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Erfassung, monetäre Bewertung und Honorierung der Klimaschutzleistungen von Forstbetrieben – Ein Beitrag zur Entwicklung von Geschäftsmodellen für die Honorierung der Ökosystemleistungen des Waldes
No full textDer Wald spielt in der internationalen Klimapolitik im Kontext der Klimawandelmitigation eine wichtige Rolle als CO2-Senke. Dabei ist das Ökosystem selbst vom Klimawandel betroffen. Deshalb existieren sowohl das Ökosystem Wald als auch die Forstbetriebe im Spannungsfeld zwischen der eigenen Klimawandelbetroffenheit und einem gravierenden Anpassungsdruck einerseits sowie der Aufgabe, die Klimaschutzleistungen und anderen Ökosystemleistungen (ÖSL) bereitzustellen, andererseits. Über die Notwendigkeit der Honorierung der Bereitstellung von ÖSL besteht inzwischen ein breiter politischer und gesellschaftlicher Konsens. Die übergeordnete Zielsetzung der Arbeit war es daher, eine Diskussionsgrundlage mit Bezug auf die Vergütung der Klimaschutzleistungen von Forstbetrieben zu bieten und ein eigenes Honorierungsmodell zu entwickeln. Von Seiten der Wissenschaft, der Politik und von privaten Initiativen wurden bereits verschiedene Honorierungsansätze vorgeschlagen, die in der vorliegenden Arbeit diskutiert wurden. Das entwickelte Modell umfasst die Ableitung der Klimaschutzleistung von Forstbetrieben auf Basis des Zuwachses und berücksichtigt optional die stofflichen sowie energetischen Substitutionseffekte der Holznutzung. Die Biodiversität bzw. Naturnähe wird über die rechnerische Modifikation des CO2-Preises durch einen Bonus-Malus-Faktor in das Honorierungsmodell integriert. Aus den CO2-Mengen und dem CO2-Preis wird die Honorierung abgeleitet. Die vorliegende Arbeit kann damit einen Beitrag zur Diskussion um die Honorierung von Klimaschutzleistungen leisten und bietet einen praktikablen Honorierungsansatz.:Tabellenverzeichnis ............................................................................................................................... IV
Abbildungsverzeichnis .......................................................................................................................... VI
Abkürzungsverzeichnis ......................................................................................................................... XI
Chemische und physikalische Bezeichnungen ................................................................................... XVI
Einheiten ............................................................................................................................................ XVII
Formelverzeichnis ............................................................................................................................ XVIII
1. Einleitung ........................................................................................................................................ 1
1.1. Einführung und Einordnung .................................................................................................... 1
1.2. Der Klimawandel und kennzeichnende Faktoren .................................................................... 5
1.2.1. Definition ......................................................................................................................... 5
1.2.2. Ursachen .......................................................................................................................... 6
1.2.3. Folgen ............................................................................................................................ 10
1.3. Grundprinzip der CO2-Bindung im Wald - Kohlenstoffzyklus ............................................. 12
1.4. Zielsetzung ............................................................................................................................ 14
1.5. Aufbau der Arbeit .................................................................................................................. 15
1.6. Begriffsbestimmungen .......................................................................................................... 15
2. Stand des Wissens ......................................................................................................................... 17
2.1. Charakterisierung, Erfassung und Bewertung von Ökosystemleistungen ............................. 17
2.1.1. Ökosystemleistungen – Definition und inhaltliche Charakterisierung .......................... 17
2.1.2. Waldfunktionen ............................................................................................................. 24
2.1.3. Bedeutung der Ökosystemleistungen ............................................................................ 27
2.1.4. Erfassung und Messung von Ökosystemleistungen ...................................................... 33
2.1.5. Monetäre Bewertung von Ökosystemleistungen ........................................................... 36
2.2. Biodiversität und Naturnähe .................................................................................................. 57
2.2.1. Biodiversität .................................................................................................................. 57
2.2.2. Naturnähe und Hemerobie ............................................................................................. 74
2.3. Die Rolle des Clusters Wald und Forst in der Klimapolitik .................................................. 78
2.3.1. Meilensteine und Institutionen der internationalen Klimapolitik .................................. 79
2.3.2. Der Green Deal – Europas Weg zur Klimaneutralität .................................................. 86
2.3.3. Bundes-Klimaschutzgesetz ............................................................................................ 91
2.4. Finanzierung der Forstwirtschaft ........................................................................................... 93
2.4.1. Geschäftsmodell Forstbetrieb ........................................................................................ 93
2.4.2. Forstliche Förderung ..................................................................................................... 98
2.5. Klimaschutzleistung des Waldes und der Forstwirtschaft ................................................... 103
2.5.1. Speichermodell ............................................................................................................ 103
2.5.2. Quantifizierung der Kohlenstoffspeicherung .............................................................. 105
2.5.3. Holznutzung im Klimawandelkontext ......................................................................... 108
2.5.4. Zusätzlichkeit und Sozialpflichtigkeit des Eigentums ................................................. 122
3. Honorierung der Klimaschutzleistungen der Forstbetriebe in Deutschland ................................ 128
3.1. Klimaschutzleistung des Waldes: Kohlenstoffstudien und Vergütungsansätze .................. 128
3.1.1. Klimaschutzleistung des Waldes aus Kohlenstoffstudien ........................................... 128
3.1.2. Klimaschutzleistung und Vergütung aus Honorierungsansätzen ................................ 130
3.1.3. Zusammenfassung der Ergebnisse aus den Honorierungsansätzen ............................. 150
3.2. Ein Ansatz zur Honorierung der Klimaschutzleistung ........................................................ 153
3.2.1. Modelltheoretische Überlegungen ............................................................................... 153
3.2.2. Merkmale eines sachgerechten und administrativ kostengünstigen Verfahrens ......... 157
3.2.3. Empirisch belegte quantitative Datenbasis und relevante räumliche Befundeinheit ... 161
3.2.4. Marktgerechter Bewertungsansatz .............................................................................. 162
3.3. Honorierungsmodell und Beispielkalkulationen ................................................................. 163
3.3.1. Schlüsselmerkmale des Honorierungsmodells (CO2-Bepreisung) .............................. 163
3.3.2. Beschreibung des Honorierungsmodells ..................................................................... 173
3.4. Beispielkalkulationen .......................................................................................................... 178
3.4.1. Auswahl, Darstellung und Charakterisierung der Datengrundlage ............................. 178
3.4.2. Ergebnisse der Beispielkalkulationen .......................................................................... 186
3.4.3. Ergebnisvergleich ........................................................................................................ 191
3.4.4. Erklärungsansätze für die Ergebnisse .......................................................................... 192
4. Diskussion ................................................................................................................................... 200
4.1. Bemessungsgrundlage, Zusätzlichkeit und Permanenz ....................................................... 200
4.1.1. Bemessungsgrundlage ................................................................................................. 200
4.1.2. Zusätzlichkeit und Permanenz des Klimaschutzbeitrags ............................................. 201
4.2. Holznutzung ........................................................................................................................ 204
4.2.1. Speicheransatz ............................................................................................................. 204
4.2.2. Substitution .................................................................................................................. 206
4.2.3. Stoffliche Holznutzung ................................................................................................ 208
4.2.4. Energetische Holznutzung ........................................................................................... 209
4.3. Weitere Aspekte .................................................................................................................. 211
4.3.1. Biodiversität und Naturnähe ........................................................................................ 211
4.3.2. Kohlenstoffbindungsleistung und andere ÖSL: Konflikte und Potenziale .................. 213
4.3.3. Honorierung von Klima- und Umweltschutzmaßnahmen in der Landwirtschaft........ 215
4.4. Ergebnisdiskussion der Beispielkalkulationen .................................................................... 216
5. Schlussfolgerung und Ausblick ................................................................................................... 220
6. Zusammenfassung ....................................................................................................................... 223
7. Summary ..................................................................................................................................... 229
Literaturverzeichnis ............................................................................................................................. 234
AnhangForests play an important role in international climate policy as a CO2 sink in the context of climate change mitigation. At the same time, the ecosystem itself is affected by climate change. For this reason, both the forest ecosystems and forest enterprises are caught between the impacts of climate change and the pressure to adapt on the one hand, and the demand to provide climate protection services and other ecosystem services (ES) on the other. There is now broad political and societal consensus on the need to remunerate the provision of ecosystem services. The overarching objective of this dissertation was to provide a basis for discussion on the remuneration of climate protection ecosystem services provided by forest enterprises and to develop a remuneration model. Various remuneration approaches have already been proposed by scientists, by policy and private initiatives, which were analyzed in the study. The proposed model includes the derivation of the climate protection contribution of forest enterprises based on the annual wood increment and optionally considers the material and energy substitution effects resulting from wood utilization. Biodiversity and closeness to nature are integrated into the remuneration model by adjusting the CO2 price with a bonus-malus factor. The remuneration value is derived from the cumulative CO2 amount and the CO2 price. The work thus contributes to the discussion on the remuneration of climate protection services and it offers an easy-to-implement remuneration approach.:Tabellenverzeichnis ............................................................................................................................... IV
Abbildungsverzeichnis .......................................................................................................................... VI
Abkürzungsverzeichnis ......................................................................................................................... XI
Chemische und physikalische Bezeichnungen ................................................................................... XVI
Einheiten ............................................................................................................................................ XVII
Formelverzeichnis ............................................................................................................................ XVIII
1. Einleitung ........................................................................................................................................ 1
1.1. Einführung und Einordnung .................................................................................................... 1
1.2. Der Klimawandel und kennzeichnende Faktoren .................................................................... 5
1.2.1. Definition ......................................................................................................................... 5
1.2.2. Ursachen .......................................................................................................................... 6
1.2.3. Folgen ............................................................................................................................ 10
1.3. Grundprinzip der CO2-Bindung im Wald - Kohlenstoffzyklus ............................................. 12
1.4. Zielsetzung ............................................................................................................................ 14
1.5. Aufbau der Arbeit .................................................................................................................. 15
1.6. Begriffsbestimmungen .......................................................................................................... 15
2. Stand des Wissens ......................................................................................................................... 17
2.1. Charakterisierung, Erfassung und Bewertung von Ökosystemleistungen ............................. 17
2.1.1. Ökosystemleistungen – Definition und inhaltliche Charakterisierung .......................... 17
2.1.2. Waldfunktionen ............................................................................................................. 24
2.1.3. Bedeutung der Ökosystemleistungen ............................................................................ 27
2.1.4. Erfassung und Messung von Ökosystemleistungen ...................................................... 33
2.1.5. Monetäre Bewertung von Ökosystemleistungen ........................................................... 36
2.2. Biodiversität und Naturnähe .................................................................................................. 57
2.2.1. Biodiversität .................................................................................................................. 57
2.2.2. Naturnähe und Hemerobie ............................................................................................. 74
2.3. Die Rolle des Clusters Wald und Forst in der Klimapolitik .................................................. 78
2.3.1. Meilensteine und Institutionen der internationalen Klimapolitik .................................. 79
2.3.2. Der Green Deal – Europas Weg zur Klimaneutralität .................................................. 86
2.3.3. Bundes-Klimaschutzgesetz ............................................................................................ 91
2.4. Finanzierung der Forstwirtschaft ........................................................................................... 93
2.4.1. Geschäftsmodell Forstbetrieb ........................................................................................ 93
2.4.2. Forstliche Förderung ..................................................................................................... 98
2.5. Klimaschutzleistung des Waldes und der Forstwirtschaft ................................................... 103
2.5.1. Speichermodell ............................................................................................................ 103
2.5.2. Quantifizierung der Kohlenstoffspeicherung .............................................................. 105
2.5.3. Holznutzung im Klimawandelkontext ......................................................................... 108
2.5.4. Zusätzlichkeit und Sozialpflichtigkeit des Eigentums ................................................. 122
3. Honorierung der Klimaschutzleistungen der Forstbetriebe in Deutschland ................................ 128
3.1. Klimaschutzleistung des Waldes: Kohlenstoffstudien und Vergütungsansätze .................. 128
3.1.1. Klimaschutzleistung des Waldes aus Kohlenstoffstudien ........................................... 128
3.1.2. Klimaschutzleistung und Vergütung aus Honorierungsansätzen ................................ 130
3.1.3. Zusammenfassung der Ergebnisse aus den Honorierungsansätzen ............................. 150
3.2. Ein Ansatz zur Honorierung der Klimaschutzleistung ........................................................ 153
3.2.1. Modelltheoretische Überlegungen ............................................................................... 153
3.2.2. Merkmale eines sachgerechten und administrativ kostengünstigen Verfahrens ......... 157
3.2.3. Empirisch belegte quantitative Datenbasis und relevante räumliche Befundeinheit ... 161
3.2.4. Marktgerechter Bewertungsansatz .............................................................................. 162
3.3. Honorierungsmodell und Beispielkalkulationen ................................................................. 163
3.3.1. Schlüsselmerkmale des Honorierungsmodells (CO2-Bepreisung) .............................. 163
3.3.2. Beschreibung des Honorierungsmodells ..................................................................... 173
3.4. Beispielkalkulationen .......................................................................................................... 178
3.4.1. Auswahl, Darstellung und Charakterisierung der Datengrundlage ............................. 178
3.4.2. Ergebnisse der Beispielkalkulationen .......................................................................... 186
3.4.3. Ergebnisvergleich ........................................................................................................ 191
3.4.4. Erklärungsansätze für die Ergebnisse .......................................................................... 192
4. Diskussion ................................................................................................................................... 200
4.1. Bemessungsgrundlage, Zusätzlichkeit und Permanenz ....................................................... 200
4.1.1. Bemessungsgrundlage ................................................................................................. 200
4.1.2. Zusätzlichkeit und Permanenz des Klimaschutzbeitrags ............................................. 201
4.2. Holznutzung ........................................................................................................................ 204
4.2.1. Speicheransatz ............................................................................................................. 204
4.2.2. Substitution .................................................................................................................. 206
4.2.3. Stoffliche Holznutzung ................................................................................................ 208
4.2.4. Energetische Holznutzung ........................................................................................... 209
4.3. Weitere Aspekte .................................................................................................................. 211
4.3.1. Biodiversität und Naturnähe ........................................................................................ 211
4.3.2. Kohlenstoffbindungsleistung und andere ÖSL: Konflikte und Potenziale .................. 213
4.3.3. Honorierung von Klima- und Umweltschutzmaßnahmen in der Landwirtschaft........ 215
4.4. Ergebnisdiskussion der Beispielkalkulationen .................................................................... 216
5. Schlussfolgerung und Ausblick ................................................................................................... 220
6. Zusammenfassung ....................................................................................................................... 223
7. Summary ..................................................................................................................................... 229
Literaturverzeichnis ............................................................................................................................. 234
Anhan
Divergent dynamics of inflammatory mediators and multiplex PCRs during airway infection in cystic fibrosis patients and healthy controls: Serial upper airway sampling by nasal lavage
No full textBackground: In cystic fibrosis (CF), acute respiratory exacerbations critically enhance pulmonary destruction. Since these mainly occur outside regular appointments, they remain unexplored. We previously elaborated a protocol for home-based upper airway (UAW) sampling obtaining nasal-lavage fluid (NLF), which, in contrast to sputum, does not require immediate processing. The aim of this study was to compare UAW inflammation and pathogen colonization during stable phases and exacerbations in CF patients and healthy controls.
Methods: Initially, we obtained NLF by rinsing 10 ml of isotonic saline/nostril during stable phases. During exacerbations, subjects regularly collected NLF at home. CF patients directly submitted one aliquot for microbiological cultures. The remaining samples were immediately frozen until transfer on ice to our clinic, where PCR analyses were performed and interleukin (IL)-1β/IL-6/IL-8, neutrophil elastase (NE), matrix metalloproteinase (MMP)-9, and tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)-1 were assessed.
Results: Altogether, 49 CF patients and 38 healthy controls (HCs) completed the study, and 214 NLF samples were analyzed. Of the 49 CF patients, 20 were at least intermittently colonized with P. aeruginosa and received azithromycin and/or inhaled antibiotics as standard therapy. At baseline, IL-6 and IL-8 tended to be elevated in CF compared to controls. During infection, inflammatory mediators increased in both cohorts, reaching significance only for IL-6 in controls (p=0.047). Inflammatory responses tended to be higher in controls [1.6-fold (NE) to 4.4-fold (MMP-9)], while in CF, mediators increased only moderately [1.2-1.5-fold (IL-6/IL-8/NE/TIMP-1/MMP-9)]. Patients receiving inhalative antibiotics or azithromycin (n=20 and n=15, respectively) revealed lower levels of IL-1β/IL-6/IL-8 and NE during exacerbation compared to CF patients not receiving those antibiotics. In addition, CF patients receiving azithromycin showed MMP-9 levels significantly lower than CF patients not receiving azithromycin at stable phase and exacerbation. Altogether, rhinoviruses were the most frequently detected virus, detected at least once in n=24 (49.0%) of the 49 included pwCF and in n=26 (68.4%) of the 38 healthy controls over the 13-month duration of the study. Remarkably, during exacerbation, rhinovirus detection rates were significantly higher in the HC group compared to those in CF patients (65.8% vs. 22.4%; p<0.0001).
Conclusion: Non-invasive and partially home-based UAW sampling opens new windows for the assessment of inflammation and pathogen colonization in the unified airway system
Nachhaltige Windenergie: Sicher für Mensch und Natur
No full textWindenergieanlagen erzeugen Strom aus Wind, haben jedoch, wie alle technischen Anlagen, Auswirkungen auf Mensch, Natur und die Umwelt insgesamt. Um Menschen vor Gefahren und erheblichen Belästigungen zu schützen sowie schädliche Umweltauswirkungen zu vermeiden, werden im Rahmen des Genehmigungsverfahrens nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz unterschiedliche Anforderungen geprüft. Dazu gehören unter anderem der Lärmschutz, die Minderung des periodischen Schattenwurfs, der Schutz vor Eiswurf und Brandgefahr.
Redaktionsschluss: 15.11.202
Infraschall durch Windenergieanlagen
No full textInfraschall entsteht bei Windenergieanlagen durch das Vorbeistreichen der Rotorblätter am Mast. Im Gegensatz zum hörbaren Schall, der hauptsächlich durch die Bewegung der Rotorblätter durch die Luft entsteht, ist der von den Anlagen erzeugte Infraschall für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar. Studien konnten keine unmittelbaren Zusammenhänge zwischen Infraschall und gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch Windenergieanlagen nachweisen. Der Schutz vor gesundheitsschädlichem Schall wird durch die Regelungen des Bundes-Immissionsschutzgesetzes gewährleistet.
Redaktionsschluss: 15.11.202
Adolph von Henselt und die gute alte Zeit: Čajkovskijs '18 morceaux pour piano' op. 72 als klingender Rückblick auf die Entwicklung der Klaviermusik in Russland
No full textVibrational spectroscopy and multiphoton microscopy for label‑free visualization of nervous system degeneration and regeneration
No full textNeurological disorders, including spinal cord injury, peripheral nerve injury, traumatic brain injury, and neurodegenerative diseases, pose significant challenges in terms of diagnosis, treatment, and understanding the underlying pathophysiological processes. Label-free multiphoton microscopy techniques, such as coherent Raman scattering, two-photon excited autofluorescence, and second and third harmonic generation microscopy, have emerged as powerful tools for visualizing nervous tissue with high resolution and without the need for exogenous labels. Coherent Raman scattering processes as well as third harmonic generation enable label-free visualization of myelin sheaths, while their combination with two-photon excited autofluorescence and second harmonic generation allows for a more comprehensive tissue visualization. They have shown promise in assessing the efficacy of therapeutic interventions and may have future applications in clinical diagnostics. In addition to multiphoton microscopy, vibrational spectroscopy methods such as infrared and Raman spectroscopy offer insights into the molecular signatures of injured nervous tissues and hold potential as diagnostic markers. This review summarizes the application of these label-free optical techniques in preclinical models and illustrates their potential in the diagnosis and treatment of neurological disorders with a special focus on injury, degeneration, and regeneration. Furthermore, it addresses current advancements and challenges for bridging the gap between research findings and their practical applications in a clinical setting
