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In politics and economics, and thus in the official statistics, the precise estimation of indicators for small regions or parts of populations, the so-called Small Areas or domains, is discussed intensively. The design-based estimation methods currently used are mainly based on asymptotic properties and are thus reliable for large sample sizes. With small sample sizes, however, this design based considerations often do not apply, which is why special model-based estimation methods have been developed for this case - the Small Area methods. While these may be biased, they often have a smaller mean squared error (MSE) as the unbiased design based estimators. In this work both classic design-based estimation methods and model-based estimation methods are presented and compared. The focus lies on the suitability of the various methods for their use in official statistics. First theory and algorithms suitable for the required statistical models are presented, which are the basis for the subsequent model-based estimators. Sampling designs are then presented apt for Small Area applications. Based on these fundamentals, both design-based estimators and as well model-based estimation methods are developed. Particular consideration is given in this case to the area-level empirical best predictor for binomial variables. Numerical and Monte Carlo estimation methods are proposed and compared for this analytically unsolvable estimator. Furthermore, MSE estimation methods are proposed and compared. A very popular and flexible resampling method that is widely used in the field of Small Area Statistics, is the parametric bootstrap. One major drawback of this method is its high computational intensity. To mitigate this disadvantage, a variance reduction method for parametric bootstrap is proposed. On the basis of theoretical considerations the enormous potential of this proposal is proved. A Monte Carlo simulation study shows the immense variance reduction that can be achieved with this method in realistic scenarios. This can be up to 90%. This actually enables the use of parametric bootstrap in applications in official statistics. Finally, the presented estimation methods in a large Monte Carlo simulation study in a specific application for the Swiss structural survey are examined. Here problems are discussed, which are of high relevance for official statistics. These are in particular: (a) How small can the areas be without leading to inappropriate or to high precision estimates? (b) Are the accuracy specifications for the Small Area estimators reliable enough to use it for publication? (c) Do very small areas infer in the modeling of the variables of interest? Could they cause thus a deterioration of the estimates of larger and therefore more important areas? (d) How can covariates, which are in different levels of aggregation be used in an appropriate way to improve the estimates. The data basis is the Swiss census of 2001. The main results are that in the author- view, the use of small area estimators for the production of estimates for areas with very small sample sizes is advisable in spite of the modeling effort. The MSE estimates provide a useful measure of precision, but do not reach in all Small Areas the level of reliability of the variance estimates for design-based estimators.
Die vorliegende Arbeit teilt sich in die zwei titelgebenden Themengebiete. Inhalt des ersten Teils dieser Arbeit ist die Untersuchung der Proximität, also einer gewissen Messung der Nähe, von Binomial- und Poisson-Verteilungen. Speziell wird die uniforme Struktur des Totalvariationsabstandes auf der abgeschlossenen Menge aller Binomial- und Poisson-Verteilungen charakterisiert, und zwar mit Hilfe der die Verteilungen eindeutig bestimmenden zugehörigen Erwartungswerte und Varianzen. Insbesondere wird eine obere Abschätzung des Totalvariationsabstandes auf der Menge der Binomial- und Poisson-Verteilungen durch eine entsprechende Funktion der zugehörigen Erwartungswerte und Varianzen angegeben. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich Konfidenzintervallen für Durchschnitte von Erfolgswahrscheinlichkeiten. Eine der ersten und bekanntesten Arbeiten zu Konfidenzintervallen von Erfolgswahrscheinlichkeiten ist die von Clopper und Pearson (1934). Im Binomialmodell werden hier bei bekanntem Stichprobenumfang und Konfidenzniveau Konfidenzintervalle für die unbekannte Erfolgswahrscheinlichkeit entwickelt. Betrachtet man bei festem Stichprobenumfang statt einer Binomialverteilung, also dem Bildmaß einer homogenen Bernoulli-Kette unter der Summationsabbildung, das entsprechende Bildmaß einer inhomogenen Bernoulli-Kette, so erhält man eine Bernoulli-Faltung mit den entsprechenden Erfolgswahrscheinlichkeiten. Für das Schätzen der durchschnittlichen Erfolgswahrscheinlichkeit im größeren Bernoulli-Faltungs-Modell sind z. B. die einseitigen Clopper-Pearson-Intervalle im Allgemeinen nicht gültig. Es werden hier optimale einseitige und gültige zweiseitige Konfidenzintervalle für die durchschnittliche Erfolgswahrscheinlichkeit im Bernoulli-Faltungs-Modell entwickelt. Die einseitigen Clopper-Pearson-Intervalle sind im Allgemeinen auch nicht gültig für das Schätzen der Erfolgswahrscheinlichkeit im hypergeometrischen Modell, das ein Teilmodell des Bernoulli-Faltungs-Modells ist. Für das hypergeometrische Modell mit festem Stichprobenumfang und bekannter Urnengröße sind die optimalen einseitigen Konfidenzintervalle bekannt. Bei festem Stichprobenumfang und unbekannter Urnengröße werden aus den im Bernoulli-Faltungs-Modell optimalen Konfidenzintervallen optimale Konfidenzintervalle für das hypergeometrische Modell entwickelt. Außerdem wird der Fall betrachtet, dass eine obere Schranke für die unbekannte Urnengröße gegeben ist.
In Mitteleuropa steigt der Anteil befestigter und damit zumeist undurchlässiger Oberflächen durch Flächenerschließung und Urbanisierung stetig. Die Verdichtung und Befestigung natürlicher Oberflächen und das einhergehende Sammeln und Abführen des Niederschlagswassers vergrößert nicht nur den Oberflächenabfluss, sondern reduziert auch die Grundwasserneubildung. Das an Regenwettertagen anfallende Oberflächenwasser von befestigten Flächen wird zwar in den Kanalnetzen gesammelt, kann jedoch nicht vollständig zur Kläranlage abgeführt werden. Das überschüssige Wasser im Kanalsystem wird dann an neuralgischen Punkten dem nächstgelegenen Gewässer zugeleitet. Auf diese Weise gelangt eine große Bandbreite an Substanzen in die Gewässer und beeinflusst den natürlichen Stoffhaushalt. Häufig sind kleine und mesoskalige Gewässersysteme in Ballungsräumen mit einem hohen Versiegelungsgrad betroffen. Neben der schadlosen Ableitung des Ereignisabflusses tritt im Zuge der Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL, 2000/60/EG) das Ziel des guten ökologischen und chemischen Zustandes des Gewässers in den Vordergrund. Mit Blick auf die Reduktion von angereichertem und vermischtem Niederschlagswasser in den Gewässern ist das Niederschlagswassermanagement das wichtigste Instrument. Die vorliegende Arbeit betrachtet beispielhaft zwei mesoskalige, urban geprägte Gewässer in der Großregion Luxemburg-Trier, die luxemburgische Mess und den deutschen Olewiger Bach. Dabei werden ebenfalls zwei unmittelbar durch Trenn- und Mischwasserkanalisation beeinflusste Teileinzugsgebiete des Olewiger Bachs untersucht. Ziel ist es, die Auswirkungen der urbanen Einleitungen an Regenwettertagen in den verschiedenen Phasen der Hochwasserwelle (Anstieg, Plateau und Rezessionsast) zu analysieren. Ein Schwerpunkt wird dabei auf den Nachweis anthropogener Spurenstoffe sowie wiederkehrende Strukturen im Wellenverlauf gelegt. Die Untersuchung der urban geprägten Bäche erfolgt mit zeitlich hochaufgelösten Einzelstichproben. Im Gegensatz zur gängigen Beprobung mittels volumen-proportionaler Mischproben kann mit diesem Ansatz der Einfluss der anthropogenen Systeme auf Hydro- und Chemographen im Hochwasserereignis analysiert werden. Auch Stoßbelastungen werden besser erfasst und abgebildet. In allen Untersuchungsgebieten werden in jeder Hochwasserwelle anthropogene Spurenstoffe nachgewiesen. Die Konzentrationen variieren sowohl während eines Hochwasserereignisses, als auch im Vergleich zwischen Ereignissen erheblich. Die nachgewiesenen Maximalkonzentrationen in Mess und Olewiger Bach übersteigen die mittleren Gehalte der einzelnen Spurenstoffe um das zwei bis 30-fache. Einige Pestizidgehalte in der Mess überschreiten zudem zeitweise die Grenzwerte der Umweltqualitätsnormen Richtlinie (UQN, 2008/105/EG). Die größten stofflichen Belastungen in Form maximaler Spurenstoffgehalte treten in der Regel bei mäßigen Niederschlagsereignissen in Kombination mit geringem Basisabfluss im Gewässer auf. Die Gesamtfracht hingegen steigt meist mit der Ereignisfülle. Die hydraulischen und stoffrelevanten Auswirkungen an der Schnittstelle von Kanal und Gewässer lassen sich in vielen urban geprägten Bächen wiederfinden. Diese Einleitungen an Regenwettertagen sind bedeutsam für die Komplexität des Abflussverhaltens sowie die Chemodynamik der betroffenen Vorfluter. Die Ergebnisse zeigen, dass es zukünftig mit Blick auf ein erfolgreiches Einzugsgebietsmanagement notwendig ist, die Niederschlagswasserbewirtschaftung in die Maßnahmenplanung einzubeziehen. Bei urbanen Gewässern muss darauf geachtet werden, dass die Maßnahmen zur Verbesserung des chemischen und ökologischen Zustandes nach der WRRL nicht im Konflikt mit der schadlosen Ableitung des Niederschlagswassers stehen. Vor allem hinsichtlich der stofflichen Dynamik, welche in der Regel mittels volumenproportionaler Mischproben untersucht wird, besteht weiterer Forschungsbedarf.
Amphibien sind weltweit stark bedroht, was neben anderen Gründen auch durch Umweltverschmutzung bedingt scheint, wobei hier oft der vermehrte Einsatz von Agrochemikalien hervorgehoben wird. Obwohl landwirtschaftlich genutzte Gebiete meistens stark anthropogen verändert sind, beherbergen sie dennoch viele Amphibienpopulationen. Diese müssen hier oftmals persistieren, weil ihre ursprünglichen Lebensräume für die Landwirtschaft umgestaltet wurden und werden. Neben direkter Habitatzerstörung und "degradierung sowie mechanischen Bearbeitungsprozessen in der Landwirtschaft kann sich der Einsatz von Agrochemikalien, insbesondere von Pestiziden, stark negativ auf die dortigen Amphibien auswirken. Zwar sind aufgrund mangelnder Datenlage bisher keine kausalen Zusammenhänge zwischen Populationsrückgängen und Pestizideinsätzen nachgewiesen, jedoch können Amphibien über verschiedene direkte und indirekte Wege geschädigt werden. Eine Vielzahl von Studien zeigte bereits unterschiedlichste adverse Effekte auf der Individualebene. In der vorliegenden Arbeit wurden wichtige Fragestellungen zu diesem Themengebiet aufgegriffen. Der potenzielle Einfluss von Pestizideinsätzen auf Amphibien, besonders im Freiland, stellt ein komplexes Arbeitsfeld dar, so dass verschiedene methodische Ansätze angewendet wurden, um auf verschiedene Fragestellungen einzugehen. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurden zwei methodisch unterschiedliche Risikobewertungen durchgeführt. Es wurde auf die Fragestellung eingegangen, welche Effekte von glyphosatbasierten Herbiziden, welche weltweit den größten Absatz besitzen, auf Amphibien dokumentiert sind und welche Endpunkte am besten geeignet sind, um adverse Effekte nachzuweisen. Dazu wurde eine systematische Literaturübersicht und Meta-Analyse aller publizierten Studien durchgeführt. In einer zweiten Risikobewertung wurde ein GIS-basierter Ansatz angewendet, um das Expositionsrisiko der Amphibienarten des Anhangs II der europäischen Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie (Arten von gemeinschaftlichem Interesse) gegenüber Pestiziden in ihren speziell ausgewiesenen Schutzgebieten abzuschätzen. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden Laborexperimente mit Embryonen und Larven zweier Anuren-Modellorganismen und einem, amphibientoxikologisch bisher noch nicht untersuchten und häufig angewendeten, Herbizid durchgeführt. Der dritte Teil der vorliegenden Arbeit beinhaltet die Ergebnisse zweier Freilandstudien. Es wurde überprüft, ob Anurenlarven aufgrund der Wahrscheinlichkeit der Ausbildung von Deformationen (was im Labor einen gut studierten Endpunkt darstellt) als Bioindikatoren für die Belastung von Kleingewässern mit Agrochemikalien geeignet sind. In der zweiten Freilandstudie wurde überprüft, ob drei einheimische Amphibienarten Kleinstgewässer meiden, welche mit umweltrelevanten Konzentrationen verschiedener Stoffe kontaminiert wurden. Im rechtswissenschaftlichen Teil der Arbeit wurde darauf eingegangen, wie hoch die unterschiedlichen Umsetzungsstandards der europäischen Wasserrahmenrichtlinie respektive des nationalen Wasserhaushaltsgesetzes in den Ländern bezüglich des Schutzes von Kleingewässern, welche fast alle heimischen Amphibienarten zur Reproduktion benötigen, durch Gewässerrandstreifenschutz ist.
The Role of Dopamine and Acetylcholine as Modulators of Selective Attention and Response Speed
(2015)
The principles of top-down and bottom-up processing are essential to cognitive psychology. At their broadest, most general definition, they denote that processing can be driven either by the salience of the stimulus input or by individual goals and strategies. Selective top-down attention, specifically, consists in the deliberate prioritizing of stimuli that are deemed goal-relevant, while selective bottom-up attention relies on the automatic allocation of attention to salient stimuli (Connor, Egeth, & Yantis, 2004; Schneider, Schote, Meyer, & Frings, 2014). Variations within neurotransmitter systems can modulate cognitive performance in a domain-specific fashion (Greenwood, Fossella, & Parasuraman, 2005). Noudoost and Moore (2011a) proposed that the influence of the dopaminergic neurotransmitter system on selective top-down attention might be greater than the influence of this system on selective bottom-up attention; likewise, they assumed that the cholinergic neurotransmitter system might be more important for selective bottom-up than top-down attention. To test this hypothesis, naturally occurring variations within the two neurotransmitter systems were assessed. Five polymorphisms were selected; two of the dopaminergic system (the COMT Val158Met polymorphism and the DAT1 polymorphism) and three of the cholinergic system (the CHRNA4 rs1044396 polymorphism, the CHRNA5 rs3841324 polymorphism, and the CHRNA5 rs16969968 polymorphism). It was tested whether these polymorphisms modulated the performance in tasks of selective top-down attention (a Stroop task and a Negative priming task) and in a task of selective bottom-up attention (a Posner-Cuing task). Indeed, the dopaminergic polymorphisms influenced selective top-down attention, but exerted no effects on bottom-up attention. This aligned with the hypothesis proposed by Noudoost and Moore (2011a). In contrast, the cholinergic polymorphisms were not found to modulate selective bottom-up attention. The three cholinergic polymorphisms, however, affected the general response speed in the Stroop task, Negative priming task, and Posner-Cuing task (irrespective of attentional processing). In sum, the findings of this study provide strong indications that the dopaminergic system modulates selective top-down attention, while the cholinergic system is highly relevant for the general speed of information processing.
Die Frage, wie die Lesekompetenz der Lernenden effizienter entwickelt werden kann, beschäftigt die Leseforschung im Bereich Chinesisch als Fremdsprache (ChaF) seit vielen Jahren. Bis heute werden dabei schriftstrukturelle Aspekte in den Vordergrund gestellt, so z. B. die Frage, wie den Lernenden der Aufbau der Schriftzeichen systematisch näher gebracht werden kann oder auch korpusrelevante Ansätze, die in Sammlungen hochfrequenter Schriftzeichen und Wörter ihren Niederschlag finden. So sinnvoll diese Herangehensweisen beispielsweise für die Entwicklung von Lehrwerken sind, so bleibt doch festzuhalten, dass die Wortebene (Wortschatzkenntnis und Worterkennung), die den Befunden der L1- und L2-Leseforschung zufolge der Schlüssel für das Verstehen von Texten ist, bis heute sowohl in der lesedidaktischen Diskussion als auch in den Lehrwerken stark vernachlässigt wird. In den letzten zwanzig Jahren ist von Seiten der ChaF-Leseforschung, insbesondere in den USA und in China, eine Reihe von psycholinguistischen Studien zur Entwicklung der Lesekompetenz, der Worterkennung und von Wortschatzkenntnissen sowie zur Beziehung dieser Kompetenz- und Wissensbereiche publiziert worden. Auch der Leseprozess geübter L1-Leser ist inzwischen gut erforscht. Allerdings lassen sich aus den Ergebnissen einzelner psycholinguistischer Studien, in denen unter Anwendung unterschiedlicher Forschungsparadigmen bestimmte Subprozesse des Lesens untersucht werden, nicht direkt Schlussfolgerungen für die nach kohärenten Erklärungen des Leseprozesses verlangende Lesedidaktik ziehen. Für die Entwicklung eines evidenzbasierten Ansatzes zur wortschatzzentrierten Lesevermittlung in ChaF wurde daher in der vorliegenden interdisziplinären Studie die gesamte relevante empirische Evidenz zum Lesen und zur Wortverarbeitung in ChaF kritisch im Rahmen konsensfähiger Theorien zur Sprachverarbeitung analysiert. Ergebnis dieser Analyse war, dass " ebenso wie in anderen Fremdsprachen auch " umfassende und gut vernetzte Wortschatzkenntnisse sowie eine automatisierte Worterkennung, die den zuverlässigen Abruf phonologischer Informationen mit einschließt, Grundvoraussetzungen für das fließende Lesen chinesischer Texte sind. Gleichzeitig verdeutlichen die empirischen Befunde auch, dass der Erwerb vertiefter Wortschatzkenntnisse aufgrund der sprachlichen Distanz des Chinesischen für westliche ChaF-Lernende eine große Herausforderung darstellt. Auch die Entwicklung der Worterkennung ist aufgrund der phonologischen Intransparenz der chinesischen Schrift und auch weil beim Lesen eine zusätzliche Wortsegmentierung vorgenommen werden muss, mit großen Schwierigkeiten verbunden. Im letzten Kapitel der Dissertation werden Empfehlungen für eine wortschatzzentrierte Lesedidaktik formuliert, die Ansätze aus der evidenzbasierten westlichen L2-Lesedidaktik mit der traditionellen Methode des lauten Lesens verbindet und die den Lernenden gleichzeitig die Möglichkeit bietet, im Rahmen inhaltsbezogener rezeptiver, reflexiver und produktiver Übungen aktiv mit chinesischen Wörtern umzugehen und deren Verwendung wiederholt einzuüben.
Die Untersuchung beschäftigt sich mit den Prozessen und Mechanismen, die dem NATO-Beitritt Polens zugrunde liegen, insbesondere mit den Gründen für die Transformation der zivil-militärischen Beziehungen in Polen. Die Demokratisierung der zivil-militärischen Beziehungen war eines der Hauptkriterien für den Beitritt Polens in die NATO. rnVor diesem Hintergrund geht die Arbeit der Frage nach, ob nachzuweisen ist, dass der Einfluss der NATO primär für die Demokratisierung der zivil-militärischen Beziehungen Polens verantwortlich ist. Dabei stützt sich die Arbeit auf den aktuellen Forschungsstand der Theorien internationaler Sozialisation, deren Ziel es ist, die Prozesse und Mechanismen der Normübernahme von Staaten zu erklären. Der theoretische Rahmen wurde in ein Forschungsdesign eingebettet, das vielfältige Methoden für die detaillierte empirische Analyse einbezieht. Ergänzend wurden alternative und ergänzende Erklärungen überprüft, die nicht durch die Theorie abgedeckt werden. Entgegen der vorherrschenden Meinung in der Fachliteratur kommt die Untersuchung zu dem Ergebnis, dass die NATO nicht primär für die Sozialisation und damit Demokratisierung der zivil-militärischen Beziehungen in Polen verantwortlich ist. Polen ist erfolgreich in der Demokratisierung seiner zivil-militärischen Beziehungen, jedoch ist die NATO nicht erfolgreich in der Sozialisation Polens in diesem Bereich, sondern eher darin, den Demokratisierungsprozess in Polen mit Erfahrung und Expertise zu flankieren. Dieser Prozess wurde maßgeblich innenpolitisch und durch Akteure in Polen angestoßen, angetrieben, getragen und schlussendlich entschieden. Obgleich die NATO das Beitrittskriterium vorgab und die polnischen Akteure durchaus begleitete, kann darüber hinaus der Einfluss der NATO als nicht maßgeblich bewertet werden. Im Gegenteil, die Ergebnisse zeigen, dass es nicht das Ziel der NATO war, die Prozesse direkt zu beeinflussen oder zu steuern, sondern vielmehr, den Transformationsprozess der zivil-militärischen Beziehungen in Polen, insbesondere die praktische Umsetzung, durch Expertise und Erfahrungen zu begleiten und eigene Lernprozesse anzustoßen.
Mit fachlicher Informationskompetenz werden die Fähigkeiten bezeichnet, die notwendig sind, um effektiv Fachinformationen (z.B. Zeitschriftenartikel) finden und bewerten zu können. Informationskompetenz gilt als wichtige Voraussetzung für ein erfolgreiches Studium und Erfolg auf dem Arbeitsmarkt. Ziel dieser Arbeit ist es, Messinstrumente für fachliche Informationskompetenz bei Psychologiestudierenden zu entwickeln. Dabei wird davon ausgegangen, dass Informationskompetenz sowohl deklarative, als auch prozedurale Wissenskomponenten (Hintergrundwissen über Konzepte und die Beherrschung von Strategien und Vorgehensweisen) enthält. Um diese erfassen zu können, wurde ein Multiple-Choice-Test und Rechercheaufgaben entwickelt; beide Instrumente wurden zur Evaluation eines Trainings für Informationskompetenz eingesetzt. Mittlere Korrelationen zwischen den Instrumenten und die Ergebnisse einer Clusteranalyse zeigen, dass mit beiden Instrumenten unterschiedliche Wissenskomponenten erfasst werden.
Stressinduzierte Veränderungen gastrointestinaler Peptidhormone könnten eine biologische Grundlage für Überessen und einen Faktor bei der Entstehung von Adipositas darstellen. Darum wurden die Veränderungen der Plasmakonzentrationen von Ghrelin und Peptid YY (PYY) durch akuten Stress bei 85 adipösen und normalgewichtigen Frauen untersucht. Im Vergleich zu normalgewichtigen Frauen hatten adipöse Frauen eine geringere pre- als auch postprandiale Ghrelin-Sekretion. Darüber hinaus fiel auch der postprandiale Ghrelin-Abfall bei den adipösen Frauen geringer aus als bei der normalgewichtigen Vergleichsgruppe. Akuter Stress inhibierte die PYY-Sekretion in beiden Gruppen. Außerdem wurde der Effekt von akutem Stress auf das Essverhalten erfasst. Stress inhibierte die Nahrungsaufnahme in beiden Gruppen.
The distractor-response binding effect (Frings & Rothermund, 2011; Frings, Rothermund, & Wentura, 2007; Rothermund, Wentura, & De Houwer, 2005) is based on the idea that irrelevant information will be integrated with the response to the relevant stimuli in an episodic memory trace. The immediate re-encounter of any aspect of this saved episode " be it relevant or irrelevant " can lead to retrieval of the whole episode. As a consequence, the previously executed and now retrieved response may influencing the response to the current relevant stimulus. That is, the current response may either be facilitated or be impaired by the retrieved response, depending on whether it is compatible or incompatible to the currently demanded response. Previous research on this kind of episodic retrieval focused on the influence on action control. I examined if distractor response binding also plays a role in decision making in addition to action control. To this end I adapted the distractor-to-distractor priming paradigm (Frings et al., 2007) and conducted nine experiments in which participants had to decide as fast as possible which disease a fictional patient suffered from. To infer the correct diagnosis, two cues were presented; one did not give any hint for a disease (the irrelevant cue), whereas the other did (the relevant cue). Experiments 1a to 1c showed that the distractor-response binding effect is present in deterministic decision situations. Further, experiments 2a and 2b indicate that distractor-response binding also influences decisions under uncertainty. Finally, experiments 3a to 3d were conducted to test some constraints and underlying mechanisms of the distractor-response binding effect in decision making under uncertainty. In sum, these nine experiments provide strong evidence that distractor-response binding influences decision making.