the impact pressure distribution and spray pattern of submerged cavitating wa-ter jets and determined the effects of impinging distances and angles, pump pressures and spray angles. We used an adapted Pressure Measurement Sensing technique to enhance the spatial distribution, which proved to be a comparatively easy-to-use meas-urement method for an improved understanding of the governing factors on the erosional capacity of cavitating water jets. Based on this data, the multiple linear regression model can be used to predict the impact pressure distribution of those water jets to achieve higher dredging accuracy and efficiency. To determine the dredging operational efficien-cy, we developed a semi-continuous automated measurement device to measure the sediment concentration of the slurry. This simple and robust device has lower costs, compared to traditional and surrogate sediment concentration measurement technolo-gies, and can be monitored and controlled remotely under a wide range of concentrations and grain-sizes, unaffected by entrained gas bubbles

While the existing literature on cooperative R&D projects between firms and public research institutes (PRI) has made valuable contributions by examining various factors and their influence on different outcome measures, there has been no investigation of cooperative R&D project success between firms and PRI from a product competitive advantage perspective. However, insights into the development of a meaningful and superior product (i.e., product competitive advantage) are particularly important in the context of cooperative R&D projects between PRI and (mainly small and medium-sized) firms in the biotechnology industry in response to increasing competition to raise capital funds necessary for survival. The objectives of this thesis are: (1) to elaborate the theoretical foundations which explain the achievement of a product competitive advantage in cooperative R&D projects between biotechnology firms and PRI, (2) to identify and empirically evaluate the determining factors for achieving a product competitive advantage in cooperative R&D projects between biotechnology firms and PRI, and (3) to show how cooperative R&D projects between biotechnology firms and PRI should be designed and executed to support the achievement of a product competitive advantage. To accomplish these objectives, a model of determinants of product competitive advantage in cooperative R&D projects between biotechnology firms and PRI is developed by drawing from the theoretical foundations of resource-based theory and information-processing theory. The model is evaluated using data from 517 questionnaires on cooperative R&D projects between at least one biotechnology firm and one PRI. The data are analyzed using variance-based structural equation modeling (i.e., PLS-SEM) in order to conduct hypotheses testing. The evaluation of the empirical data includes an additional mediation analysis and the comparison of effects in subsamples. The results demonstrate the importance of available resources and skills, as well as the proficient execution of marketing-related and technical activities for the achievement of a product competitive advantage in cooperative R&D projects between biotechnology firms and PRI. By identifying project-related and process-related factors affecting product competitive advantage and empirically testing their relationships, the research findings should be valuable for both researchers and practitioners. After discussing contributions and implications for research and practice, the present thesis concludes with limitations and avenues for future research.