Abschlussarbeiten
Am Lehrstuhl für Modellbasierte Landschaftsökologie werden Studien- und Abschlussarbeiten zu landschaftsökologischen und biogeographischen Themenkomplexen betreut. Diese reichen von theoretischen Grundlagenarbeiten bis hin zu sehr angewandten Fragestellungen (bspw. im Bereich Biodiversitätsschutz, Landnutzungswandel oder Nutzungskonflikte). Neben von Ihnen selbst gewählten Fragestellungen bieten wir Ihnen eine Auswahl an zu bearbeitenden Themen (siehe untenstehende Liste).
Die folgenden Abschlussarbeiten werden aktuell betreut:
- Lena Friedrich (MSc Raumentwicklung und Naturressourcenmanagement): Modellgestützte Analyse des Zusammenhangs zwischen Landschaftsstruktur und Landnutzungsintensität in Sachsen (gemeinsame Betreuung mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ)
- Luisa Keim (BSc Geographie): Grünlandnutzung und Moorschutz - Eine Analyse von Nutzungsänderungen und Zielkonflikten auf grundwasserbeeinflussten Grünlandflächen im Biosphärenreservat Spreewald
- Claudia Romelli (MSc Ecosystem Services): Bewertung von Ökosystemdienstleistungen und deren Wechselwirkungen in Kulturlandschaften: eine Fallstudie aus dem UNESCO-Biosphärenreservat Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft (Zweitbetreuung)
- Torben Sloth (MSc Geoökologie - Umweltnaturwissenschaften, Universität Bayreuth): Patterns of nature-based tourism in Costa Rica (Zweitbetreuung)
Die folgenden Themen werden aktuell zur Bearbeitung angeboten:
Hintergrund/Motivation: Bodenbildung wird durch Klima, Vegetation, Organismen, Topographie, Ausgangsmaterial und Zeit gesteuert. Es gibt verschiedene Hypothesen über die relative Bedeutung dieser einzelnen bodenbildenden Faktoren für die Podsolierung. Die Ergebnisse unserer letzten Arbeit zeigen, dass die Vegetation der wichtigste Faktor ist. Klimatische Faktoren wie der mittlere Jahresniederschlag und die Temperaturspanne spielen eine untergeordnete Rolle. Der Einfluss von Schneeschmelze oder Starkniederschlagsereignissen als "Push-Effekte" ist jedoch aufgrund der verfügbaren Daten bisher nur in kleinem Maßstab untersucht worden und kann dadurch unterschätzt werden.
Forschungsfrage(n): Diese Arbeit soll Informationen über den Einfluss von "Push-Effekten" wie Starkniederschlagsereignissen oder Schneeschmelze auf die Podsolierungsraten liefern, indem aus vorhandenen Bodendaten eine Klimasequenz erstellt wird. Die gesammelten Daten werden statistisch ausgewertet und mit den Ergebnissen anderer Publikationen verglichen.
Wichtigste Methoden / Anforderungen: Erstellung einer Klimasequenz aus einer bestehenden Datenbank (keine Datenprobenahme erforderlich), statistische Auswertung bevorzugt mit R, Bearbeitung in deutscher oder englischer Sprache möglich
Kontakt: Lisa Zwanzig (lisa.zwanzig@tu-dresden.de)
Hintergrund/Motivation: Agrarumwelt- und Klimamaßnahmen (AUKM) sind eine Schlüsselkomponente der Gemeinsamen Agrarpolitik der EU, da sie die Landwirte zu nachhaltigen und umweltfreundlichen landwirtschaftlichen Praktiken ermutigen. Unter ihnen sind die Grünland-AUKM in Sachsen besonders beliebt. Sie gelten als wichtige Instrumente zur Erhaltung und Förderung der biologischen Vielfalt in Agrarlandschaften.
Forschungsfrage(n): Die Ziele der Arbeit sind 1) die Untersuchung der Motivation der Landwirte zur Teilnahme an Grünland-AUKM sowie der Auswirkungen von AUKM auf Zielarten und Ökosystemdienstleistungen auf der Grundlage von Literaturrecherchen und 2) die Analyse der räumlichen Muster der Einführung von AUKM im Grünland in Sachsen unter Verwendung öffentlich zugänglicher GIS-Daten und deren Beziehung zu Umweltfaktoren wie Boden und Klima.
Wichtigste Methoden/Anforderungen: Literaturrecherche, statistische Analyse (z.B. Korrelationen, lineare Modelle) unter Verwendung von R- und GIS-Software. Die Arbeit kann in deutscher oder englischer Sprache verfasst werden.
Kontakt: Anna Cord (anna.cord@tu-dresden.de), Anne Paulus (anne.paulus@ufz.de)
Hintergrund/Motivation: Landnutzungsintensität und Landschaftsheterogenität können treibende Faktoren für die Biodiversität und den Artenreichtum von Vogel-, Fledermaus- und Insektenarten in Agrarlandschaften sein. Noch immer ist wenig darüber bekannt, wie sich die Landnutzungsintensität beispielsweise auf Vogel- und Insektenarten über längere Zeiträume, innerhalb eines Jahres und zwischen den Jahren auswirkt. Neuartige, kosteneffiziente und leicht einsetzbare Überwachungsmethoden wie Audiorecorder sind in der Lage, im Vergleich zu klassischen Methoden Veränderungen auf mehreren Ebenen der Biodiversität und über längere Zeiträume zu erkennen. Dies erlaubt es, völlig neue Forschungsfragen anzugehen und ermöglicht eine feinkörnigere Einschätzung der zeitlichen Schwankungen des Artenreichtums und der Abundanzen.
Forschungsfrage(n) und/oder -aufgaben: Sind Unterschiede in der Heterogenität/Komplexität der Landschaft oder der Intensität der Landnutzung mit dem Vogelartenreichtum korreliert? Unter dem Dach dieser übergreifenden Frage können gemeinsam eine Reihe von Forschungshypothesen entwickelt werden. Die folgenden Hauptaufgaben müssen im Rahmen der vorgeschlagenen Arbeit durchgeführt werden: (1) Identifizierung einer Reihe von ca. 10 Standorten in der Lausitz für den Einsatz von Audiomoth-Tonrekordern entlang eines Landschaftsgradienten, (2) Aufzeichnung und Sammlung von Audioaufnahmen über einen Zeitraum von ca. 3 Monaten, (3) Analyse von Audioaufnahmen zur Identifizierung von Vogelarten mit Hilfe von Methoden des maschinellen Lernens (diese Aufgabe wird von einem Experten unterstützt).
Wichtigste Methoden/Anforderungen: Standortbestimmung anhand von Kriterien (z.B. Landschaftskomplexität/Heterogenität oder ökologische vs. konventionelle Anbaumethoden) unter Verwendung von GIS-Methoden (entweder mit ArcGIS oder R); Feldarbeit zur Datenerfassung (Führerschein erforderlich); (optional: Vogelbeobachtungen bspw. entland von Transekten im Feld); mittlere bis fortgeschrittene R-Kenntnisse zur Analyse von Audioaufzeichnungen. Die Dissertation wird in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ in Leipzig betreut.
Kontakt: Anna Cord (anna.cord@tu-dresden.de), Michael Beckmann (michael.beckmann@ufz.de)
Hintergrund/Motivation: Wenn sich die Umweltbedingungen ändern, stehen Arten gewöhnlich vor drei Optionen: Anpassung, Umsiedlung oder Aussterben. Im Zuge des Klimawandels wird allgemein angenommen, dass Umsiedlungen bei mobilen Arten wie Vögeln die Norm sind, die zu polwärts gerichteten Verschiebungen der Verbreitungsgebiete führen. Der Bienenfresser ist eine vorwiegend mediterrane Art, die in den letzten Jahrzehnten ihr Verbreitungsgebiet vom Mittelmeerraum bis nach Mitteleuropa ausgedehnt hat. Obwohl viele Experten den Klimawandel als Hauptgrund für diese Ausbreitung des Verbreitungsgebiets angeben, bleibt eine explizite Quantifizierung offen. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Datenbank zur Kolonisationsgeschichte und Populationsentwicklung des Europäischen Bienenfressers in Deutschland genutzt werden, um die Rolle der lokalen klimatischen Bedingungen bei der Koloniebildung und -entwicklung herauszuarbeiten. Der Student wird eng mit Experten den Fachgruppen "Bienenfresser" und "Raumökologie und Biogeographie" der Deutschen Ornithologen-Gesellschaft zusammenarbeiten
Forschungsfrage(n): Inwieweit fördern die lokalen klimatischen Bedingungen die Bildung neuer Brutkolonien in Deutschland? Korreliert das lokale Klima des Vorjahres mit dem Wachstum oder Rückgang der etablierten Brutkolonien?
Wichtigste Methoden / Anforderungen: Handhabung von Klimadatenbanken (vorzugsweise aus dem DWD) für die Datenextraktion; Datenverarbeitung und Anwendung (verallgemeinerter) linearer (gemischter) Modelle in R. Anwendung korrelativer Nischenmodelle (in R) für zeitliche Vorhersagen von Verbreitungs- und Populationsdynamiken. Keine Feldarbeit erforderlich. Die Arbeit soll wird in englischer Sprache verfasst werden.
Kontakt: Jan Engler (JEngler@gmx.de), Anna Cord (anna.cord@tu-dresden.de)
Hintergrund/Motivation: Der Bienenfresser ist eine vorwiegend mediterrane Art, die in den letzten Jahrzehnten ihr Verbreitungsgebiet vom Mittelmeerraum bis nach Mitteleuropa ausgedehnt hat. Doch während Standort und Schicksal der Brutkolonien in ganz Deutschland gut dokumentiert sind, ist über die Lebensraumpräferenzen außerhalb der Brutkolonie viel weniger bekannt. Da Bienenfresser - wie der Name schon sagt - eine Ernährung von mittelgroßen bis großen Insekten, insbesondere Bienen und anderen Hautflüglern, bevorzugen, ist das Wissen über die Nahrungshabitate von besonderem Interesse.
In dieser Arbeit wird eine Datenbank mit Telemetrie-Standorten von sechs Bienenfressern untersucht, die von einer Brutkolinie in Südwestdeutschland aus verfolgt wurden, um die wichtigsten Nahrungshabitate zu identifizieren. Frühere Analysen hoben landwirtschaftliche Gebiete als Hauptfutterhabitate hervor. Mit Hilfe neuester Erdbeobachtungsprodukte besteht das Hauptziel der Arbeit darin, die Feldfrüchte zu quantifizieren, über denen die Europäischen Bienenfresser Insekten fressen. Der Student wird eng mit Experten den Fachgruppen "Bienenfresser" und "Raumökologie und Biogeographie" der Deutschen Ornithologen-Gesellschaft zusammenarbeiten.
Forschungsfrage(n): Gibt es eine (Reihe von) bevorzugte(n) Kulturpflanzenart(en), die die europäischen Bienenfresser als Nahrungshabitat nutzen? Sind multitemporale Datenprodukte besser geeignet, um Nahrungshabitate darzustellen als kategoriale Landbedeckungsklassifikationen?
Wichtigste Methoden/Anforderungen: Umgang mit multispektralen Erdbeobachtungsdaten (EO) (z.B. Sentinel-2, Landsat 8); Identifizierung von Feldkulturen aus EO-Daten von 2016 und Griffith et al. 2019; Verarbeitung und Analyse von Telemetriedaten und EO-Daten mittels R. Keine Feldarbeit erforderlich. Die Arbeit soll in englischer Sprache verfasst werden.
Kontakt: Jan Engler (JEngler@gmx.de) , Anna Cord (anna.cord@tu-dresden.de)
Hintergrund/Motivation: Trotz einiger Teilerfolge schreitet der Verlust der biologischen Vielfalt und der von ihr abhängigen Ökosystemleistungen mit rasantem Tempo voran. Insbesondere mangelt es an einer breiten Umsetzung bestehender Umweltmaßnahmen in der Landwirtschaft. Die Gründe dafür liegen oft in mangelnder Akzeptanz und Hindernissen bei deren Umsetzung. Die Bachelorarbeit wird anhand einer Literaturstudie einen Überblick über bestehende Massnahmen zum Schutz der Biodiversität mit Schwerpunkt auf einer Fallstudienregion in Nordwestsachsen geben. Im Rahmen von Experteninterviews wird eine Auswahl bestehender Maßnahmen zum Schutz der Biodiversität hinsichtlich ihrer Erfolge/Misserfolge, Umsetzungs- und Durchsetzungsdefizite und Akzeptanz untersucht. Die Ergebnisse in Form von Erfolgskriterien tragen wesentlich zur geplanten Mitgestaltung neuer Umweltmaßnahmen im Eco2Scape-Projekt bei.
Forschungsfrage(n): Was sind wichtige bestehende Maßnahmen zum Schutz der Biodiversität in (Nordwest-)Sachsen und wie beurteilen Landwirte und Naturschützer deren Umsetzungserfolge?
Wichtigste Methoden / Anforderungen: Literaturanalyse, Experteninterviews
Kontakt: lisanne.hoelting@tu-dresden.de
Hintergrund/Motivation: Der Mensch profitiert von den zahlreichen Leistungen, die von der Natur erbracht werden ("Ökosystemleistungen"), sei es die Bereitstellung von Nahrung, die Reinigung von Wasser und Luft oder der ästhetische Genuss der Natur. Um das Niveau der Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen zu beurteilen, müssen die Ökosystemdienstleistungen räumlich explizit modelliert werden. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Anpassung und Verbesserung bereits modellierter Ökosystemdienstleistungen im Fallstudiengebiet Vereinigte Mulde durch detailliertere Informationen zur Landnutzung. Die Arbeit mit räumlichen Daten wird in R durchgeführt und es werden Modellierungsprotokolle geschrieben. In einem zweiten Schritt wird das Zusammenhang zwischen Landnutzung und dem Angebot an Ökosystemdienstleistungen analysiert. Die Ergebnisse in Form verbesserter Ökosystemdienstleistungsmodelle und der Modellierungsprotokolle tragen wesentlich zur geplanten Entwicklung von landschaftsökologischen Modellen bei, die der Simulation der Auswirkungen von Umweltmaßnahmen auf der Landschaftsebene im ECO2SCAPE-Projekt dienen werden. Die Ergebnisse der Analyse des Zusammenwirkens von Landnutzungsklassen und dem Angebot an Ökosystemdienstleistungen könnten darüber hinaus dazu genutzt werden, relevante Standorte für geplante Feldarbeiten in diesem Projekt zu identifizieren.
Forschungsfrage(n): Wie sieht das Angebot an verschiedenen Ökosystemdienstleistungen im Gebiet der Vereinigten Mulde aus und wie hängen diese mit bestimmten Landnutzungen zusammen? Je nach Zeit und Interesse können weitere Forschungsfragen zur Landnutzung im Gebiet der Vereinigten Mulde entwickelt werden (z.B. das Finden von Auswahlkriterien zur Identifizierung relevanter Untersuchungsgebiete innerhalb des Fallstudiengebietes).
Wichtigste Methoden / Anforderungen: Räumliche Datenanalyse in R
Kontakt: lisanne.hoelting@tu-dresden.de
Hintergrund: Meine Studien konzentrieren sich derzeit auf die Wechselwirkungen zwischen Präriehunden und ihrem Lebensraum im nordöstlichen semi-ariden mexikanischen Grasland. Das Studiengebiet ist aufgrund von Viehhaltung und landwirtschaftlichen Praktiken stark fragmentiert. Aufgrund seiner einzigartigen einheimischen Vegetation, der Bodenzusammensetzung und des Vorkommens aller letzten verbliebenen Kolonien von Cynomys mexicanus Präriehunden und vieler Graslandvögel wurde es als vorrangiges Grasland-Schutzgebiet für Nordamerika (GPCA) ausgewiesen.
Im Untersuchungsgebiet sind bisher nur sehr wenige Studien durchgeführt worden, so dass nur sehr wenig darüber bekannt ist, wie sich die Umweltgradienten des Graslands und die landwirtschaftliche Fragmentierung auf diese Schlüsselart auswirken.
Wichtigste Methoden/Anforderungen: Wenn Sie daran interessiert sind, Ihre GIS-Kenntnisse für die Analyse einzusetzen, und über Kenntnisse der spanischen Sprache (B1 oder B2) verfügen, kontaktieren Sie mich bitte, damit wir ein passendes Projekt definieren
Kontakt: Maria Gabriela Rodriguez Barrera (gabriela.rodriguez-barrera@tu-dresden.de)