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Die A4-Strategie versucht, eine Antwort auf die Frage zu geben, ob es in der modernen Medienlandschaft optimale und effiziente Kommunikationsstrategien gibt, deren Erfolg nicht von der Höhe des Budgets abhängig ist und die gleichzeitig eine hohe Kundenbindung bewirken und eine effiziente Auswahl der Kommunikationsinstrumente sichert. Dies ist gerade für KMUs von besonderer Bedeutung, die sich in einem komplexen und globalisierten Marktumfeld bewegen. Die Marketingkommunikation ist nicht nur ein unvermeidliches Werkzeug, um die Verkaufszahlen zu steigern. Sie bedarf heutzutage auch einer durchdachten Strategie. Denn es wird erst eine erfolgreiche Interaktion zwischen diesen Partnern (Unternehmen und Kunden) stattfinden, wenn sowohl ein optimaler Unternehmenswert als auch ein Kundenwert generiert wird. Die A4-Strategie hilft zugleich dabei, Antworten auf die für eine optimale Marketingkommunikation relevante Fragen zu finden: Wer kann einkaufen? Wer kauft tatsächlich ein? Was sind die relevanten Informationen über den, der tatsächlich einkauft? Anhand der Antworten auf diese Frage wird ermittelt, wo und wie die potentielle Kundschaft besser akquiriert und wo und wie die bestehende Kundschaft optimal betreut werden kann. Dieses Konzept bietet eine strukturierte Herangehensweise und Vorgehensweise, um eine Kommunikationsstrategie je nach Situation zu entwickeln. Sie ist somit keine fertige Lösung, sondern schafft sie Rahmen für ein methodisches Entscheidungsprozess. Sie hilft zudem situationsadäquat Entscheidungen zu treffen und Handlungen vorzunehmen, die diese Entscheidungen konsequent umzusetzen.
Background and rationale: Changing working conditions demand adaptation, resulting in higher stress levels in employees. In consequence, decreased productivity, increasing rates of sick leave, and cases of early retirement result in higher direct, indirect, and intangible costs. Aims of the Research Project: The aim of the study was to test the usefulness of a novel translational diagnostic tool, Neuropattern, for early detection, prevention, and personalized treatment of stress-related disorders. The trial was designed as a pilot study with a wait list control group. Materials and Methods: In this study, 70 employees of the Forestry Department Rhineland-Palatinate, Germany, were enrolled. Subjects were block-randomized according to the functional group of their career field, and either underwent Neuropattern diagnostics immediately, or after a waiting period of three months. After the diagnostic assessment, their physicians received the Neuropattern Medical Report, including the diagnostic results and treatment recommendations. Participants were informed by the Neuropattern Patient Report, and were eligible to an individualized Neuropattern Online Counseling account. Results: The application of Neuropattern diagnostics significantly improved mental health and health-related behavior, reduced perceived stress, emotional exhaustion, overcommitment and possibly, presenteeism. Additionally, Neuropattern sensitively detected functional changes in stress physiology at an early stage, thus allowing timely personalized interventions to prevent and treat stress pathology. Conclusion: The present study encouraged the application of Neuropattern diagnostics to early intervention in non-clinical populations. However, further research is required to determine the best operating conditions.
Early life adversity (ELA) is associated with a higher risk for diseases in adulthood. Changes in the immune system have been proposed to underlie this association. Although higher levels of inflammation and immunosenescence have been reported, data on cell-specific immune effects are largely absent. In addition, stress systems and health behaviors are altered in ELA, which may contribute to the generation of the "ELA immune phenotype". In this thesis, we have investigated the ELA immune phenotype on a cellular level and whether this is an indirect consequence of changes in behavior or stress reactivity. To address these questions the EpiPath cohort was established, consisting of 115 young adults with or without ELA. ELA participants had experienced separation from their parents in early childhood and were subsequently adopted, which is a standard model for ELA, whereas control participants grew up with their biological parents. At a first visit, blood samples were taken for analysis of epigenetic markers and immune parameters. A selection of the cohort underwent a standardized laboratory stress test (SLST). Endocrine, immune, and cardiovascular parameters were assessed at several time points before and after stress. At a second visit, participants underwent structural clinical interviews and filled out psychological questionnaires. We observed a higher number of activated T cells in ELA, measured by HLA-DR and CD25 expression. Neither cortisol levels nor health-risk behaviors explained the observed group differences. Besides a trend towards higher numbers of CCR4+CXCR3-CCR6+ CD4 T cells in ELA, relative numbers of immune cell subsets in circulation were similar between groups. No difference was observed in telomere length or in methylation levels of age-related CpGs in whole blood. However, we found a higher expression of senescence markers (CD57) on T cells in ELA. In addition, these cells had an increased cytolytic potential. A mediation analysis demonstrated that cytomegalovirus infection " an important driving force of immunosenescence " largely accounted for elevated CD57 expression. The psychological investigations revealed that after adoption, family conditions appeared to have been similar to the controls. However, PhD thesis MMC Elwenspoek 18 ELA participants scored higher on a depression index, chronic stress, and lower on self-esteem. Psychological, endocrine, and cardiovascular parameters significantly responded to the SLST, but were largely similar between the two groups. Only in a smaller subset of groups matched for gender, BMI, and age, the cortisol response seemed to be blunted in ELA participants. Although we found small differences in the methylation level of the GR promoter, GR sensitivity and mRNA expression levels GR as well as expression of the GR target genes FKBP5 and GILZ were similar between groups. Taken together, our data suggest an elevated state of immune activation in ELA, in which particularly T cells are affected. Furthermore, we found higher levels of T cells immunosenescence in ELA. Our data suggest that ELA may increase the risk of cytomegalovirus infection in early childhood, thereby mediating the effect of ELA on T cell specific immunosenescence. Importantly, we found no evidence of HPA dysregulation in participants exposed to ELA in the EpiPath cohort. Thus, the observed immune phenotype does not seem to be secondary to alterations in the stress system or health-risk behaviors, but rather a primary effect of early life programming on immune cells. Longitudinal studies will be necessary to further dissect cause from effect in the development of the ELA immune phenotype.
Die patienten-fokussierte Psychotherapieforschung hat das Ziel, den Erfolg von Psychotherapie durch die kontinuierliche Messung und Rückmeldung von Prozessvariablen zu verbessern. Es konnte bereits gezeigt werden, dass nicht nur Patienten-spezifische Charakterisitika, wie die Symptomreduktion, sondern auch dyadische Merkmale, wie die therapeutische Beziehung, indikativ sind. Ein vielversprechender neuer Ansatz bzgl. der Messung dyadischer Charakteristika ist nonverbale Synchronie, die definiert ist als Bewegungskoordination zwischen Interaktionspartnern. Nonverbale Synchronie kann inzwischen objektiv und automatisch in Therapievidoes gemessen werden, was die Methodik frei von Biases wie selektiver Wahrnehmung oder sozialer Erwünschtheit macht. Frühe Studien aus der Sozial- und Entwicklungspsychologie konnten Zusammenhänge mit sozialer Bindung und Sympathie finden. Erste Studien aus der Psychotherapieforschung weisen auf Zusammenhänge zwischen nonverbaler Synchronie und der Therapiebeziehung sowie dem Therapieerfolg hin und geben erste Hinweise darauf, dass nonverbale Synchronie eine zusätzliche Informationsquelle für dyadische Aspekte sein kann, mit der man zukünftig frühzeitig Therapieerfolge vorhersagen könnte. Die vorliegende Arbeit beinhaltet drei Studien zu nonverbaler Synchronie in der ambulanten Psychotherapie und Zusammenhängen mit therapeutischen Prozessen. In Studie 1 wurde nonverbale Synchronie in einer diagnose-heterogenen Stichprobe von N=143 Patienten zu Therapiebeginn gemessen. Mittels Mehrebenenanalysen konnte die Validität der Messmethodik bestätigt werden. Des weiteren wurden Zusammenhänge mit bestimmten Artes des Therapieerfolgs gefunden: Patienten, die unverändert die Therapie abbrachen zeigten das niedrigste Level an Synchronie, während Patienten, die unverändert die Therapie zu Ende führten das höchste Level hatte und Patienten mit einer reliablen Symptomreduktion ein mittleres Level an nonverbaler Synchrony aufwiesen (auch unter Kontrolle der Therapiebeziehung). In Studie 2 wurden nonverbale Synchronie und die Bewegungsmenge zu Therapiebeginn und zum Therapieende erfasst und in zwei Stichproben von Patienten mit Depression (N=68) und Patienten mit Angststörungen (N=25) verglichen. Mehrebenenanalysen zeigten weniger Bewegungsmenge und Synchronie bei Dyaden mit depressiven Patienten, wobei sich beide Gruppen zum Therapieende nicht mehr in der nonverbalen Synchronie unterschieden. In Studie 3 wurde nonverbale Synchronie in einer Stichprobe von N=111 Patienten mit Sozialer Phobie zu vier Zeitpunkten im Therapieverlauf gemessen (N=346 Videos). Mehrebenenanalysen zeigten einen kontinuierlich sinkenden Verlauf der Synchronie und einen Moderationseffekt auf den Zusammenhang zwischen frühen Verbesserungen und dem Therapieerfolg.
This thesis is focused on improving the knowledge on a group of threatened species, the European cave salamanders (genus Hydromantes). There are three main sections gathering studies dealing with different topics: Ecology (first part), Life traits (second part) and Monitoring methodologies (third part). First part starts with the study of the response of Hydromantes to the variation of climatic conditions, analysing 15 different localities throughout a full year (CHAPTER I; published in PEERJ in August 2015). After that, the focus moves on identify which is the operative temperature that these salamander experience, including how their body respond to variation of environmental temperature. This study was conducted using one of the most advanced tool, an infrared thermocamera, which gave the opportunity to perform detailed observation on salamanders body (CHAPTER II; published in JOURNAL OF THERMAL BIOLOGY in June 2016). In the next chapter we use the previous results to analyse the ecological niche of all eight Hydromantes species. The study mostly underlines the mismatch between macro- and microscale analysis of ecological niche, showing a weak conservatism of ecological niches within the evolution of species (CHAPTER III; unpublished manuscript). We then focus only on hybrids, which occur within the natural distribution of mainland species. Here, we analyse if the ecological niche of hybrids shows divergences from those of parental species, thus evaluating the power of hybrids adaptation (CHAPTER IV; unpublished manuscript). Considering that hybrids may represent a potential threat for parental species (in terms of genetic erosion and competition), we produced the first ecological study on an allochthonous mixed population of Hydromantes, analysing population structure, ecological requirements and diet. The interest on this particular population mostly comes by the fact that its members are coming from all three mainland Hydromantes species, and thus it may represent a potential source of new hybrids (CHAPTER V; accepted in AMPHIBIA-REPTILIA in October 2017). The focus than moves on how bioclimatic parameters affect species within their distributional range. Using as model species the microendemic H. flavus, we analyse the relationship between environmental suitability and local abundance of the species, also focusing on all intermediate dynamics which provide useful information on spatial variation of individual fitness (CHAPTER VI; submitted to SCIENTIFIC REPORTS in November 2017). The first part ends with an analysis of the interaction between Hydromantes and Batracobdella algira leeches, the only known ectoparasite for European cave salamanders. Considering that the effect of leeches on their hosts is potentially detrimental, we investigated if these ectoparasites may represent a further threat for Hydromantes (CHAPTER VII; submitted to INTERNATIONAL JOURNAL FOR PARASITOLOGY: PARASITES AND WILDLIFE in November 2017). The second part is related to the reproduction of Hydromantes. In the first study we perform analyses on the breeding behaviour of several females belonging to a single population, identifying differences and similarities occurring in cohorting females (CHAPTER VIII; published in NORTH-WESTERN JOURNAL OF ZOOLOGY in December 2015). In the second study we gather information from all Hydromantes species, analysing size and development of breeding females, and identifying a relationship between breeding time and climatic conditions (CHAPTER IX; submitted to SALAMANDRA in June 2017). In the last part of this thesis, we analyse two potential methods for monitoring Hydromantes populations. In the first study we evaluate the efficiency of the marking method involving Alpha tags (CHAPTER X; published in SALAMANDRA in October 2017). In the second study we focus on evaluating N-mixtures models as a methodology for estimating abundance in wild populations (CHAPTER XI; submitted to BIODIVERSITY & CONSERVATION in October 2017).
Quadratische Optimierungsprobleme (QP) haben ein breites Anwendungsgebiet, wie beispielsweise kombinatorische Probleme einschließlich des maximalen Cliquenroblems. Motzkin und Straus [25] zeigten die Äquivalenz zwischen dem maximalen Cliquenproblem und dem standard quadratischen Problem. Auch mathematische Statistik ist ein weiteres Anwendungsgebiet von (QP), sowie eine Vielzahl von ökonomischen Modellen basieren auf (QP), z.B. das quadratische Rucksackproblem. In [5] Bomze et al. haben das standard quadratische Optimierungsproblem (StQP) in ein Copositive-Problem umformuliert. Im Folgenden wurden Algorithmen zur Lösung dieses copositiviten Problems von Bomze und de Klerk in [6] und Dür und Bundfuss in [9] entwickelt. Während die Implementierung dieser Algorithmen einige vielversprechende numerische Ergebnisse hervorbrachten, konnten die Autoren nur die copositive Neuformulierung des (StQP)s lösen. In [11] präsentierte Burer eine vollständig positive Umformulierung für allgemeine (QP)s, sogar mit binären Nebenbedingungen. Leider konnte er keine Methode zur Lösung für ein solches vollständig positives Problem präsentieren, noch wurde eine copositive Formulierung vorgeschlagen, auf die man die oben erwähnten Algorithmen modifizieren und anwenden könnte, um diese zu lösen. Diese Arbeit wird einen neuen endlichen Algorithmus zur Lösung eines standard quadratischen Optimierungsproblems aufstellen. Desweiteren werden in dieser Thesis copositve Darstellungen für ungleichungsbeschränkte sowie gleichungsbeschränkte quadratische Optimierungsprobleme vorgestellt. Für den ersten Ansatz wurde eine vollständig positive Umformulierung des (QP) entwickelt. Die copositive Umformulierung konnte durch Betrachtung des dualen Problems des vollständig positiven Problems erhalten werden. Ein direkterer Ansatz wurde gemacht, indem das Lagrange-Duale eines äquivalenten quadratischen Optimierungsproblems betrachtet wurde, das durch eine semidefinite quadratische Nebenbedingung beschränkt wurde. In diesem Zusammenhang werden Bedingungen für starke Dualität vorgeschlagen.
There are large health, societal, and economic costs associated with attrition from psychological services. The recently emerged, innovative statistical tool of complex network analysis was used in the present proof-of-concept study to improve the prediction of attrition. Fifty-eight patients undergoing psychological treatment for mood or anxiety disorders were assessed using Ecological Momentary Assessments four times a day for two weeks before treatment (3,248 measurements). Multilevel vector autoregressive models were employed to compute dynamic symptom networks. Intake variables and network parameters (centrality measures) were used as predictors for dropout using machine-learning algorithms. Networks for patients differed significantly between completers and dropouts. Among intake variables, initial impairment and sex predicted dropout explaining 6% of the variance. The network analysis identified four additional predictors: Expected force of being excited, outstrength of experiencing social support, betweenness of feeling nervous, and instrength of being active. The final model with the two intake and four network variables explained 32% of variance in dropout and identified 47 out of 58 patients correctly. The findings indicate that patients" dynamic network structures may improve the prediction of dropout. When implemented in routine care, such prediction models could identify patients at risk for attrition and inform personalized treatment recommendations.
Production of biomass feedstock for methanation in Europe has focused on silages of maize and cereals. As ecological awareness has increased in the last several years, more attention is being focused on perennial energy crops (PECs). Studies of specific PECs have shown that their cultivation may enhance agrobiodiversity and increase soil organic carbon stocks while simultaneously providing valuable feedstock for methanation. This study was designed to compare soil quality indicators under annual energy crops (AECs), PECs and permanent grassland (PGL) on the landscape level in south-western Germany. At a total 25 study sites, covering a wide range of parent materials, the cropping systems were found adjacent to each other. Stands were commercially managed, and PECs included different species such as the Cup Plant, Tall Wheatgrass, Giant Knotweed, Miscanthus, Virginia Mallow and Reed Canary Grass. Soil sampling was carried out for the upper 20 cm of soil. Several soil quality indicators, including soil organic carbon (Corg), soil microbial biomass (Cmic), and aggregate stability, showed that PECs were intermediate between AEC and PGL systems. At landscape level, mean Corg content for (on average) 6.1-year-old stands of PEC was 22.37 (±7.53) g kg1, compared to 19.23 (±8.08) and 32.08 (±10.11) for AEC and PGL. Cmic contents were higher in PECs (356 ± 241 lgCg1) compared to AECs (291 ± 145) but significantly lower than under PGL (753 ± 417). The aggregate stability increased by almost 65% in PECs compared to AEC but was still 57% lower than in PGL. Indicator differences among cropping systems were more pronounced when inherent differences in the parent material were accounted for in the comparisons. Overall, these results suggest that the cultivation of PECs has positive effects on soil quality indicators. Thus, PECs may offer potential to make the production of biomass feedstock more sustainable.
The availability of data on the feeding habits of species of conservation value may be of great importance to develop analyses for both scientific and management purposes. Stomach flushing is a harmless technique that allowed us to collect extensive data on the feeding habits of six Hydromantes species. Here, we present two datasets originating from a three-year study performed in multiple seasons (spring and autumn) on 19 different populations of cave salamanders. The first dataset contains data of the stomach content of 1,250 salamanders, where 6,010 items were recognized; the second one reports the size of the intact prey items found in the stomachs. These datasets integrate considerably data already available on the diet of the European plethodontid salamanders, being also of potential use for large scale meta-analyses on amphibian diet.
Leeches can parasitize many vertebrate taxa. In amphibians, leech parasitism often has potential detrimental effects including population decline. Most of studies on the host-parasite interactions involving leeches and amphibians focus on freshwater environments, while they are very scarce for terrestrial amphibians. In this work, we studied the relationship between the leech Batracobdella algira and the European terrestrial salamanders of the genus Hydromantes, identifying environmental features related to the presence of the leeches and their possible effects on the hosts. We performed observation throughout Sardinia (Italy), covering the distribution area of all Hydromantes species endemic to this island. From September 2015 to May 2017, we conducted >150 surveys in 26 underground environments, collecting data on 2629 salamanders and 131 leeches. Water hardness was the only environmental feature correlated with the presence of B. algira, linking this leech to active karstic systems. Leeches were more frequently parasitizing salamanders with large body size. Body Condition Index was not significantly different between parasitized and non-parasitized salamanders. Our study shows the importance of abiotic environmental features for host-parasite interactions, and poses new questions on complex interspecific interactions between this ectoparasite and amphibians.
Ziel der Dissertation ist es, den Hochwasserschutz und das Management extremer Hoch-wasser für das Einzugsgebiet der Isar zu verbessern mit Hinblick darauf, wie sich vorhandene und neu zu schaffende Retentionsräume mit optimaler Wirkung für das gesamte Flusssystem einsetzen lassen. Dafür sind Kenntnisse über extreme Ereignisse und deren Auswirkung auf die betrachteten Einzugsgebiete notwendig. Großskalige Niederschläge in Mitteleuropa werden überwiegend durch Vb-artige Zugbahnen ausgelöst. Die Relevanz für Bayern zeigt die Auswertung des neuesten Kataloges der Vb-Zugbahnen für den Zeitraum 1959 bis 2015. In den Monaten April bis Oktober haben Vb-Zugbahnen zu ca. 30 % der beobachten Hochwasser beigetragen. Im Sommer führt sogar jedes zweite Vb-Tief zu Hochwasser. Im Donaueinzugsgebiet können 50 % der 20 größten Hochwasser direkt auf Vb-Zugbahnen zurückgeführt werden, weitere 25 % durch ähnliche Zugbahnen oder auf eine Vb aktiven Phase. Über die Hälfe der größten Hochwasser traten dabei in Bezug zu einer Serie von Vb-Tiefs auf. 60 % der Vb-Zugbahnen sind Teil einer Serie von Vb-Tiefs. Aus wiederkehrenden Niederschlägen persistenter Zugbahnen resultieren mehrgipflige Hochwasserwellen, die insbesondere für Rückhalteräume betrachtet werden müssen (DIN 19700). Die Detailuntersuchung erfolgt unter besonderer Beachtung der Untersuchungen zu den Vb-Zugbahnen. Das Isareinzugsgebiet mit 8900 km-² besitzt mit den Seen im Voralpenland große natürliche Retentionsräume und mit dem Sylvensteinspeicher im alpinen Einzugsgebiet den größten staatlichen Speicher Bayerns. Für die Wirkungsanalyse von gekoppelten Hoch-wasserrückhalteräumen in komplexen Einzugsgebieten müssen Ganglinien mit einem Nie-derschlag-Abfluss-Modell generiert werden, die den Wellenablauf des Hochwassers im ge-samten Einzugsgebiet repräsentieren. Die Dissertation analysiert, wie sich der Einsatz ver-schiedener Verfahren zur Vorgabe der Eingangsniederschläge auswirkt. Dabei liegt der Schwerpunkt der Untersuchung auf dem Niederschlagsverlauf. Es wird ein Verfahren zur Ableitung von Ganglinien aus standardisierten beobachteten Niederschlagsverläufen entwi-ckelt. Die Hochwasserganglinien, generiert aus synthetischen Niederschlagsverläufen der Bemessung, werden am Beispiel des Sylvensteinspeichers mit den drei größten abgelaufe-nen Hochwasserereignissen verglichen und diskutiert, ob mit dem neuen Verfahren die Cha-rakteristik der beobachten Hochwasser besser wiedergeben wird. Der Fokus liegt dabei auf der Wellenüberlagerung. Es kann für das ganze Gebiet gezeigt werden, dass die mit der neuen Methode standardisierten beobachteten Niederschlagsverläufe besser geeignet sind, die Wellenüberlagerung wiederzugeben, da zeitliche Unterschiede durch die Staueffekte an den Alpen berücksichtigt werden, wie sie bei Vb-Zugbahn geprägten Niederschlägen entste-hen. Es kann daher bei ähnlichen Fragestellungen empfohlen werden, diese Methode in der Praxis als Variante hinzuzuziehen, um die natürlichen Prozesse repräsentativer zu beschrei-ben. Für die Simulation mit dem N-A-Modell LARSIM werden die Unsicherheiten durch Varianten-rechnungen gezeigt. Es hat sich herausgestellt, dass nicht nur der Niederschlagsverlauf und die Vorbedingungen des Ereignisses eine große Auswirkung auf die Kalibrierung der Ab-flussbeiwerte im N-A-Modell haben, sondern auch das gewählte Flood-Routing-Verfahren und die Gerinnerauheit. Schließlich wird die Bewertung der potenziellen Standorte durchgeführt. Es wird berechnet, wo das Hochwasser zurückgehalten werden muss, um sowohl eine lokale Reduktion des Hochwasserscheitels, als auch gleichzeitig eine möglichst große Schutzwirkung für das Ge-samtsystem zu ermöglichen. Priorisiert werden Rückhaltestandorte, die praktisch umsetzbar sind und den größten Nutzen haben. Die Untersuchung einer Doppelwelle, die durch eine Serie von Vb-Zugbahnen entstehen kann, zeigt, wie die Einschätzung potenzieller Standorte verändern kann. Der alpine und zum Teil der voralpine Raum reagieren mit kurzen steilen Ganglinien und sind gegenüber Doppelwellen weniger sensitiv, weil kaum Wellenüberlagerung entsteht. Für den Sylvensteinspeicher, der im alpinen Raum liegt, können daher kurze Niederschlagspausen für eine schnelle Entlastung des Speicherraumes genutzt werden. Un-terhalb von Seen mit einem großen Retentionsvermögen erzeugen Doppelwellen aufgrund der langen Retentionsäste durch die Wellenüberlagerung deutlich höhere Abflüsse als Ein-zelwellen. Rückhalt an der oberen Isar ist unter diesen Kriterien am optimalsten. Empfohlene Maßnahmen - ohne Bauaufwand - konnten bereits umgesetzt werden und verbessern den Hochwasserschutz und das Hochwassermanagement an der Isar. Die Auswertungen zeigen, dass in den Monaten April, Mai, September und Oktober die Hochwasserereignisse in Folge von Vb-Zugbahnen im Zuge der Klimaveränderung häufiger und in den Sommermonaten extremer werden könnten.
This thesis considers the general task of computing a partition of a set of given objects such that each set of the partition has a cardinality of at least a fixed number k. Among such kinds of partitions, which we call k-clusters, the objective is to find the k-cluster which minimises a certain cost derived from a given pairwise difference between objects which end up the same set. As a first step, this thesis introduces a general problem, denoted by (||.||,f)-k-cluster, which models the task to find a k-cluster of minimum cost given by an objective function computed with respect to specific choices for the cost functions f and ||.||. In particular this thesis considers three different choices for f and also three different choices for ||.|| which results in a total of nine different variants of the general problem. Especially with the idea to use the concept of parameterised approximation, we first investigate the role of the lower bound on the cluster cardinalities and find that k is not a suitable parameter, due to remaining NP-hardness even for the restriction to the constant 3. The reductions presented to show this hardness yield the even stronger result which states that polynomial time approximations with some constant performance ratio for any of the nine variants of (||.||,f)-k-cluster require a restriction to instances for which the pairwise distance on the objects satisfies the triangle inequality. For this restriction to what we informally refer to as metric instances, constant-factor approximation algorithms for eight of the nine variants of (||.||,f)-k-cluster are presented. While two of these algorithms yield the provably best approximation ratio (assuming P!=NP), others can only guarantee a performance which depends on the lower bound k. With the positive effect of the triangle inequality and applications to facility location in mind, we discuss the further restriction to the setting where the given objects are points in the Euclidean metric space. Considering the effect of computational hardness caused by high dimensionality of the input for other related problems (curse of dimensionality) we check if this is also the source of intractability for (||.||,f)-k-cluster. Remaining NP-hardness for restriction to small constant dimensionality however disproves this theory. We then use parameterisation to develop approximation algorithms for (||.||,f)-k-cluster without restriction to metric instances. In particular, we discuss structural parameters which reflect how much the given input differs from a metric. This idea results in parameterised approximation algorithms with parameters such as the number of conflicts (our name for pairs of objects for which the triangle inequality is violated) or the number of conflict vertices (objects involved in a conflict). The performance ratios of these parameterised approximations are in most cases identical to those of the approximations for metric instances. This shows that for most variants of (||.||,f)-k-cluster efficient and reasonable solutions are also possible for non-metric instances.
At any given moment, our senses are assaulted with a flood of information from the environment around us. We need to pick our way through all this information in order to be able to effectively respond to that what is relevant to us. In most cases we are usually able to select information relevant to our intentions from what is not relevant. However, what happens to the information that is not relevant to us? Is this irrelevant information completely ignored so that it does not affect our actions? The literature suggests that even though we mayrnignore an irrelevant stimulus, it may still interfere with our actions. One of the ways in which irrelevant stimuli can affect actions is by retrieving a response with which it was associated. An irrelevant stimulus that is presented in close temporal contiguity with a relevant stimulus can be associated with the response made to the relevant stimulus " an observation termed distractor-response binding (Rothermund, Wentura, & De Houwer, 2005). The studies presented in this work take a closer look at such distractor-response bindings, and therncircumstances in which they occur. Specifically, the study reported in chapter 6 examined whether only an exact repetition of the distractor can retrieve the response with which it was associated, or whether even similar distractors may cause retrieval. The results suggested that even repeating a similar distractor caused retrieval, albeit less than an exact repetition. In chapter 7, the existence of bindings between a distractor and a response were tested beyond arnperceptual level, to see whether they exist at an (abstract) conceptual level. Similar to perceptual repetition, distractor-based retrieval of the response was observed for the repetition of concepts. The study reported in chapter 8 of this work examined the influence of attention on the feature-response binding of irrelevant features. The results pointed towards a stronger binding effects when attention was directed towards the irrelevant feature compared to whenrnit was not. The study in chapter 9 presented here looked at the processes underlying distractor-based retrieval and distractor inhibition. The data suggest that motor processes underlie distractor-based retrieval and cognitive process underlie distractor inhibition. Finally, the findings of all four studies are also discussed in the context of learning.
Water-deficit stress, usually shortened to water- or drought stress, is one of the most critical abiotic stressors limiting plant growth, crop yield and quality concerning food production. Today, agriculture consumes about 80-90% of the global freshwater used by humans and about two thirds are used for crop irrigation. An increasing world population and a predicted rise of 1.0-2.5-°C in the annual mean global temperature as a result of climate change will further increase the demand of water in agriculture. Therefore, one of the most challenging tasks of our generation is to reduce the amount water used per unit yield to satisfy the second UN Sustainable Development Goal and to ensure global food security. Precision agriculture offers new farming methods with the goal to improve the efficiency of crop production by a sustainable use of resources. Plant responses to water stress are complex and co-occur with other environmental stresses under natural conditions. In general, water stress causes plant physiological and biochemical changes that depend on the severity and the duration of the actual plant water deficit. Stomatal closure is one of the first responses to plant water stress causing a decrease in plant transpiration and thus an increase in plant temperature. Prolonged or severe water stress leads to irreversible damage to the photosynthetic machinery and is associated with decreasing chlorophyll content and leaf structural changes (e.g., leaf rolling). Since a crop can already be irreversibly damaged by only mild water deficit, a pre-visual detection of water stress symptoms is essential to avoid yield loss. Remote sensing offers a non-destructive and spatio-temporal method for measuring numerous physiological, biochemical and structural crop characteristics at different scales and thus is one of the key technologies used in precision agriculture. With respect to the detection of plant responses to water stress, the current state-of-the-art hyperspectral remote sensing imaging techniques are based on measurements of thermal infrared emission (TIR; 8-14 -µm), visible, near- and shortwave infrared reflectance (VNIR/SWIR; 0.4-2.5 -µm), and sun-induced fluorescence (SIF; 0.69 and 0.76 -µm). It is, however, still unclear how sensitive these techniques are with respect to water stress detection. Therefore, the overall aim of this dissertation was to provide a comparative assessment of remotely sensed measures from the TIR, SIF, and VNIR/SWIR domains for their ability to detect plant responses to water stress at ground- and airborne level. The main findings of this thesis are: (i) temperature-based indices (e.g., CWSI) were most sensitive for the detection of plant water stress in comparison to reflectance-based VNIR/SWIR indices (e.g., PRI) and SIF at both, ground- and airborne level, (ii) for the first time, spectral emissivity as measured by the new hyperspectral TIR instrument could be used to detect plant water stress at ground level. Based on these findings it can be stated that hyperspectral TIR remote sensing offers great potential for the detection of plant responses to water stress at ground- and airborne level based on both TIR key variables, surface temperature and spectral emissivity. However, the large-scale application of water stress detection based on hyperspectral TIR measures in precision agriculture will be challenged by several problems: (i) missing thresholds of temperature-based indices (e.g., CWSI) for the application in irrigation scheduling, (ii) lack of current TIR satellite missions with suitable spectral and spatial resolution, (iii) lack of appropriate data processing schemes (including atmosphere correction and temperature emissivity separation) for hyperspectral TIR remote sensing at airborne- and satellite level.
Die qualifizierte Zuwanderung nach Deutschland wird als eine Möglichkeit angesehen, um bestehenden und drohenden Fachkräfteengpässen entgegen zu wirken. Dementsprechend hat auch die Bundesregierung in den letzten Jahren Maßnahmen zur Fachkräftesicherung durch Zugewanderte ergriffen (wie z.B. Gesetz zur Verbesserung der Feststellung und Anerkennung im Ausland erworbener Berufsqualifikationen (kurz: Anerkennungsgesetz), Neue Beschäftigungsverordnung, Blaue Karte EU). Ob eine erfolgreiche Integration in den Arbeitsmarkt jedoch letztendlich gelingt, ist sehr stark von den betrieblichen Entscheidungen bei der Stellenbesetzung und damit dem direkten Zugang zum Arbeitsmarkt abhängig. Angesichts der getroffenen politischen Maßnahmen widmet sich diese Dissertation daher der Frage, inwiefern die Betriebe in Deutschland die Möglichkeit, offene Stellen mit ausländischen Fachkräften zu besetzen, auch wahrnehmen. Von Interesse sind die Faktoren, die die Beschäftigungswahrscheinlichkeit von ausländischen Fachkräften in deutschen Betrieben erhöhen und in den Rekrutierungsentscheidungen als ausschlaggebend gelten. Um zu evaluieren, inwiefern sich, erstens, Vorbehalte von Personalentscheidern gegenüber ausländischen Abschlüssen und, zweitens, Erfahrungen mit den Möglichkeiten, die das Anerkennungsgesetz bietet, auf die Beschäftigungschancen von Bildungsausländern auswirken, werden im ersten empirischen Teil der Arbeit dahingehend Analysen auf Basis repräsentativer Daten der Betriebsbefragung des BIBB-Anerkennungsmonitorings durchgeführt. Dabei werden zusätzlich die Einflüsse von betrieblich erfahrenen und erwarteten Fachkräfteengpässen der Betriebe auf die Beschäftigungschancen ausländischer Fachkräfte analysiert. Es zeigt sich, dass Erfahrungen mit dem Anerkennungsgesetz die Beschäftigungschancen von Bildungsausländern erhöhen. Ebenfalls positiv auf deren Beschäftigungschancen wirken sich Fachkräfteengpässe aus. Auf diesen Ergebnissen aufbauend, werden im zweiten empirischen Teil der Forschungsarbeit die jeweiligen Einflussfaktoren bei der Rekrutierung von Bildungsausländern bzw. ausländischen Fachkräften differenzierter analysiert. Dazu kommt im Rahmen einer Follow-Up-Studie zur Betriebsbefragung des BIBB-Anerkennungsmonitorings ein Faktorielles Survey Design zum Einsatz. Mit Hilfe des Faktoriellen Survey Experiment werden Rekrutierungsprozesse simuliert, in denen Bewerber verschiedener Nationalitäten, mit ausländischem und deutschem Berufsabschluss, mit und ohne Berufserfahrung oder mit und ohne Deutsch- und Englischkenntnissen präsentiert werden. Zur Überprüfung der Wirkung von Fachkräfteengpässen wird zum einen im Faktoriellen Survey auch die Anzahl an Bewerbern variiert. Zum anderen wird der Einfluss auf die Einstellungswahrscheinlichkeit getestet, wenn die vakante Stelle in einem Beruf zu besetzen ist, der von der Bundesagentur für Arbeit als Engpassberuf gekennzeichnet ist. Wenn es sich um eine in einem Engpassberuf vakante Stelle handelt, steigen die Rekrutierungschancen für qualifizierte Bewerber aus dem Ausland signifikant an. Ein solcher Effekt, der von einem im Faktoriellen Survey simulierten Bewerbermangel ausgeht, konnte hingegen nicht festgestellt werden. Vielmehr resultieren für ausländische Bewerber schlechtere Chancen, wenn die Personalentscheider aus einer Vielzahl an Bewerbungen auswählen können. Die stärksten Auswirkungen auf eine erfolgreiche Rekrutierung ausländischer Fachkräfte gehen von deutschen Sprachkenntnissen sowie Berufserfahrungen auf dem deutschen Arbeitsmarkt aus. Ausländische Berufsabschlüsse führen bei zugewanderten Bewerbern zu geringeren Einstellungschancen als entsprechende deutsche Abschlüsse. Die Ergebnisse des Faktoriellen Surveys können hier als belastbar angesehen werden, da das Erhebungsinstrument im dritten empirischen Teil dieser Dissertation einer methodischen Validitätsprüfung unterzogen wurde.
Surveys are commonly tailored to produce estimates of aggregate statistics with a desired level of precision. This may lead to very small sample sizes for subpopulations of interest, defined geographically or by content, which are not incorporated into the survey design. We refer to subpopulations where the sample size is too small to provide direct estimates with adequate precision as small areas or small domains. Despite the small sample sizes, reliable small area estimates are needed for economic and political decision making. Hence, model-based estimation techniques are used which increase the effective sample size by borrowing strength from other areas to provide accurate information for small areas. The paragraph above introduced small area estimation as a field of survey statistics where two conflicting philosophies of statistical inference meet: the design-based and the model-based approach. While the first approach is well suited for the precise estimation of aggregate statistics, the latter approach furnishes reliable small area estimates. In most applications, estimates for both large and small domains based on the same sample are needed. This poses a challenge to the survey planner, as the sampling design has to reflect different and potentially conflicting requirements simultaneously. In order to enable efficient design-based estimates for large domains, the sampling design should incorporate information related to the variables of interest. This may be achieved using stratification or sampling with unequal probabilities. Many model-based small area techniques require an ignorable sampling design such that after conditioning on the covariates the variable of interest does not contain further information about the sample membership. If this condition is not fulfilled, biased model-based estimates may result, as the model which holds for the sample is different from the one valid for the population. Hence, an optimisation of the sampling design without investigating the implications for model-based approaches will not be sufficient. Analogously, disregarding the design altogether and focussing only on the model is prone to failure as well. Instead, a profound knowledge of the interplay between the sample design and statistical modelling is a prerequisite for implementing an effective small area estimation strategy. In this work, we concentrate on two approaches to address this conflict. Our first approach takes the sampling design as given and can be used after the sample has been collected. It amounts to incorporate the survey design into the small area model to avoid biases stemming from informative sampling. Thus, once a model is validated for the sample, we know that it holds for the population as well. We derive such a procedure under a lognormal mixed model, which is a popular choice when the support of the dependent variable is limited to positive values. Besides, we propose a three pillar strategy to select the additional variable accounting for the design, based on a graphical examination of the relationship, a comparison of the predictive accuracy of the choices and a check regarding the normality assumptions.rnrnOur second approach to deal with the conflict is based on the notion that the design should allow applying a wide variety of analyses using the sample data. Thus, if the use of model-based estimation strategies can be anticipated before the sample is drawn, this should be reflected in the design. The same applies for the estimation of national statistics using design-based approaches. Therefore, we propose to construct the design such that the sampling mechanism is non-informative but allows for precise design-based estimates at an aggregate level.
In this thesis, we present a new approach for estimating the effects of wind turbines for a local bat population. We build an individual based model (IBM) which simulates the movement behaviour of every single bat of the population with its own preferences, foraging behaviour and other species characteristics. This behaviour is normalized by a Monte-Carlo simulation which gives us the average behaviour of the population. The result is an occurrence map of the considered habitat which tells us how often the bat and therefore the considered bat population frequent every region of this habitat. Hence, it is possible to estimate the crossing rate of the position of an existing or potential wind turbine. We compare this individual based approach with a partial differential equation based method. This second approach produces a lower computational effort but, unfortunately, we lose information about the movement trajectories at the same time. Additionally, the PDE based model only gives us a density profile. Hence, we lose the information how often each bat crosses special points in the habitat in one night. In a next step we predict the average number of fatalities for each wind turbine in the habitat, depending on the type of the wind turbine and the behaviour of the considered bat species. This gives us the extra mortality caused by the wind turbines for the local population. This value is used for a population model and finally we can calculate whether the population still grows or if there already is a decline in population size which leads to the extinction of the population. Using the combination of all these models, we are able to evaluate the conflict of wind turbines and bats and to predict the result of this conflict. Furthermore, it is possible to find better positions for wind turbines such that the local bat population has a better chance to survive. Since bats tend to move in swarm formations under certain circumstances, we introduce swarm simulation using partial integro-differential equations. Thereby, we have a closer look at existence and uniqueness properties of solutions.