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This study aims to estimate the cotton yield at the field and regional level via the APSIM/OZCOT crop model, using an optimization-based recalibration approach based on the state variable of the cotton canopy - the leaf area index (LAI), derived from atmospherically corrected Landsat-8 OLI remote sensing images in 2014. First, a local sensitivity and global analysis approach was employed to test the sensitivity of cultivar, soil and agronomic parameters to the dynamics of the LAI. After sensitivity analyses, a series of sensitive parameters were obtained. Then, the APSIM/OZCOT crop model was calibrated by observations over a two-year span (2006-2007) at the Aksu station, combined with these sensitive cultivar parameters and the current understanding of cotton cultivar parameters. Third, the relationship between the observed in-situ LAI and synchronous perpendicular vegetation indices derived from six Landsat-8 OLI images covering the entire growth stage was modelled to generate LAI maps in time and space. Finally, the Particle Swarm Optimization (PSO) and general-purpose optimization approach (based on Nelder-Mead algorithm) were used to recalibrate four sensitive agronomic parameters (row spacing, sowing density per row, irrigation amount and total fertilization) according to the minimization of the root-mean-square deviation (RMSE) between the simulated LAI from the APSIM/OZCOT model and retrieved LAI from Landsat-8 OLI remote sensing images. After the recalibration, the best simulated results compared with observed cotton yield were obtained. The results showed that: (1) FRUDD, FLAI and DDISQ were the major cultivar parameters suitable for calibrating the cotton cultivar. (2) After the calibration, the simulated LAI performed well with an RMSE and mean absolute error (MAE) of 0.45 and 0.33, respectively, in 2006 and 0.46 and 0.41, respectively, in 2007. The coefficient of determination between the observed and simulated LAI was 0.83 and 0.97, respectively, in 2006 and 2007. The Pearson- correlation coefficient was 0.913 and 0.988 in 2006 and 2007, respectively, with a significant positive correlation between the simulated and observed LAI. The difference between the observed and simulated yield was 776.72 kg/ha and 259.98 kg/ha in 2006 and 2007, respectively. (3) Cotton cultivation in 2014 was obtained using three Landsat-8 OLI images - DOY136 (May), DOY 168 (June) and DOY 200 (July) - based on the phenological differences in cotton and other vegetation types. (4) The yield estimation after the assimilation closely approximated the field-observed values, and the coefficient of determination was as high as 0.82, after recalibration of the APSIM/OZCOT model for ten cotton fields. The difference between the observed and assimilated yields for the ten fields ranged from 18.2 to 939.7 kg/ha. The RMSE and MAE between the assimilated and observed yield was 417.5 and 303.1 kg/ha, respectively. These findings provide scientific evidence for the feasibility of coupled remote sensing and APSIM/OZCOT model at the field level. (5) Upscaling from field level to regional level, the assimilation algorithm and scheme are both especially important. Although the PSO method is very efficient, the computational efficiency is also the shortcoming of the assimilation strategy on a regional scale. Comparisons between the PSO and general-purpose optimization method (based on the Nelder-Mead algorithm) were implemented from the RSME, LAI curve and computational time. The general-purpose optimization method (based on the Nelder-Mead algorithm) was used for the regional assimilation between remote sensing and the APSIM/OZCOT model. Meanwhile, the basic unit for regional assimilation was also determined as cotton field rather than pixel. Moreover, the crop growth simulation was also divided into two phases (vegetative growth and reproductive growth) for regional assimilation. (6) The regional assimilation at the vegetative growth stage between the remote sensing derived and APSIM/OZCOT model-simulated LAI was implemented by adjusting two parameters: row spacing and sowing density per row. The results showed that the sowing density of cotton was higher in the southern part than in the northern part of the study area. The spatial pattern of cotton density was also consistent with the reclamation from 2001 to 2013. Cotton fields after early reclamation were mainly located in the southern part while the recent reclamation was located in the northern part. Poor soil quality, lack of irrigation facilities and woodland belts of cotton fields in the northern part caused the low density of cotton. Regarding the row spacing, the northern part was larger than the southern part due to the variation of two agronomic modes from military and private companies. (7) The irrigation and fertilization amount were both used as key parameters to be adjusted for regional assimilation during the reproductive growth period. The result showed that the irrigation per time ranged from 58.14 to 89.99 mm in the study area. The spatial distribution of the irrigation amount is higher in the northern part while lower in southern study area. The application of urea fertilization ranged from 500.35 to 1598.59 kg/ha in the study area. The spatial distribution of fertilization was lower in the northern part and higher in the southern part. More fertilization applied in the southern study area aims to increase the boll weight and number for pursuing higher yields of cotton. The frequency of the RSME during the second assimilation was mainly located in the range of 0.4-0.6 m2/m2. The estimated cotton yield ranged from 1489 to 8895 kg/ha. The spatial distribution of the estimated yield is also higher in the southern part than the northern study area.
Die Zielsetzung der vorliegenden Dissertation lag in der ausführlichen und systematischen Exploration, Deskription und Analyse von relational bedingten sozio-medialen Ungleichheiten zwischen jugendlichen Nutzern sozialer Netzwerkplattformen (WhatsApp, Facebook, Snapchat etc.). Im Rahmen der qualitativen Untersuchung wurden insgesamt sechs problemzentrierte Einzelinterviews und drei problemzentrierte Gruppendiskussionen mit Jugendlichen im Alter von 15 bis 20 Jahren sowie eine Gruppendiskussion mit pädagogischen Fachkräften durchgeführt und inhaltsanalytisch ausgewertet. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Bedingungen und Wechselwirkungen zwischen den Individualmerkmalen von jugendlichen Nutzern (Interessen, Motive, Nutzungsweisen, Kompetenzen) und ihren relationalen Merkmalen (Beziehungen in sozialen Onlinenetzwerken) sowie den daraus resultierenden sozialen Ressourcen und Risiken. Die relationalen Merkmale sind laut den Ergebnissen der Dissertation gleich in zweifacher Hinsicht an der Reproduktion sozialer Ungleichheitsstrukturen beteiligt: Erstens nehmen sie Einfluss auf den Zugang zu und die Bewertung von medienvermittelten Informationen, da Informationen auf den Plattformen vorwiegend innerhalb des mediatisierten Beziehungsnetzwerkes kreisen. Zweitens bestimmen die relationalen Merkmale maßgeblich mit, welche Kompetenzen und Präferenzen Jugendliche im Umgang mit sozialen Netzwerkplattformen erwerben. Bezüglich der Mediennutzung und -wirkung können bei den Jugendlichen mit niedrigem Bildungsniveau folgende ungleichheitsrelevante Befunde konstatiert werden: verzögerte Adaption neuer Plattformen, intensivere Nutzung, geringere Nutzungskompetenzen, vermehrte Aufmerksamkeitserzeugung sowie eine primär unterhaltungsorientierte Nutzung. Zudem weisen sie überwiegend homogene Netzwerkstrukturen auf, was sich nachteilig auf ihren Zugang zu medienvermittelten Informationen und deren Bewertung auswirkt. Für Jugendliche mit hohem Bildungsniveau lassen sich hingegen deutlich positivere Verstärkungseffekte durch die Mediennutzung feststellen.
Die Arbeit geht von der These aus, dass zwischen Webers Konzept einer verstehenden Soziologie und der materialen Studie "Die Protestantische Ethik und der Geist des Kapitalismus" (PE) eine Differenz in Form einer Mehrleistung auf Seiten der PE besteht. Diese Annahme fußt auf der Beobachtung, dass die PE verschiedene Perspektiven auf die Entstehung sinnhafter Handlungsorientierungen offeriert und sich gleichsam Strategien zu deren Plausibilisierung identifizieren lassen. Derartige Zusammenhänge wurden von Weber in den methodologischen Schriften scheinbar nur am Rande thematisiert und die entsprechenden Passagen erwecken den Eindruck, dass die Frage nach der Geschichtlichkeit der sinnhaften Handlungsorientierungen lediglich als Prämisse bzw. als Begründung für die Notwendigkeit einer verstehenden Sinnerfassung Beachtung findet. Diese Beobachtung bestimmt den weiteren Gang der Untersuchung und führte zu einem argumentativen Aufbau, welcher sich als Dreischritt beschreiben lässt: a) Eine Diskussion des Erklärungsprofils von Webers Konzept einer verstehenden Soziologie sowie Beispiele für vermutete Mehrleistungen auf Seiten der PE dienen zunächst der genaueren Explikation der identifizierten Problemstellung (vgl. Abschnitt I). Hierauf aufbauend erweisen sich mit Blick auf den aktuellen Forschungsstand b) jene Argumentationszusammenhänge der materialen Forschung als problematisch bzw. in ihrer logischen Beziehung zur Methodologie Webers als weiterhin ungeklärt, welche in Abschnitt I zunächst auf eine Mehrleistung auf Seiten der PE hindeuten. Hierbei zeigt eine gegenüberstellende Untersuchung von Vertretern von Einheitsthesen (vgl. Prewo 1979, Schluchter 1998, Collins 1986a) sowie Vertretern von Differenzthesen (vgl. v. Schelting 1934, Bendix 1964, Kalberg 2001), dass der aktuelle Diskussionsstand weiterhin durch offene Fragen und Unstimmigkeiten charakterisiert ist (vgl. Abschnitt II). Implizite Antworten auf diese Probleme des aktuellen Diskussionsstands lassen sich über c) einen erneuten rekonstruierenden Blick auf die in der PE enthaltenen Zusammenhänge und Plausibilisierungsstrategien gewinnen. Hier ist die Strategie doppelseitig angelegt: Für einen Teil der identifizierten Probleme ist es von besonderer Bedeutung, einen systematischen Einblick in die in der PE enthaltenen Zusammenhänge zu gewinnen (vgl. Abschnitt III). Die hierbei gewonnenen Erträge dienen als Grundlage zur adäquaten Rekonstruktion der methodischen Umsetzung und ermöglichen ein Verständnis davon, wie Weber die in den Fokus der Forschung gestellten Phänomene zu erklären suchte (vgl. Abschnitt IV).
Erosion durch Regen und Wind schädigt fruchtbare Bodensubstanz irreversibel, verursacht weltweit riesige ökologische und sozio-ökonomische Schäden und ist eines der Hauptanliegen bezüglich Ökosystemdienstleistungen und Nahrungsmittelsicherheit. Die Quantifizierung von Abtragsraten ist immer noch höchst spekulativ, und fehlende empirische Daten führen zu großen Unsicherheiten von Risikoanalysemodellen. Als ein wesentlicher Grund für diese Unsicherheiten wird in dieser Arbeit die Prozesse der Beeinflussung von Wassererosion durch Wind und, im Speziellen, die Erosionsleistung von windbeeinflussten Regentropfen im Gegensatz zu windlosen Tropfen inklusive unterschiedlicher Oberflächenparameter beleuchtet. Der Forschungsansatz war experimentell-empirisch und beinhaltete die Entwicklung und Formulierung der Forschungshypothesen, die Konzeption und Durchführung von Experimenten mit einem mobilen Wind-Regenkanal, die Probenverarbeitung und Analyse sowie Interpretation der Daten. Die Arbeit gliedert sich in die Teile 1. "Bodenerosionsexperimente zu windbeeinflusstem Regen auf autochthonen und naturähnlichen Böden", 2. "Experimente zu Substratpartikeltransport durch windbeeinflussten Tropfenschlag" und 3. "Zusammenführung der Freiland- und Labortests". 1. Tests auf autochthonen degradierten Böden im semiariden Südspanien sowie auf kohäsionslosem sandigen Substrat wurden durchgeführt, um die relativen Auswirkungen von windbeeinflusstem Regen auf Oberflächenabflussbildung und Erosion zu untersuchen und zu quantifizieren. In der überwiegenden Anzahl der Versuche wurde klar eine Erhöhung der Erosionsraten festgestellt, was die Forschungshypothese, windbeeinflusster Regen sei erosiver als windloser Regen, deutlich bestätigte. Neben den stark erhöhten wurden auch niedrigere Abtragswerte gemessen, was zum einen die ausnehmende Relevanz der Oberflächenstrukturen und damit von in-situ- Experimenten belegte, zum anderen auf eine Erhöhung der Variabilität der Erosionsprozesse deutete. Diese Variabilität scheint zuzunehmen mit der Erhöhung der beteiligten Faktoren. 2. Ein sehr spezialisiertes Versuchsdesign wurde entwickelt und eingesetzt, um explizite Messungen der Tropfenschlagprozesse mit und ohne Windeinfluss durchzuführen. Getestet wurden die Erosionsagenzien Regen, Wind und windbeeinflusster Regen sowie drei Neigungen, drei Rauheiten und zwei Substrate. Alle Messergebnisse zeigten eine klare windinduzierte Erhöhung der Erosion um bis zu zwei Größenordnungen gegenüber windlosem Tropfenschlag und Wind. Windbeeinflusster Regen wird durch die gesteigerte Transportmenge und Weite als wesentlicher Erosionsfaktor bestätigt und ist damit ein Schlüsselparameter bei der Quantifizierung von globaler Bodenerosion, Erstellung von Sedimentbudgets und bei der Erforschung von Connectivity. Die Daten sind von hervorragender Qualität und sowohl für anspruchsvollere Analysemethoden (multivariate Statistik) als auch für Modellierungsansätze geeignet. 3. Eine Synthese aus Feld- und Laborversuchen (darunter auch ein bis dato unveröffentlichtes Versuchsset) inklusive einer statistischen Analyse bestätigt WDR als den herausragenden Faktor, der alle anderen Faktoren überlagert. Die Zusammenführung der beiden komplementären Experimentgruppen bringt die Forschungsreihe zu windbeeinflusstem Regen auf eine weiterführende Ebene, indem die Messergebnisse in einen ökologischen Zusammenhang gesetzt werden. Eine vorsichtige Projektion auf Landschaftsebene ermöglicht einen Einblick in die Risikobewertung von Bodenerosion durch windbeeinflussten Regen. Es wird deutlich, dass er sich gerade auch im Zusammenhang mit den durch den Klimawandel verstärkt auftretenden Regensturmereignissen katastrophal auf Bodenerosionsraten auszuwirken kann und dringend in die Bodenerosionsmodellierung integriert werden muss.
In sechs Primar- und zwei Sekundarschulen wurde eine dreimonatige leistungsmotivationsbezogene Intervention mit Schülerinnen und Schülern in sieben Jahrgangsstufen durchgeführt. Die Intervention umfasste 25,5 Zeitstunden und basierte auf einem Training, welches neben didaktischen Impulsen für Lehrpersonen vor allem die Stärkung der Schülerinnen und Schüler im Hinblick auf Selbstwahrnehmung, Selbstwirksamkeitserwartungen, Kausalattribuierung von Erfolgen bzw. Misserfolgen, soziale Beziehungen und Zielsetzung intendierte. Die beiden zugrundeliegenden Hypothesen der Studie formulieren die Erwartungen, dass nach Abschluss der Intervention erstens die Leistungsmotivation und zweitens auch das Wohlbefinden (Flourishing) der Schülerinnen und Schüler nachhaltig ansteigt. Es fanden Erhebungen zu drei Messzeitpunkten (Pre- und Posttest, Follow-Up sechs Monate nach Beendigung der Intervention) statt. Beide Hypothesen wurden in der empirischen Evaluation (RM-ANOVA) nicht bestätigt. Ergänzende explorative Untersuchungen (t-Tests und Clusteranalysen) zeigten vereinzelte Tendenzen in Richtung der Hypothesen, sind jedoch nicht aussagekräftig. Aufgrund dieser Befunde wurde im Anschluss an die Studie eine qualitative Inhaltsanalyse des schriftlichen Feedbacks der beteiligten Lehrpersonen durchgeführt. Hierbei konnten fünf erfolgskritische Faktoren (Commitment der Lehrpersonen, Anstrengungsgrad, Rolle der Schülerinnen und Schüler, Projektorganisation, sowie Inhalt und Methodik der Intervention) identifiziert werden, deren Beachtung für das Gelingen von positiv-psychologischen Interventionen in Organisationen unerlässlich erscheinen. Die Befunde der qualitativen Inhaltsanalyse führen schließlich zu der Annahme, dass aufgrund fehlender Programmintegrität keine Aussage über die tatsächliche Wirksamkeit des Trainings getroffen werden kann. Die Arbeit endet mit Empfehlungen zur optimalen Gestaltung positiv-psychologischer Interventionen in Bildungsorganisationen.