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Influence of Ozone and Drought on Tree Growth under Field Conditions in a 22 Year Time Series
Get PDFStudying the effect of surface ozone (O3) and water stress on tree growth is important for planning sustainable forest management and forest ecology. In the present study, a 22-year long time series (1998–2019) on basal area increment (BAI) and fructification severity of European beech (Fagus sylvatica L.) and Norway spruce (Picea abies (L.) H.Karst.) at five forest sites in Western Germany (Rhineland Palatinate) was investigated to evaluate how it correlates with drought and stomatal O3 fluxes (PODY) with an hourly threshold of uptake (Y) to represent the detoxification capacity of trees (POD1, with Y = 1 nmol O3 m−2 s−1). Between 1998 and 2019, POD1 declined over time by on average 0.31 mmol m−2 year−1. The BAI showed no significant trend at all sites, except in Leisel where a slight decline was observed over time (−0.37 cm2 per year, p < 0.05). A random forest analysis showed that the soil water content and daytime O3 mean concentration were the best predictors of BAI at all sites. The highest mean score of fructification was observed during the dry years, while low level or no fructification was observed in most humid years. Combined effects of drought and O3 pollution mostly influence tree growth decline for European beech and Norway spruce
Gemeinsam verschieden. Organisation und Bildung im semantischen Feld erziehungswissenschaftlicher Prozessbegriffe
Get PDFDer Beitrag diskutiert das Verhältnis von allgemeiner und beruflicher Bildung mithilfe einer pädagogischen Theorie der Organisation. Allgemeine Erwachsenen- und berufliche Bildung treffen sich darin, Prozess und Ergebnis der wechselseitigen Auseinandersetzung zwischen Organisationen und Individuen zu sein. Organisationen sind nicht nur Kontext von Bildung, sie sind selber gebildet und wirken pädagogisch. Der Beitrag erschließt die Funktion und Eigenlogik der Organisation in ihrem Verhältnis zu den Grundbegriffen der Erziehungswissenschaft. Der Vorschlag ermöglicht es, Lernen, Sozialisation, Erziehung, Bildung und Kompetenz in ihrer Geltung für die ineinander verflochtene Strukturdynamik von Organisation und Subjekt zu differenzieren. Als Alternative zur geläufigen Organisationsvergessenheit der Pädagogik integriert die differenzierende Ordnung dieser Begriffe eine erziehungswissenschaftliche Perspektive auf Individuum und Organisation.The paper discusses the relationship between general and vocational education with the help of an educational theory of organization. Adult education and vocational education converge in being both process and outcome of the reciprocal engagement between organizations and individuals. Organizations are not only the context of education, they are themselves educated and have educational effects. The paper reveals the function and inherent logic of organization in its relation to the basic terms of educational science. The proposition makes it possible to differentiate learning, socialization, upbringing, Bildung, and competence in terms of their applicability to the intertwined structural dynamics of organization and subject. As an alternative to the common forgetfulness of organization, the differentiating order of these terms integrates an educational science perspective on the individual and the organization
Schüler*innenfirmen
Get PDFSchüler*innenunternehmen, nachfolgend als Schüler*innenfirmen bezeichnet, sind nicht nur Gelegenheiten, Wirtschaftskompetenz in einem handlungsorientierten realen Setting anzubahnen, sondern auch eine Möglichkeit für Schüler*innen, sich mit Angeboten außerhalb der Schule in Gemeinde und Gesellschaft zu engagieren
Lernen durch Engagement im Atert Lycée Réiden: Schule öffnen und gesellschaftliches Engagement in der Klasse fördern
Get PDFSeit einigen Jahren werden im Atert Lycée Réiden Projekte nach der Methode „Lernen durch Engagement“ (LdE) durchgeführt. Die Schulgemeinschaft und ihr soziales Umfeld profitieren davon, Schule und Unterricht auf diese Weise zu öffnen und gesellschaftliches Engagement im Klassenverband zu fördern
Regression Modelling with Complex Survey Data: An Investigation Using an Extended Close-to-Reality Simulated Household Population
Get PDFThe Eurosystem's Household Finance and Consumption Survey (HFCS) collects micro data on private households' balance sheets, income and consumption. It is a stylised fact that wealth is unequally distributed and that the wealthiest own a large share of total wealth. For sample surveys which aim at measuring wealth and its distribution, this is a considerable problem. To overcome it, some of the country surveys under the HFCS umbrella try to sample a disproportionately large share of households that are likely to be wealthy, a technique referred to as oversampling. Ignoring such types of complex survey designs in the estimation of regression models can lead to severe problems. This thesis first illustrates such problems using data from the first wave of the HFCS and canonical regression models from the field of household finance and gives a first guideline for HFCS data users regarding the use of replicate weight sets for variance estimation using a variant of the bootstrap. A further investigation of the issue necessitates a design-based Monte Carlo simulation study. To this end, the already existing large close-to-reality synthetic simulation population AMELIA is extended with synthetic wealth data. We discuss different approaches to the generation of synthetic micro data in the context of the extension of a synthetic simulation population that was originally based on a different data source. We propose an additional approach that is suitable for the generation of highly skewed synthetic micro data in such a setting using a multiply-imputed survey data set. After a description of the survey designs employed in the first wave of the HFCS, we then construct new survey designs for AMELIA that share core features of the HFCS survey designs. A design-based Monte Carlo simulation study shows that while more conservative approaches to oversampling do not pose problems for the estimation of regression models if sampling weights are properly accounted for, the same does not necessarily hold for more extreme oversampling approaches. This issue should be further analysed in future research.Der Eurosystem Household Finance and Consumption Survey (HFCS) erhebt Mikrodaten zu Aktiva und Passiva, Einkommen und Konsumausgaben privater Haushalte. Es ist bekannt, dass Vermögen ungleich verteilt ist und dass die vermögendsten Personen bzw. Haushalte einen großen Anteil des Gesamtvermögens auf sich vereinigen. Für Stichprobenerhebungen deren Ziel die Messung des Vermögens und seiner Verteilung ist, stellt dieser Sachverhalt ein Problem dar. Um dieses zu lösen, versuchen einige der Erhebungen der HFCS-Initiative einen überproportional großen Anteil vermutlich vermögender Haushalte in die Stichprobe zu ziehen. Ein solches Vorgehen wird als Oversampling bezeichnet. Werden solche Arten komplexer Erhebungs-Designs bei der Schätzung von Regressionsmodellen ignoriert, so kann dies zu ernsthaften Problemen führen. Diese Arbeit zeigt zunächst solche Probleme anhand von Daten aus der ersten Welle des HFCS und von typischen Regressionsmodellen aus dem Bereich Household finance auf. Zudem wird eine erste Handlungsempfehlung an NutzerInnen der HFCS-Daten in Bezug auf die Nutzung von Replikationsgewicht-Sätzen für die Varianzschätzung mittels einer Variante des Bootstrap gegeben. Eine tiefergehende Untersuchung der Fragestellung verlangt eine design-basierte Monte-Carlo-Simulationsstudie. Zu diesem Zweck wird die bereits bestehende, große und realitätsnahe Simulationspopulation AMELIA um synthetische Vermögensdaten erweitert. Es werden verschiedene Methoden zur Generierung synthetischer Mikrodaten im Kontext der Erweiterung einer synthetischen Simulationspopulation, die auf einer anderen Datenbasis erzeugt wurde, diskutiert. Ein weiterer Ansatz, der zur Erzeugung stark schiefer, synthetischer Mikrodaten in einer solchen Ausgangslage mithilfe von mehrfach imputierten Erhebungsdaten geeignet ist, wird vorgeschlagen. Nach einer Beschreibung der in der ersten Welle des HFCS verwendeten Erhebungs-Designs werden neue Erhebungs-Designs für AMELIA erstellt. Diese spiegeln Kernaspekte der HFCS-Erhebungs-Designs wider. Eine design-basierte Monte-Carlo-Simulationsstudie zeigt, dass konservativere Varianten des Oversampling bei der Schätzung von Regressionsmodellen keine Probleme bereiten sofern Survey-Gewichte ordnungsgemäß eingebunden werden. Hingegen gilt dies nicht notwendigerweise für extremere Varianten des Oversampling. Dieses Problem sollte im Rahmen zukünftiger Forschung weiter untersucht werden
Die Schule öffnen: Politiker*innen und gesellschaftspolitische Initiativen einladen
Get PDFWenn es darum geht, Menschen aus Politik und Gesellschaft in die Schule einzuladen, stellen sich Lehrpersonen meist zahlreiche Fragen. Vor allem, wenn es sich um Politiker*innen handelt, wird manchen gern bang ums Herz. Wie kann man sicherstellen, dass der Austausch gewinnbringend für alle Seiten ist
Existence, Uniqueness, and Algorithms for Equilibria in Competitive Energy Markets
Get PDFDue to the transition towards climate neutrality, energy markets are rapidly evolving. New technologies are developed that allow electricity from renewable energy sources to be stored or to be converted into other energy commodities. As a consequence, new players enter the markets and existing players gain more importance. Market equilibrium problems are capable of capturing these changes and therefore enable us to answer contemporary research questions with regard to energy market design and climate policy.
This cumulative dissertation is devoted to the study of different market equilibrium problems that address such emerging aspects in liberalized energy markets. In the first part, we review a well-studied competitive equilibrium model for energy commodity markets and extend this model by sector coupling, by temporal coupling, and by a more detailed representation of physical laws and technical requirements. Moreover, we summarize our main contributions of the last years with respect to analyzing the market equilibria of the resulting equilibrium problems.
For the extension regarding sector coupling, we derive sufficient conditions for ensuring uniqueness of the short-run equilibrium a priori and for verifying uniqueness of the long-run equilibrium a posteriori. Furthermore, we present illustrative examples that each of the derived conditions is indeed necessary to guarantee uniqueness in general.
For the extension regarding temporal coupling, we provide sufficient conditions for ensuring uniqueness of demand and production a priori. These conditions also imply uniqueness of the short-run equilibrium in case of a single storage operator. However, in case of multiple storage operators, examples illustrate that charging and discharging decisions are not unique in general. We conclude the equilibrium analysis with an a posteriori criterion for verifying uniqueness of a given short-run equilibrium. Since the computation of equilibria is much more challenging due to the temporal coupling, we shortly review why a tailored parallel and distributed alternating direction method of multipliers enables to efficiently compute market equilibria.
For the extension regarding physical laws and technical requirements, we show that, in nonconvex settings, existence of an equilibrium is not guaranteed and that the fundamental welfare theorems therefore fail to hold. In addition, we argue that the welfare theorems can be re-established in a market design in which the system operator is committed to a welfare objective. For the case of a profit-maximizing system operator, we propose an algorithm that indicates existence of an equilibrium and that computes an equilibrium in the case of existence. Based on well-known instances from the literature on the gas and electricity sector, we demonstrate the broad applicability of our algorithm. Our computational results suggest that an equilibrium often exists for an application involving nonconvex but continuous stationary gas physics. In turn, integralities introduced due to the switchability of DC lines in DC electricity networks lead to many instances without an equilibrium. Finally, we state sufficient conditions under which the gas application has a unique equilibrium and the line switching application has finitely many.
In the second part, all preprints belonging to this cumulative dissertation are provided. These preprints, as well as two journal articles to which the author of this thesis contributed, are referenced within the extended summary in the first part and contain more details.Aufgrund des Strebens nach Klimaneutralität befinden sich Energiemärkte derzeit in einem raschen Wandel. Neue Technologien werden entwickelt, die es ermöglichen, Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu speichern oder in andere Energieträger umzuwandeln. Infolgedessen treten neue Akteure in die Märkte ein und bestehende Akteure gewinnen an Bedeutung. Marktgleichgewichtsprobleme sind in der Lage, diese Entwicklungen abzubilden und ermöglichen daher die Beantwortung aktueller Forschungsfragen im Hinblick auf Energiemarktdesign und Klimapolitik.
In der vorliegenden kumulativen Dissertation werden verschiedene Marktgleichgewichtsprobleme untersucht, die durch die Energiewende an Bedeutung gewonnene Aspekte in liberalisierten Energiemärkten adressieren. Im ersten Teil wird ein klassisches Gleichgewichtsproblem für kompetitive Energiemärkte vorgestellt und um Sektorkopplung, zeitliche Kopplung sowie eine detailliertere Darstellung physikalischer Gesetze und technischer Anforderungen erweitert. Darüber hinaus werden die wichtigsten Beiträge der letzten Jahre zur Analyse der resultierenden Marktgleichgewichte zusammengefasst.
Für die Erweiterung hinsichtlich der Sektorkopplung werden hinreichende Bedingungen hergeleitet, die die Eindeutigkeit des kurzfristigen Gleichgewichts a priori sicherstellen und die Überprüfung der Eindeutigkeit eines gegebenen langfristigen Gleichgewichts ermöglichen. Des Weiteren wird anhand von Beispielen gezeigt, dass jede der hergeleiteten Bedingungen tatsächlich notwendig ist, um Eindeutigkeit im Allgemeinen zu garantieren.
Für die Erweiterung hinsichtlich der zeitlichen Kopplung werden hinreichende Bedingungen aufgestellt, die die Eindeutigkeit von Nachfrage und Produktion a priori gewährleisten. Diese Bedingungen implizieren auch die Eindeutigkeit des kurzfristigen Gleichgewichts im Falle eines einzigen Speicherbetreibers. Im Falle mehrerer Speicherbetreiber zeigen Beispiele jedoch, dass deren Lade- und Entladeentscheidungen im Allgemeinen nicht eindeutig sind. Die Eindeutigkeitsanalyse wird mit einem Kriterium zur Überprüfung der Eindeutigkeit eines gegebenen kurzfristigen Gleichgewichts abgeschlossen. Da die Berechnung von Gleichgewichten aufgrund der zeitlichen Kopplung herausfordernder ist, wird final erläutert, warum eine ADMM-Methode eine effiziente Berechnung von Marktgleichgewichten erlaubt.
Für die Erweiterung hinsichtlich der physikalischen Gesetze und technischen Anforderungen wird bewiesen, dass beim Vorliegen von Nichtkonvexitäten die Existenz eines Gleichgewichts nicht garantiert ist. Somit gelten die fundamentalen Wohlfahrtstheoreme im Allgemeinen nicht. Allerdings wird aufgezeigt, dass die Wohlfahrtstheoreme mithilfe eines Marktdesigns, in dem der Netzbetreiber der Wohlfahrtsmaximierung verpflichtet ist, wiederhergestellt werden können. Für den Fall eines gewinnmaximierenden Netzbetreibers wird zusätzlich ein Algorithmus entworfen, der die Existenz eines Gleichgewichts entscheidet und, im Falle der Existenz, ein Gleichgewicht berechnet. Anhand von bekannten Instanzen aus der Gas- und Stromliteratur wird die breite Anwendbarkeit des Algorithmus demonstriert. Die Ergebnisse der Berechnungen deuten darauf hin, dass für die Gasanwendung, in der der Netzbetreiber nicht-konvexer aber kontinuierlicher stationärer Gasphysik unterliegt, ein Gleichgewicht häufig existiert. Im Gegenzug führen Ganzzahligkeiten, die aufgrund der Berücksichtigung der Schaltbarkeit von Leitungen in Gleichstromnetzen enstehen, zu vielen Instanzen ohne Gleichgewicht. Abschließend werden hinreichende Bedingungen angegeben, unter denen die Gasanwendung ein eindeutiges Gleichgewicht und die Stromanwendung endlich viele Gleichgewichte besitzt.
Im zweiten Teil werden alle zu dieser kumulativen Dissertation gehörenden Arbeitspapiere bereitgestellt. Diese Arbeitspapiere sowie zwei Zeitschriftenartikel, zu denen der Autor dieser Doktorarbeit beigetragen hat, werden in der ausführlichen Zusammenfassung im ersten Teil referenziert und enthalten weitere Details
Place-Based Analysis of Satellite Time Series Shows Opposing Land Change Patterns in the Copperbelt Region of Zambia
Get PDFThe process of land degradation needs to be understood at various spatial and temporal scales in order to protect ecosystem services and communities directly dependent on it. This is especially true for regions in sub-Saharan Africa, where socio economic and political factors exacerbate ecological degradation. This study identifies spatially explicit land change dynamics in the Copperbelt province of Zambia in a local context using satellite vegetation index time series derived from the MODIS sensor. Three sets of parameters, namely, monthly series, annual peaking magnitude, and annual mean growing season were developed for the period 2000 to 2019. Trend was estimated by applying harmonic regression on monthly series and linear least square regression on annually aggregated series. Estimated spatial trends were further used as a basis to map endemic land change processes. Our observations were as follows: (a) 15% of the study area dominant in the east showed positive trends, (b) 3% of the study area dominant in the west showed negative trends, (c) natural regeneration in mosaic landscapes (post shifting cultivation) and land management in forest reserves were chiefly responsible for positive trends, and (d) degradation over intact miombo woodland and cultivation areas contributed to negative trends. Additionally, lower productivity over areas with semi-permanent agriculture and shift of new encroachment into woodlands from east to west of Copperbelt was observed. Pivot agriculture was not a main driver in land change. Although overall greening trends prevailed across the study site, the risk of intact woodlands being exposed to various disturbances remains high. The outcome of this study can provide insights about natural and assisted landscape restoration specifically addressing the miombo ecoregion
The Second Language Acquisition of English Non-Finite Complement Clauses – A Usage-Based Perspective
Get PDFOne of the most essential hypotheses of usage-based theories and many constructionist approaches to language is that language entails the piecemeal learning of constructions on the basis of general cognitive mechanisms and exposure to the target language in use (Ellis 2002; Tomasello 2003). However, there is still a considerable lack of empirical research on the emergence and mental representation of constructions in second language (L2) acquisition. One crucial question that arises, for instance, is whether L2 learners’ knowledge of a construction corresponds to a native-like mapping of form and meaning and, if so, to what extent this representation is shaped by usage. For instance, it is unclear how learners ‘build’ constructional knowledge, i.e. which pieces of frequency-, form- and meaning-related information become relevant for the entrenchment and schematisation of a L2 construction.
To address these issues, the English catenative verb construction was used as a testbed phenomenon. This idiosyncratic complex construction is comprised of a catenative verb and a non-finite complement clause (see Huddleston & Pullum 2002), which is prototypically a gerund-participial (henceforth referred to as ‘target-ing’ construction) or a to-infinitival complement (‘target-to’ construction):
(1) She refused to do her homework.
(2) Laura kept reading love stories.
(3) *He avoids to listen to loud music.
This construction is particularly interesting because learners often show choices of a complement type different from those of native speakers (e.g. Gries & Wulff 2009; Martinez‐Garcia & Wulff 2012) as illustrated in (3) and is commonly claimed to be difficult to be taught by explicit rules (see e.g. Petrovitz 2001).
By triangulating different types of usage data (corpus and elicited production data) and analysing these by multivariate statistical tests, the effects of different usage-related factors (e.g. frequency, proficiency level of the learner, semantic class of verb, etc.) on the representation and development of the catenative verb construction and its subschemas (i.e. target-to and target-ing construction) were examined. In particular, it was assessed whether they can predict a native-like form-meaning pairing of a catenative verb and non-finite complement.
First, all studies were able to show a robust effect of frequency on the complement choice. Frequency does not only lead to the entrenchment of high-frequency exemplars of the construction but is also found to motivate a taxonomic generalisation across related exemplars and the representation of a more abstract schema. Second, the results indicate that the target-to construction, due to its higher type and token frequency, has a high degree of schematicity and productivity than the target-ing construction for the learners, which allows for analogical comparisons and pattern extension with less entrenched exemplars. This schema is likely to be overgeneralised to (less frequent) target-ing verbs because the learners perceive formal and semantic compatibility between the unknown/infrequent verb and this pattern.
Furthermore, the findings present evidence that less advanced learners (A2-B2) make more coarse-grained generalisations, which are centred around high-frequency and prototypical exemplars/low-scope patterns. In the case of high-proficiency learners (C1-C2), not only does the number of native-like complement choices increase but relational information, such as the semantic subclasses of the verb, form-function contingency and other factors, becomes also relevant for a target-like choice. Thus, the results suggests that with increasing usage experience learners gradually develop a more fine-grained, interconnected representation of the catenative verb construction, which gains more resemblance to the form-meaning mappings of native speakers.
Taken together, these insights highlight the importance for language learning and teaching environments to acknowledge that L2 knowledge is represented in the form of highly interconnected form-meaning pairings, i.e. constructions, that can be found on different levels of abstraction and complexity
Analysis of changes in the barriers to cross-border educational projects – the COVID-19 pandemic effect
Get PDFThe paper aims to recognize the changes in the barriers to cross-border educational projects, especially in the context of the COVID-19 pandemic. The research focused on the European borderlands, where the level of maturity of cross-border cooperation is diverse (the Franco-German and Polish-Czech bor-derlands). The author utilised qualitative research methods (desk research, in-depth interview, case study). An exploratory study covered the barriers existing before the pandemic that stayed stable or have changed during the pandemic, and the new types of barriers that have appeared then. Within both borderlands, the identified barriers were similar in general; however, their intensity was varied. The key difference was the approach to these barriers within each borderland. On the Franco-German border, cross-border cooperation is more complex and deeper, and on the Polish-Czech border, it is more su-perficial and focused on specific issues only. These differences reveal the solutions that should be im-plemented to mitigate the impact of the pandemic on those projects within each borderland.L'article met en lumière les obstacles aux projets d'enseignement transfrontaliers qui ont changé dans le contexte de la pandémie COVID-19. La recherche s'est concentrée sur des zones frontalières euro-péennes présentant des maturités assez diverse en termes de coopération transfrontalière (zones fron-talières franco-allemande et polonaise-tchèque). L'auteur a mobilisé des méthodes de recherche quali-tatives (recherche documentaire, entretien approfondi, étude de cas). L'exploration a porté, d'une part, sur les obstacles existant avant la pandémie et qui sont restés stables ou ont changé pendant la pan-démie et, d'autre part, sur les obstacles qui sont apparus a posteriori. Dans les deux régions frontalières étudiées, la nature des barrières à la coopération était en général similaire, mais leur intensité était va-riable. Des différences ont néanmoins été identifiées dans l'approche de coopération mise en place dans chaque territoire. À la frontière franco-allemande, la coopération transfrontalière est plus com-plexe et plus approfondie, tandis qu'à la frontière polono-tchèque, elle est plus superficielle et se con-centre uniquement sur des questions spécifiques. Ces différences révèlent les solutions à mettre en œuvre pour atténuer l'impact de la pandémie sur ces projets éducatifs au sein de chaque zone fronta-lière.Der Artikel zielt darauf ab, die Veränderungen bei den Hindernissen im Zusammenhang mit grenzüber-schreitenden Bildungsprojekte aufzuzeigen, insbesondere vor dem Hintergrund der COVID-19-Pandemie. Untersucht wurden europäischen Grenzregionen mit unterschiedlich starker Ausprägung der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit (die deutsch-französische und das polnisch-tschechische Grenzregion). Die Autorin setzte hierbei qualitative Forschungsmethoden ein (Desk Research, Tiefenin-terview, Fallstudie). Eine Untersuchung befasste sich mit den vor der Pandemie bestehenden Hindernis-sen, die während der Pandemie unverändert blieben oder sich veränderten, sowie mit den Barrieren, die erst mit der Pandemie auftraten. In beiden Grenzregionen waren die identifizierten Hindernisse im All-gemeinen ähnlich, allerdings in unterschiedlicher Intensität. Der Hauptunterschied lag dagegen in der Herangehensweise an diese Hindernisse in jeder Region. An der deutsch-französischen Grenze ist die grenzüberschreitende Zusammenarbeit komplexer und tiefgreifender, während sie an der polnisch-tschechischen Grenze eher oberflächlicher ist und sich nur auf bestimmte Themen beschränkt. Die er-mittelten Unterschiede machen deutlich, welche Lösungen umgesetzt werden sollten, um die Auswir-kungen der Pandemie auf die Projekte in den einzelnen Grenzregionen abzumildern