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Die intensive Nutzung in Landwirtschaft und Forstwirtschaft und damit einhergehende Bodendegradation stellen eine enorme Herausforderung für die menschliche Gesellschaft dar. Insbesondere die Übernutzung reduziert die Ernährungssicherheit, führt zur Emission von Treibhausgasen und Aerosolen, treibt den Verlust der biologischen Vielfalt an, verschmutzt das Wasser und untergräbt eine Vielzahl von Ökosystemdienstlei - stungen, die über die Nahrungsmittelversorgung sowie die Wasser- und Klimaregulierung hinausgehen. Die direkten Emissionen durch Entwaldung, Düngung, Reisanbau und Wiederkäuer belaufen sich derzeit auf etwa 25% aller menschlichen Treibhausgasemissionen. Der intensiven Landnutzung zugrunde liegen sowohl das Bevölkerungswachstum, der Anstieg im pro-Kopf-Verbrauch an Kalorien, Holz und Fasern sowie verstärkter Konsum von Fleisch- und Milchprodukten. Dieses Kapitel fasst diese soziökonomischen Aspekte kurz zusammen und führt in die grundsätzlichen Prozesse ein, die der Emission von CO2, CH4 und N2O zugrunde liegen. In verschiedenen Kapiteln in diesem Buch werden diese Prozesse wieder aufgegriffen und unter verschiedenen Gesichtspunkten detaillierter beleuchtet. Socioeconomic aspects of land use change, effects on biogeochemical cycles and greenhouse gas emissions: Intensive agriculture and forestry and associated land degradation, pose an enormous challenge to human society. Overuse of land ecosystems reduces food security, leads to emissions of greenhouse gases and aerosols, drives biodiversity loss, pollutes water, and undermines a wide range of ecosystem services beyond food supply and water and climate regulation. Direct emissions from deforestation, fertilization, rice cultivation, and ruminants currently amount to about 25% of all human greenhouse gas emissions. Drivers of intensive land useare population growth, together with increases in per capita consumption of calories, wood, and fiber, and a shift towards consumption of meat and dairy products. This chapter briefly summarizes these socioeconomic aspects and introduces the basic processes underlying the emission of CO2, CH4, and N2O. Various chapters in this book revisit these processes and examine them in more detail from different perspectives. Aspectos socioeconómicos del cambio de uso de la tierra, efectos en los ciclos biogeoquímicos y emisiones de gases de efecto invernadero: El uso intensivo del suelo en la agricultura y la silvicultura asi como la asociada degradación del suelo representan un enorme desafío para la sociedad humana. En particular, el sobreuso hace peligrar la seguridad alimentaria, conduce a la emisión de gases de efecto invernadero y aerosoles, incrementa la pérdida de biodiversidad, contamina el agua y socava una variedad de servicios de los ecosistemas más allá del suministro de alimentos y la regulación del agua y el clima. Las emisiones directas de la deforestación, la fertilización, el cultivo de arroz y los rumiantes representan actualmente alrededor del 25% de todas las emisiones antrópicas de gases de efecto invernadero. El uso intensivo de la tierra se basa en el crecimiento de la población, el aumento del consumo per cápita de calorías, madera y fibra y un mayor consumo de carne y productos lácteos. Este capítulo resume brevemente estos aspectos socioeconómicos e introduce los procesos fundamentales que subyacen a la emisión de CO2, CH4 y N2O. Estos procesos se retoman en varios capítulos de este libro y se examinan con más detalle desde varias perspectivas.

Since the establishment of the activited sludge process in everyday life, we are constantly in search of new solutions to optimize the biologic process of sewage purification in a sustinable and economic way. The application of ultrasonic sound, which is investigated in this thesis, manifests itself as a qualified technique. After the influence of ultrasound an optimal morphological modification in the flake structure is achieved and the microbial activity in the activated sludge is enhaced. Furthermore, we can observe a reduction of the excess biomass by pro-rata dissolution of the activated sludge. Seit der Etablierung des Belebtschlammverfahens im Alltag ist man auf der Suche nach neuen Lösungen um den biologischen Prozess der Abwasserreinigung nachhaltig und wirtschaftlich zu optimieren. Der in dieser Arbeit untersuchte Einsatz des Ultraschalls zeigte sich als geeignete Technik. Nach der Ultraschalleinwirkung werden optimale morphologische Veränderungen in der Flockenstruktur erreicht, infolge dessen wird die mikrobielle Aktivität im Belebtschlamm gesteigert. Darüber hinaus durch Auflösung eines Teils des Belebtschlammes wird eine Verringerung der überschüssigen Biomasse beobachtet.

This working paper analyses instruments and measures to meet the targets set in the Germanys climate action plan 2050 for agriculture to reduce greenhouse gas emissions and for LULUCF to reduce greenhouse gas emissions or enhance sinks until 2030. In the focus are measures on the federal state level. For the different areas of actions and measures we discuss instruments and options for implementation, greenhouse gas mitigation potential, economic impacts, as well as impacts on employment, environment and health. The measures and implementation options analysed shall help to provide a better information basis for the planned portfolio within the pro-gram of measures to implement the German climate action plan. The working paper reflects the status of analysis from summer 2019. An update of the impact analysis of the current specification in the frame of the climate mitigation program 2030 of the federal government for the implementation of the climate action plan 2050 (Bundestagsdruck-sache 19/ 13900; 11.10.2019) is not part of this paper and needs to be part of future research. DOI:10.3220/WP1576590038000

Mit dem Erneuerbaren-Ausbau-Gesetzespaket hat sich Österreich zum Ziel gesetzt, dass Strom bis zum Jahr 2030 zu 100 % aus erneuerbaren Energien stammen soll und dass Österreich bis 2040 klimaneutral sein soll. Dafür müssen erneuerbare Energien um 27 TWh ausgebaut werden. Eine weitere Neuerung sind die Erneuerbare-Energie-Gemeinschaften und Bürgerenergiegemeinschaften, die es Bürger:innen ermöglichen, sich zusammenzuschließen, um gemeinsam Energie zu erzeugen, zu verbrauchen, zu speichern und zu verkaufen. Der gesamte Energiesektor ist im Wandel und geprägt von Dezentralisierung, Dekarbonisierung, Digitalisierung und Demokratisierung. Erzeuger:innen und Verbraucher:innen werden zu Prosument:innen, die Strukturen werden immer kleinteiliger und die Anzahl der Akteur:innen immer größer. Dadurch entstehen neue Anforderungen, welche flexible, dezentrale und intelligente Lösungen benötigen. Ein innovativer Ansatz ist die Nutzung der Blockchain-Technologie, welche Vorteile hinsichtlich Sicherheit, Transparenz, Dezentralität, Automatisierung und Vertrauen mit sich bringt. Im Energiesektor können damit Anwendungsfälle wie Peer-to-Peer Handel, Flexibilitätsdienstleitungen oder Zertifizierung umgesetzt werden. Dies sind alles Aspekte, die auch in Energiegemeinschaften relevant sein können. Energiegemeinschaften können seit 2021 umgesetzt werden und unterscheiden sich vor allem durch Größe und Initiator:innen. Von nachbarschaftlichen Modellen, über Regionen bis zu österreichweiten Energiegemeinschaften ist alles möglich. Um Energiegemeinschaften auch in Zukunft bei ihrem Beitrag zur Energiewende zu unterstützen, wird in der Arbeit aufgezeigt, welche Handlungsmöglichkeiten Raumplaner:innen haben und welchen Nutzen die Blockchain-Technologie haben kann. With the Renewable Energy Expansion Act, Austria has set itself the goal that 100 % of electricity should be generated by renewable energy sources by 2030 and that Austria should be climate-neutral by 2040. To achieve this, renewable energy must be expanded by 27 TWh. Another innovation are the Renewable Energy Communities and Citizen Energy Communities, which enable citizens to join hands to produce, consume, store and sell energy together. The entire energy sector is changing and is characterized by decentralization, decarbonization, digitalization and democratization. Producers and consumers are merging into prosumers, structures are becoming more and more decentralized, and the number of participants is growing. This creates new challenges that require flexible, decentralized and intelligent solutions. An innovative approach is the use of blockchain technology, which brings advantages in terms of security, transparency, decentralization, automation and trust. In the energy sector, it can be used to implement use cases such as peer-to-peer trading, flexibility services or certification. These are all aspects that can also be relevant in energy communities. Energy communities can be implemented since 2021 and they differ primarily in size and their initiators. From neighbourhood models, to regions, to nationwide energy communities, everything is possible. In order to support energy communities in their contribution to the energy transition in the future, the thesis demonstrates which options spatial planners have and which benefits blockchain technology can have.

Die energetische Nutzung von Biomasse umfasst eine Vielzahl von unterschiedlichen und alternativen Pfaden zur Endenergiebereitstellung. Feste, flüssige und gasförmige Bioenergieträger können über thermische, thermo-chemische, physikalisch-chemische und biologisch-chemische Konversionsverfahren alternativ in Wärme, Strom und Kraftstoffe überführt werden. Dabei stehen der Möglichkeit durch die Biomassenutzung einen Beitrag zur Minderung von Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) und zur Substitution fossiler Energieträger zu leisten, erhöhte Kosten im Vergleich zu den konventionellen Bereitstellungsverfahren gegenüber. Zudem gilt im Hinblick auf einen Ausbau der Bioenergie zu berücksichtigen, dass trotz des regenerativen Charakters der Biomasse als erneuerbare Energiequelle, die Biomasse- und Flächenpotenziale in Deutschland begrenzt sind. Ziel dieser Arbeit ist daher die Analyse und Bewertung unterschiedlicher energetischer Nutzungspfade von Biomasse unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten vor dem Hintergrund energie- und umweltpolitischer Zielsetzungen einerseits und der Biomassepotenziale in Deutschland andererseits. Dafür wurden für eine Auswahl an heute und zukünftig wichtigen Prozessketten der Energieträgerproduktion und -nutzung sowohl Energie- und Stoffstrombilanzen erstellt als auch die Kosten der Energiegestehung berechnet. Anhand der unterschiedlichen daraus ableitbaren technischen, ökonomischen und ökologischen Aspekte erfolgt eine umfassende Bewertung der Nutzungspfade. Im Hinblick auf die Konkurrenz zu anderen erneuerbaren und den konventionellen Verfahren der Energiebereitstellung im Energiesystem Deutschland wurden die Nutzungsoptionen für Biomasse anhand einer modellgestützten Szenarioanalyse zudem systemisch bewertet. Durch die Analyse und Bewertung konnten vorteilhafte Nutzungspfade für die Endenergiebereitstellung aus Biomasse im Hinblick auf eine effiziente Biomassenutzung und eine kostengünstige Minderung der Treibhausgasemissionen identifiziert werden. Es zeigt sich, dass die Wärmebereitstellung im Hinblick auf die Gesamtheit der hier untersuchten Aspekte die vorteilhafteste Nutzungsoption darstellt. Sie ist aufgrund der höheren Effizienz bei der Biomasseumwandlung sowohl der KWK-Nutzung von Festbrennstoffen als auch der Bereitstellung gasförmiger Kraftstoffe vorzuziehen. Demgegenüber erweisen sich sowohl die Bereitstellung von Biokraftstoffen der 1. Generation, wie z. B. Biodiesel aus Raps und Ethanol aus Zuckerrüben, als auch die Nutzung von Biogas mit geringen Wärmenutzungsgraden als vergleichsweise wenig vorteilhaft. Es zeigt sich deutlich, dass der Effizienz der Biomassebereitstellung und -konversion vor den hier erarbeiteten Ergebnissen eine besondere Aufmerksamkeit bei der zukünftigen Bioenergienutzung in Deutschland zukommen sollte, da diese nicht nur einen bedeutenden Einfluss auf die Gesamteffizienz der Nutzungspfade sondern auch auf andere Aspekte, wie z. B. die spezifischen Emissionen und das Substitutionspotenzial für fossile Energieträger aufweist. Zudem wird klar, dass insbesondere bei den Biokraftstoffen der 1. Generation eine verstärkte energetische Nutzung der Koppelprodukte zur Verbesserung der Energiebilanz erfolgen sollte. Ohne die Koppelproduktnutzung erweisen sich die Gesamteffizienzen dieser Prozessketten als vergleichsweise wenig vorteilhaft. Die hier erarbeiteten Ergebnisse zeigen überdies, dass durch die Nutzung heimischer Biomasse- und Flächenpotenziale ein nennenswerter und vergleichsweise kostengünstiger Beitrag zur Minderung der energiebedingten THG-Emissionen und zur Substitution fossiler Energieträger im Energiesystem Deutschland geleistet werden kann. Rund 1.097 PJ/a an Endenergie in Form von Wärme, Strom und Kraftstoff können bei einer konsequenten Verfolgung der Klimaschutzziele bis zum Jahr 2030 durch Biomasse bereitgestellt werden. Damit kann in Deutschland im Jahr 2030 ein Anteil der heimischen Biomasse am Primärenergieverbrauch von rund 14,0 % und ein Anteil der Bioenergie am Endenergieverbrauch von 11,1 % erreicht werden. The energetic utilization of biomass comprises many different and alternative pathways for the provision of different kinds of end energy. Solid, liquid and gaseous bioenergy carriers can be transferred to heat, power and transport fuels via thermal, thermo-chemical, physio-chemical and bio-chemical conversion technologies. The preferable characteristics of biomass utilization, such as the possibility to reduce greenhouse gas (GHG) emissions and the substitution of fossil fuels, compete against the relatively high costs compared to conventional energy provision technologies. Additionally, the potentials of biomass and agricultural area for energy crop production in Germany are limited. The aim of this study is therefore the analysis and assessment of different energetic utilization pathways of biomass under technical, economic and ecological aspects against the background of energy and environment policy goals on the one hand and the limited biomass potential on the other hand. For a sample of current and prospective important process chains of the production and utilization of bioenergy carriers the energy and mass flows were balanced. In addition the energy provision costs were calculated. The following step was the integration of the different technical, economic and ecological aspects against the background of a comprehensive assessment. With regard to the competition to other renewable energies and to the conventional methods of energy supply in the energy system of Germany the utilization options were systematically assessed by means of a model based approach. Due to the analysis and assessment favourable utilization pathways for the energy provision from biomass could be identified. The results show, that the heat provision has to be evaluated as the most favourable utilization option under technical, economical and ecological aspects. Due to higher efficiencies of the biomass conversion the heat provision is more preferable than the CHP use of solid biomass as well as the provision of gaseous fuels. In contrast to that, the provision of 1st generation bio fuels, e. g. biodiesel from rapeseed and ethanol from sugar beet as well as the utilization of biogas with low heat use, has to be assessed rather less favourable. Given the presented results, the efficiency of the biomass production and conversion should play a major role in the future configuration of bioenergy in the energy system of Germany due to the high influence on the overall efficiency of the process chains and other aspects like the specific emissions and the substitution of fossil fuels. Like the efficiency the energetic utilization of by products, especially in the case of the production of 1st generation biofuels should be enhanced to improve the energy balance of these pathways. The results affirm that the utilization of national biomass and land area potentials can contribute considerably and relatively cost efficient to the reduction of GHG emissions and the substitution of fossil energy carriers. About 1,097 PJ per year in form of heat, power and transport fuels can be provided when the optimistic GHG reduction targets till 2030 will be met. In this case the national biomass shows a share of 14.0 % of primary energy demand and 11.1 % of end energy consumption.

Mobilit��t ist in Bewegung; neben neuen Antriebstechnologien sind innovative Mobilit��tsangebote gefragt. Diese Herausforderungen sind vor allem dort zu bew��ltigen, wo das ��ffentliche Nahverkehrsangebot L��cken bei der Deckung der Mobilit��tsbed��rfnisse aufzeigt und infolgedessen die Wege prim��r mit dem Auto zur��ckgelegt werden: im l��ndlichen Raum. Eine umweltfreundliche Alternative ist Carsharing mit dem Einsatz von Elektrofahrzeugen, deren Ladung mit erneuerbarer Energie erfolgt. Der Forschungsblick der vorliegenden Diplomarbeit richtet sich auf das klimaund energiefreundliche Mobilit��tsangebot E-Carsharing, dessen Einsatz in ausgew��hlten l��ndlichen nieder��sterreichischen Gemeinden nach differenzierten Aspekten er��rtert wird. Zentrale Erkenntnisse wurden aus den Nutzungsaufzeichnungen und Befragungsinhalten von Carsharing-NutzerInnen gewonnen. Die Aufbereitung der zeitlichen Perspektive der Energiebereitstellung f��r Mobilit��t aus erneuerbaren Quellen rundet den Themenkomplex ab. Die Ergebnisse legen dar, dass die Befragten in l��ndlichen Regionen das E-Carsharing-Modell prim��r nutzen, um einen Beitrag zum Umweltund Ressourcenschutz zu leisten. Das raum-zeitliche Mobilit��tsverhalten von Personen, die Sharing-Autos fahren, zeigt ��ber ein Jahr hinweg unregelm����ige Nutzungsaktivit��ten. Interessante Auspr��gungen hinsichtlich der Distanz, Dauer und Verteilung der E-Carsharing-Fahrten sind zu erkennen. Eine Volatilit��t l��sst sich in der tages-, wochenund jahreszeitlichen Energieerzeugung regenerativer Energiequellen (Wasser, Wind, Solar) ablesen. Insbesondere wurde dem zeitlichen Verh��ltnis von Fahrzeugen am Standplatz in der Gemeinde und der erneuerbaren Energieerzeugung nachgegangen, um abschlie��end Aussagen zum idealen Ladeverhalten von Elektrofahrzeugen im Sharing-Modell zu t��tigen. Auf dieser Basis wurden m��gliche Handlungsempfehlungen f��r einen Ausbau der E-Carsharing-Flotte in l��ndlichen Regionen diskutiert. Mobility is in motion; new drive technologies and innovative mobility services are in demand. These challenges have to be tackled especially at places where the demand for public transport services is difficult to meet and therefore, travel proceeds primarily by car: in rural areas. An eco-friendly alternative is car-sharing with the use of electric vehicles that are charged with renewable energy. The focus of this diploma thesis is on the mobility service e-car-sharing, an eco-friendly and energy-saving service. Its use is discussed on the basis of selected rural Lower Austrian municipalities. Key insights were gained from usage records and survey content of car-sharing users. The processing of temporal perspectives of the energy supply for mobility from renewable sources completes the thematic complex. The results present that respondents in rural areas primarily use the e-car-sharing-model to contribute to environmental and resource conservation. The space-time mobility behaviour of people driving sharing-cars shows irregular usage activities over a year. Interesting characteristics regarding travel distance, duration and distribution of e-car-sharing trips can be seen. Volatility can be seen in the daily, weekly and seasonal energy production of renewable energy sources (water, wind, solar). In particular, the timing relation of vehicles at the home position and sustainable energy production was investigated in order to conclude on the ideal charging behavior of electric vehicles in the sharing model. On this basis, possible recommendations for an expansion of the e-car-sharing fleet in rural areas were debated.

With the Sustainable Development Goals (SDG), the countries of the United Nations have set themselves the goal of reducing food waste along the entire value chain by 2030. The aim of the REFOWAS project was to analyze the German agri-food sector with regard to the production of food waste and, in particular, the share of avoidable waste, and to identify and test strategies and starting points for waste reduction measures. The project combines two levels of analysis. The first, a holistic analysis of the German food sector, was carried out with regard to the waste generated by avoidable and unavoidable food waste and the related environmental effects. At the same time case studies were used to examine various subsectors in more detail (fruit and vegetables, baked goods, school meals) and a social empirical study (private households) was carried out. The methods chosen include: technical discussions; round tables; status quo and control measurements; household survey analyses; guided expert interviews; workshops and field tests to validate results and previously established options for action. The sector-wide investigations are largely based on data from the Federal Statistical Office and derived literature values. In the case studies food waste was quantified and reduction measures tested. From the varied and differentiated findings, recommendations for action for actors in politics, business and society could be derived. The results of the project were communicated in particular through the practically tested and evaluated measures, the subsequent information materials such as articles, brochures and video clips, as well as the wide-ranging discussion of results with lectures and workshops (see REFOWAS website - https://refowas.de). DOI:10.3220/REP1569247044000

Der Schutz der biologischen Vielfalt ist eine gesellschaftlich sehr wichtige Aufgabe, deren Bedeutung in den letzten Jahrzehnten zunehmend auch politisch erkannt wird. Nationale wie globale Zielsetzungen, den Verlust der biologischen Vielfalt aufzuhalten und eine positive Trendwende zu erreichen, wurden bislang allerdings verfehlt. Als wichtige Ursachen für den Verlust der Artenvielfalt werden sowohl der Landnutzungswandel als auch Klimaveränderungen gesehen. Landnutzungsintensivierungen haben insbesondere seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu einem zunehmenden Rückgang der Artenvielfalt in der Agrarlandschaft geführt. Die Ursachen für diesen Rückgang sind vielfältig. Sie umfassen eine Abnahme der Nahrungsgrundlage vieler Arten, u.a. durch den Einsatz von Herbiziden und Insektiziden, und den Verlust von geeigneten Fortpflanzungs- und Nahrungshabitaten durch einen Rückgang der Strukturvielfalt und des Anteils naturnaher Habitate. Seit Ende des 20. Jahrhunderts rückt zunehmend auch der Klimawandel als Einflussgröße für den Rückgang der Artenvielfalt in den Fokus. Einhergehend mit steigenden Temperaturen wurden bereits Verschiebungen von Verbreitungsgrenzen und Veränderungen in der Phänologie von Arten beobachtet. Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts werden neben weiter steigenden Temperaturen die Zunahme von Hitzewellen und extremen Niederschlagsereignissen, eine Veränderung der Niederschlagsverhältnisse und ein weiterer Anstieg des Meeresspiegels erwartet. Zwischen Klima und Landnutzung gibt es vielfältige Wechselwirkungen und sich gegenseitig verstärkende Effekte - auch in ihrer Wirkung auf einzelne Arten und die biologische Vielfalt. Hier gilt es, Methoden zur Erfassung und Bewertung von Auswirkungen landnutzungs- und klimawandelbedingter Umweltveränderungen zu entwickeln und aufzuzeigen, durch welche Maßnahmen negative Auswirkungen auf die Artenvielfalt vermieden oder vermindert werden können. Akteure zur Umsetzung solcher Maßnahmen sind einerseits der behördliche und ehrenamtliche Naturschutz. Andererseits ist gerade in der Agrarlandschaft auch die Einbindung von Landwirten entscheidend, um möglichst dauerhafte und großflächige Wirkungen zu erzielen. Ein Weg der Einbindung von Landwirten in naturschutzfachliche Maßnahmenprogramme führt über die lebensmittelerzeugenden Unternehmen, die Abnehmer ihrer Produkte sind. Solche Unternehmen, gerade aus der Biobranche, suchen zunehmend nach Möglichkeiten, ihren Kunden transparent und glaubwürdig zu kommunizieren, was ihre Zulieferlandwirte für den Erhalt und die Förderung der Artenvielfalt leisten. Flächendeckende Vor-Ort-Erfassungen von Arten sind dabei aber sowohl aus Kosten- als auch aus Zeitgründen unrealistisch. Einfache Modelle bzw. Indikatorensets, die die Artenvielfalt auf landwirtschaftlichen Flächen valide abbilden und dabei zeiteffizient und praxisnah in der Datenerhebung und Anwendung sind, werden daher dringend benötigt, fehlen aber bislang. Auf Basis solcher Modelle können auch Maßnahmen für die Betriebsebene und deren Potenzial zur Steigerung der Artenvielfalt abgeleitet werden. Im Hinblick auf Auswirkungen des Klimawandels auf Tierarten fehlen derzeit vor allem auf regionaler Ebene Einschätzungen über die Empfindlichkeit von Artengemeinschaften gegenüber den projizierten Klimaänderungen und darüber, wie sich klimabedingte Arealverschiebungen auf die Zusammensetzung regionaler Artengemeinschaften auswirken könnten. Solche Einschätzungen braucht es aber, um den naturschutzfachlichen Handlungsbedarf für Anpassungsstrategien und -maßnahmen zu identifizieren und zu konkretisieren. Zu entsprechenden Anpassungsmaßnahmen gibt es bereits eine Reihe von Empfehlungen, die allerdings häufig unspezifisch bleiben, so dass vielen Praktikern unklar ist, welche Maßnahmen Priorität haben und wie diese konkret umgesetzt werden sollen und können. Daher ist es erforderlich, solche allgemeinen Maßnahmenempfehlungen für die jeweilige regionale Ebene unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit der dort vorkommenden Arten und möglicher klimabedingter Ein- und Abwanderungsprozesse zu konkretisieren. Vor dem Hintergrund dieser Wissenslücken war das Ziel der vorliegenden Arbeit, einen Beitrag dazu zu leisten, Auswirkungen landnutzungs- und klimawandelbedingter Umweltveränderungen auf Tierarten auf der regionalen bzw. lokalen Ebene zu ermitteln und zu bewerten, um darauf aufbauend geeignete und für die jeweilige Ebene hinreichend konkrete naturschutzfachliche Maßnahmen zur Verminderung negativer Auswirkungen ableiten zu können. Dazu wurde exemplarisch für einzelne Regionen, Lebensräume und Tierartengruppen untersucht, 1) anhand welcher Indikatorensets und Modelle sich die Artenvielfalt auf der Ebene landwirtschaftlicher Betriebe praxistauglich, zeiteffizient und valide abbilden lässt, 2) an welchen Kriterien eine Empfindlichkeit von Tierarten gegenüber klimatischen Veränderungen auf naturräumlicher Ebene festgemacht werden kann, 3) wie sich ein klimawandelbedingter Turnover in Artengemeinschaften eines Naturraums abschätzen lässt, 4) welche Maßnahmen zum Erhalt und zur Förderung der Artenvielfalt basierend auf den Ergebnissen solcher Analysen auf lokaler und regionaler Ebene abgeleitet werden können, 5) welche Synergien sich im Hinblick auf Maßnahmen zur Verringerung negativer Auswirkungen von Klimawandel und Landnutzung ergeben und welche Grenzen die entwickelten Methoden zur Einschätzung solcher Auswirkungen aufweisen. Hinsichtlich der Auswirkungen landnutzungsbedingter Umweltveränderungen auf Tierarten wurde untersucht, ob und wie sich die Artenvielfalt und mögliche Veränderungen durch die Landnutzung oder durch Naturschutzmaßnahmen auf der Ebene landwirtschaftlicher Betriebe mit Hilfe von einfach handhabbaren Modellen und Indikatorensets abbilden lassen. Dazu wurden in umfangreichen Literaturstudien mögliche Einflussvariablen identifiziert, die für die Artenvielfalt von Tagfaltern auf Rainen und die Artenvielfalt von Vögeln in Hecken sowie auf Äckern von Bedeutung sein können. Auf sieben über Deutschland verteilten landwirtschaftlichen Betrieben wurden sowohl Daten zu diesen möglichen Einflussvariablen erhoben als auch Erfassungen der Artengruppen Tagfalter und Vögel durchgeführt. Durch multiple lineare Regressionsanalysen wurden aus dem Set der möglichen Einflussvariablen anhand der auf den Betrieben erhobenen Daten diejenigen identifiziert, die die Artenvielfalt von Tagfaltern und Vögeln am besten vorhersagen. Bei Tagfaltern auf Rainen sind dies die Heterogenität der umgebenden Landschaft, der Mahdzeitpunkt, die Breite, Länge und das Gräser-Kräuter-Verhältnis des Rains sowie die Bewirtschaftungsart angrenzender Felder. Für die Artenvielfalt von Vögeln in Hecken wurden die Variablen Länge und Breite der Hecke, die Anzahl der Gehölzarten, das Vorkommen von Höhlen/Totholz, das Vorhandensein von Dornsträuchern sowie die Breite des angrenzenden Krautsaums als wichtigste Einflussfaktoren zur Vorhersage der Artenvielfalt ermittelt. Ein Modell zur Vorhersage der Artenvielfalt von Vögeln auf Äckern wurde verworfen, da die Ergebnisse deutlich von der Datenlage der Stichprobe geprägt waren und nur zum Teil den Erkenntnissen aus der zuvor durchgeführten Literaturstudie entsprachen. Die aus den Modellergebnissen ableitbaren Maßnahmen für die Betriebsebene beziehen sich auf die jeweils bedeutsamen Einflussfaktoren - z.B. das Mahdregime bzw. den Mahdzeitpunkt bei Rainen und die Anlage oder Verbreitung von Krautsäumen zwischen Hecken und den an diese angrenzenden Feldern - und betreffen sowohl die Optimierung vorhandener Strukturen als auch die Neuanlage von Landschaftselementen. Diese stellen einen Baustein im Spektrum sinnvoller Maßnahmen auf landwirtschaftlichen Betrieben dar und sollten durch weitere flankiert werden. Dazu ist eine gesamtbetriebliche Perspektive wichtig, die die betriebs- und landschaftsraumspezifischen Voraussetzungen einbindet. Zur Unterstützung hierbei kann einerseits landwirtschaftliche Beratung, andererseits aber auch eine vom Landwirt selbst bedienbare naturschutzfachliche Managementsoftware dienen. In eine solche Software (MANUELA - Managementsystem Naturschutz für eine nachhaltige Landwirtschaft) wurden die in der vorliegenden Arbeit entwickelten Modelle bereits implementiert und ergänzen dort bereits vorhandene Tools, zum Beispiel zur Ermittlung und Bewertung der Pflanzenartenvielfalt auf Äckern, aber auch zum Landschaftsbild und zum Biotopverbund. Hinsichtlich der Auswirkungen klimawandelbedingter Umweltveränderungen wurde untersucht, an welchen Kriterien sich eine Empfindlichkeit von Tierarten gegenüber solchen Umweltveränderungen auf naturräumlicher Ebene festmachen lässt und welche Eigenschaften eine Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen erschweren. Mit Hilfe einer auf solchen Kriterien basierenden Empfindlichkeitsanalyse wurde ermittelt, wie viele Tierarten in den naturräumlichen Regionen „Harz“ und „Lüneburger Heide und Wendland“ eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber klimawandelbedingten Umweltveränderungen aufweisen. Dabei wurden Vertreter der Artengruppen Brutvögel, Amphibien, Reptilien, Heuschrecken, Tagfalter und Libellen mit einbezogen. Eine voraussichtlich erhöhte Empfindlichkeit gegenüber spezifisch klimawandelbedingten Umweltveränderungen lässt sich bei jeweils ca. 39% der untersuchten Tierarten in den naturräumlichen Regionen „Harz“ und „Lüneburger Heide und Wendland“ feststellen. Dabei scheinen insgesamt mehr Arten negativ von einer Abnahme der Sommerniederschläge betroffen zu sein als von einer Erhöhung der Temperaturen. Weiterhin wurde ermittelt, wie klimabedingte Veränderungen der Zusammensetzung von Vogellebensgemeinschaften in einem Naturraum abgeschätzt und Prognosen über mögliche klimabedingte Zu- und Abwanderungen von Arten getroffen werden können. Dazu wurde der Artenpool des Naturraums Lüneburger Heide mit den Artenpools zukünftig klimaanaloger Räume verglichen. Zukünftig klimaanaloge Räume sind Gebiete, die gegenwärtig klimatische Verhältnisse aufweisen, die zukünftig für das Untersuchungsgebiet projiziert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Mehrzahl der Vogelarten die für den Zeitraum 2071-2100 erwarteten Klimabedingungen im Naturraum Lüneburger Heide vermutlich tolerieren kann, die Artenvielfalt insgesamt aber möglicherweise abnehmen wird. Viele der potenziell aus dem Naturraum abwandernden Arten sind an Feuchtgebiete als Lebensraum gebunden. Zur Verringerung negativer klimawandelbedingter Auswirkungen auf Tierarten können zum einen derzeitige Gefährdungsursachen und Stressoren minimiert werden, um die Habitatverfügbarkeit und qualität zu erhöhen und die Resilienz sowie das Anpassungspotenzial von Arten zu stärken. Als prioritäre Maßnahmen sind je nach naturräumlicher Region die folgenden anzusehen: Maßnahmen zum Schutz und zur Wiederherstellung von Feuchtlebensräumen, Maßnahmen zur Verhinderung von Nährstoffeinträgen bzw. Eutrophierung und zur Extensivierung landwirtschaftlicher Nutzung, Maßnahmen zur Erhöhung der Konnektivität in der Landschaft und zur Verringerung des Landschaftsverbrauchs, Maßnahmen zur Offenhaltung von Lebensräumen und Maßnahmen zur naturnahen Waldrandgestaltung bzw. Waldbewirtschaftung. Zum anderen kann zur Verringerung negativer klimawandelbedingter Auswirkungen auf Tierarten die Konnektivität in der Landschaft gefördert und der Erhalt und die Schaffung von Biotopverbundstrukturen gestärkt werden, um den Arten eine Anpassung durch die Verschiebung ihrer Verbreitungsareale zu ermöglichen. Besonders auf überregionale Biotopverbundmaßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel angewiesen sind in beiden naturräumlichen Regionen Arten des Offenlandes, in der naturräumlichen Region „Lüneburger Heide und Wendland“ zusätzlich auch Arten der Gewässer. Da viele der derzeitigen Gefährdungsursachen potenziell klimaempfindlicher Arten nutzungsbezogen sind und auch direkte oder indirekte Folge landwirtschaftlicher Nutzung sein können, sind Synergien zwischen Maßnahmen zur Verminderung negativer Auswirkungen von Landnutzungs- und Klimawandeleinflüssen offenkundig. Dies betrifft auch die Stärkung des Biotopverbunds. Hier spielen Raine und Hecken in der Agrarlandschaft eine wichtige Rolle - auch vor dem Hintergrund des Klimawandels, da viele der auf Biotopverbund als Anpassungsmaßnahme angewiesenen Arten Bewohner des Offenlandes sind. Ein besonderes Gewicht kommt im Hinblick auf den Klimawandel dem Schutz bzw. der Renaturierung und Schaffung von Feuchtlebensräumen zu. Diese werden bislang nur zum Teil durch die Modelle zur Abschätzung der Artenvielfalt auf landwirtschaftlichen Betrieben abgedeckt, so dass in der Erweiterung der Modelle um die Lebensräume Feuchtgrünland und Grünland im Allgemeinen eine mögliche Weiterentwicklung der vorliegenden Arbeit zu sehen ist. Da ein Großteil der Fläche Deutschlands landwirtschaftlich genutzt wird, kommt der Landwirtschaft bei der Bewahrung der Artenvielfalt eine Schlüsselrolle zu. Die vermehrte Integration naturschutzfachlicher Ziele in die Landbewirtschaftung kann daher wesentlich zum Erhalt und zur Förderung der Artenvielfalt beitragen, nicht nur im Hinblick auf landnutzungsbezogene sondern auch auf klimawandelbezogene Einflüsse. Die vorliegende Arbeit liefert dazu wichtige Ansätze. The conservation of biodiversity is a task of great importance for society. In recent decades, political awareness for biodiversity issues has risen, yet, global as well as national objectives to halt the loss of biodiversity have failed. Important causes of biodiversity loss include land use change as well as climatic changes. From the second half of the twentieth century, agricultural intensification has increasingly led to a decline of farmland biodiversity. This decline is caused by a multitude of factors, particularly a loss of semi-natural habitats and structural diversity as well as a shortage of food supply due to a usage of herbicides and insecticides. Since the end of the twentieth century, climatic changes have increasingly become apparent as another threat to biodiversity. Along with increasing temperatures, shifts of distribution ranges as well as in the phenology of species have already been observed. By the end of the 21st century, further increasing mean temperatures, an increase of hot extremes, a decrease of cold periods, a shift in annual precipitation regimes and a further rise of sea levels can be expected. Climate and land use interact in a variety of ways - as do their effects on species and overall biodiversity. Thus, methods to capture and evaluate the effects of land use and climatic changes on species, and measures to prevent or mitigate the impacts, are greatly needed. Important stakeholders for the implementation of such measures are nature conservation authorities and organisations. However, protecting farmland biodiversity also requires the involvement of farmers to ensure sustainable and long-term effects. One way to involve farmers in nature conservation programs is to address the food companies they supply their products to. Food companies, especially from the organic sector, are increasingly looking for ways to transparently and credibly communicate to their customers how farmers (the suppliers) preserve and enhance biodiversity on their land. As company-wide biodiversity surveys of species in the field are not feasible, easy-to-use models and indicator sets projecting biodiversity on farmland, in both a sound and time-efficient way, are greatly needed. Such models could also help to identify and allocate nature conservation measures for a given farm and assess what biodiversity enhancement potentials are associated with which measure. Regarding climate change impacts on animals, assessments on regional levels evaluating the sensitivity of animals towards such changes are largely missing. So too are estimations on how distribution shifts might alter regional species communities. However, such information is greatly needed to identify and specify appropriate adaptation strategies and measures. While recommendations for such adaptation strategies and measures already exist, they are mostly vague making it difficult for stakeholders to prioritise and implement them. Thus, it is necessary to specify general recommendations for given regions that take into account the climate sensitivity of the region’s species as well as alterations in the region’s species community. Considering these knowledge gaps, the objective of this dissertation was to contribute to the assessment and evaluation of impacts of land use and climate change on animals on a regional and local level and, based on these assessments, derive measures suitable to aid in the mitigation of negative impacts. Single regions, habitats and animal species groups were therefore investigated in order to assess; 1. which indicator sets and models are suitable to project biodiversity on a farm level in a practical, time-efficient and sound way; 2. which criteria indicate a sensitivity of animals towards climatic changes within an ecoregion; 3. how climate change induced turnovers in species communities within an ecoregion can be estimated; 4. which measures to preserve and enhance biodiversity can be derived based on such analyses for the local and regional level; 5. which synergies exist between measures for mitigating the negative impacts of land use and climate change and what are the limitations of the methods for the assessment of such impacts. With respect to the impacts of land use on animals, I investigated if and how biodiversity and possible changes caused by land use or nature conservation measures can be projected with farm level based easy-to-use models and indicator sets. Therefore, I identified possible predictor variables effecting the species numbers of butterflies on field margins and birds in hedgerows and on arable fields. This was accomplished on the basis of an extensive literature review. Subsequently, the possible predictor variables, as well as butterflies and birds, were recorded on seven farms throughout Germany. By means of multiple linear regression analyses based upon the data recorded on the farms, variables were identified that best predicted the species numbers of butterflies and birds. In terms of butterflies, these variables included the landscape heterogeneity of the surroundings, the time of mowing, the width, length and the grass-herb-ratio of the margin as well as the management of the adjacent field. For birds in hedgerows, the variables length and width of a hedgerow, the number of woody species, the presence of tree holes, the presence of thorny shrubs, and the width of the herbaceous margin bordering the hedgerow were identified as the best predictors for species numbers. The model for predicting bird species numbers on arable fields was rejected as the results were significantly influenced by the examined sample and were only partly compatible with the results of the literature review. Measures for the farm level are related to the predictor variables of the models in question, e.g. recommendations for the time of mowing of field margins or, for hedgerows, the establishment or extension of herbaceous margin strips between the hedgerow and bordering fields. These measures concern the improvement of existing landscape elements as well as the establishment of new ones. They should be seen as one component within a set of adequate measures for farms that ought to be accompanied by others. Therefore, a whole-farm perspective is needed which integrates farm specifics as well as specific landscape preconditions. To support this process, assistance by farm consultants may be reasonable but so too is GIS-based management software which aids farmers in addressing nature conservation issues. The models of this dissertation have already been implemented in such management software, MANUELA (Managementsystem Naturschutz für eine nachhaltige Landwirtschaft - Management System Nature Conservation for a Sustainable Agriculture). Within this software, the models complement other nature conservation tools, e.g. one that assesses the diversity of plant species on arable fields and others that evaluate landscape aesthetics or the connectivity of habitats. With respect to the impacts of climatic changes on animals, I examined which criteria are relevant for evaluating the sensitivity of species towards these changes. Based on these criteria, I investigated how many animal species from the ‘Harz’ and ‘Lüneburger Heide und Wendland’ ecoregions are probably sensitive towards climatic changes projected for the end of the 21st century. These sensitivity analyses included Red List species of breeding birds, reptiles, amphibians, dragonflies and damselflies, grasshoppers and crickets, and butterflies. About 39% of the examined species are probably sensitive towards these climatic changes. Overall, more species seem to be affected by a decrease of summer precipitation than by an increase of mean temperatures. In addition, I assessed how climate change induces turn-overs in bird communities of a given region can be estimated. Hence, the species pool of the ‘Lüneburger Heide’ ecoregion was compared to species pools of future climatically analogous regions. Future climatically analogous regions are regions which currently have similar climatic conditions to the ones projected for the study area in the future. The results of these analyses show that the majority of species in the ‘Lüneburger Heide’ are probably able to tolerate the climatic conditions projected for 2071-2100 but that bird species richness, in general, may decline. Species that might potentially leave the regional species community in the course of climate change were often associated with inland wetland habitats. To mitigate negative climate change induced impacts on animals, current non-climatic stressors can be reduced in order to increase habitat availability and quality and to strengthen the resilience and adaptation potential of species. Measures of high priority in this regard - depending on the respective region - include: measures for maintaining and promoting wetlands, measures for reducing eutrophication and for the extensification of agriculture, measures for increasing habitat connectivity and reducing land consumption, measures for the preservation of open landscapes, and measures for a nature-oriented forest management. In addition to reducing non-climatic stressors, habitat connectivity should be increased in order to help species to adapt to climatic changes by shifting their distribution ranges. In both examined ecoregions, most of the potential climate-sensitive species, which depend on an increased habitat connectivity for the adaptation to climatic changes, live in open land. Within the ‘Lüneburger Heide und Wendland’ ecoregion, additional emphasis in this regard should be put on waterbodies. As many of the current non-climatic stressors impacting potentially climate-sensitive species are related to land use, synergies between measures mitigating negative impacts of land use and climate change are obvious. This is also true for the strengthening of habitat connectivity. Here, field margins and hedgerows play an important role - especially as many of the species that depend on habitat connectivity to adapt to climatic changes live in open land. In light of climate change, a special emphasis has to be put on the maintenance and restoration of grassland and wetlands. So far, grassland and wetlands are only partly covered by the models for the assessment of biodiversity on farmland. An inclusion of these habitats into the MANUELA model toolbox is, therefor, a possible future development. As a large part of Germany is covered by agriculture, farmers have a key role in preserving biodiversity. Integrating nature conservation objectives into farm management is therefore very beneficial not only with regard to mitigating possible impacts of land use but also of climate change. This dissertation provides important approaches for this task.