Enjeux d'une didactique plurilingue : entre représentations et pratiques courantes

Résumé:S'inscrivant dans le projet Construction intégrée des savoirs linguistiques et disciplinaires dans l'enseignement bilingue au secondaire et au tertiaire, dirigé par L. Gajo, notre étude met en relation des données concernant les représentations des acteurs de l'enseignement bilingue avec des exemples d'interactions effectives. Plusieurs décalages sont ainsi mis à jour, les pratiques s'avérant souvent largement plus complexes que les représentations qui leur sont sous-jacentes. Dans ce cadre, nous accordons une attention particulière aux spécificités disciplinaires, et interrogeons la traditionnelle représentation associant les mathématiques à une "langue en soi". Enfin, l'examen de séquences-types illustrera la richesse du travail effectivement réalisé en classe bilingue - tant dans les sciences humaines que dans les sciences exactes - et nous conclurons sur quelques propositions didactiques découlant directement de nos observations.Abstract:In der vorliegenden Studie (durchgeführt im Rahmen des von L. Gajo geleiteten Projekts Construction intégrée des savoirs linguistiques et disciplinaires dans l'enseignement bilingue au secondaire et au tertiaire) werden Vorstellungen der betroffenen Akteure über bilingualen Sachfachunterricht in Bezug zu Beispielen von real beobachteten Interaktionen gesetzt. Dabei können eine Reihe von Diskrepanzen aufgedeckt werden, da sich die Praxis häufig als wesentlich komplexer als die ihr zugrunde liegenden Vorstellungen erweist. Des Weiteren wird den fachspezifischen Eigenheiten besondere Aufmerksamkeit geschenkt und die Vorstellung hinterfragt, die die Mathematik als eine "Sprache an sich" ansieht. Die Analyse einiger Mustersequenzen veranschaulicht die vielseitige Realität der Arbeit in bilingualen Klassen - sowohl in den Geistes- und Sozialwissenschaften als auch in den Naturwissenschaften. Letztlich werden einige fachdidaktischen Empfehlungen abgegeben, die sich aus unseren Beobachtungen ableiten lassen.

Laubers Vorlagen. Vermutungen zur Beschaffenheit ihres Textes - Beobachtungen zu ihrer Verwaltung im Kontext der Produktion. Am Beispiel der Überlieferungen von "Flore und Blanscheflur" und "Parzival"

Der Aufsatz gilt den ,,Texten hinter den Texten" der aus dem elsässischen Produktionszusammenhang um Diebold Lauber im 15. Jahrhundert überlieferten Handschriften. Dass das rekonstruktive Potential dieses im deutschsprachigen Mittelalter einmaligen Corpus einer so grossen Gruppe von Handschriften eines einzelnen Skriptoriums bisher nahezu ungenutzt blieb, wird als Resultat einer unbemerkten perspektivischen Verschränkung zweier Wissenschaftsgruppen beschrieben: Wo die Texte der Handschriften überhaupt in den Blick gerieten, geschah dies entweder aus editorisch-kritischem Erkenntnisinteresse oder, den Impulsen jüngerer kunstgeschichtlicher Lauber-Forschung folgend, auf der Suche nach bewusstem, gar gestaltendem Umgang mit dem Text durch das Lauber-Team. Beiden Zugriffen liegen diametral entgegengesetzte Begriffe von textueller ,,Qualität" zugrunde, die schon auf terminologischer Ebene wiederholt zu Missverständnissen geführt haben. Was die systematische, vergleichende Untersuchung der Texte Lauberscher Handschriften - hier anhand von Mehrfachüberlieferungen - sowohl für die Erschliessung von Informationen über den elsässischen Betrieb als auch für den Census der älteren volkssprachigen Überlieferung im deutschen Südwesten zu leisten vermag, zeigen die Beispielanalysen der Lauber-Texte von ,Flore und Blanscheflur' (H, B) und ,Parzival' (m, n, o). In beiden Fällen lassen sprachliche Untersuchungen und paläographische Fehleranalysen der erhaltenen Textzeugen eine Vorlage mit frühem, aus kritischer Perspektive bemerkenswert gutem - von den Lauber-Redaktoren nach diesen Kriterien gewähltem? - Text erkennen. Im Fall von ,Flore und Blanscheflur' stammte mit hoher Wahrscheinlichkeit die Vorlagenhandschrift selber aus dem 13. oder spätestens frühen 14. Jahrhundert; den ,Parzival'-Abschriften dagegen lagen zwei verschiedene zeitgenössische Handschriften zugrunde. Erhellt wird auch der praktische Umgang mit Vorlagenhandschriften im Herstellungsprozess, der bisher im Dunkeln lag: Der Aufsatz belegt, dass in beiden untersuchten Beispielen Handschriften fremder Provenienz als Vorlagenexemplare zur wiederholten Benutzung aufbereitet und dauerhaft verwahrt wurden. Dabei müssen die laubertypischen, gliedernden Zwischenüberschriften auf einem separaten Anweisungsblatt bzw. Faszikel notiert gewesen sein. Ihre vorgesehene Positionierung wurde dem Schreiber vermutlich durch Randmarkierungen im Vorlagenexemplar angezeigt. Besondere Umstände galten für die Vorlagen der drei erhaltenen ,Parzival'-Handschriften: Lauber benutzte offenbar zunächst eine den Lauber-Produkten im Typ ähnliche Bilderhandschrift, die er, da sie beschädigt war, später durch ein anderes Exemplar ersetzte. Dabei handelte es sich wieder um eine Bilderhandschrift gleichen Typs, die nun allerdings nach werkstattüblichem Verfahren über ein separates Anweisungsblatt so aufbereitet wurde, dass sich die Zahl der Illustrationen und Zwischenüberschriften erhöhte. Als wahrscheinlichste Quelle dieser zweimal verfügbaren, textlich zusammengehörenden bebilderten Handschriften ist die sogenannte ,Werkstatt von 1418' auszumachen. Auch andere Hinweise deuten darauf, dass ab etwa den 1440er Jahren eine grössere Gruppe von Handschriften aus dieser älteren Produktion, deren Schwerpunkt die höfische Literatur des 13. Jahrhunderts bildete, in den Bestand Laubers geriet und dessen Programm erweiterte. Die ab dieser Phase in der jüngeren Forschung (Saurma-Jeltsch) beobachtete, scheinbar marktorientiert gezielte Neugestaltung des Programms erweist sich so möglicherweise nur als Folge einer plötzlich verfügbaren neuen Vorlagengruppe.

Introduction à la visualisation de données: l'analyse de réseau en histoire

The use of data visualization in history leads to contradictory reactions: some are fascinated by its heuristic potential and forget their critical faculties while others reject this practice, suspecting it of hiding explanatory weaknesses. This paper proposes a distinction between demonstration visualization and research visualization, reminding that scholars should not only use data visualization for communication purposes, but also for the research itself. It is particularly in its more complex form that this research visualization category will be approached here: network analysis.

Äidinrakkauden ankara arki

Kirjallisuusarvostelu

La poétique du roman historique de Eveline Hasler

À l'aide des tout derniers modèles narratologiques développés entre autres par Ansgar Nünning, nous nous penchons sur l'oeuvre d'Eveline Hasler, une voix phare de la littérature alémanique contemporaine. À partir d’un corpus de six romans, nous examinons de façon systématique sa poétique du roman historique au regard 1) des techniques narratives, 2) de la marginalité de ses personnages en société, 3) de la conception de l’Histoire, 4) de l'image critique qu'elle présente de la Suisse. Il en ressort un portrait très nuancé de l'oeuvre de Hasler, puisqu’elle allie un récit principalement réaliste, plutôt traditionnel, mais aussi inspiré du langage cinématographique, à des passages métahistoriographiques postmodernes, où une narratrice assimilable à l’auteure fait part au « je » de ses réflexions sur l'Histoire. Même si ces brefs passages relativement rares rappellent sans contredit la posture de l’historien, ils s’inscrivent toutefois dans la fiction, laquelle actualise le passé dans la perspective historique d’un lecteur contemporain. De fait, l’œuvre de Hasler se présente comme un jeu habile avec la liberté poétique et le souci de véracité historique, ce à quoi concourt l’imbrication de documents originaux en italique dans le roman. Par ailleurs, la question de la marginalité en société joue un rôle prépondérant chez Hasler, car tous ses personnages principaux sont autant de marginaux, de Außenseiter. Cette problématique montre entre autres les limites de l’Aufklärung, étant donné que ses tenants, les adversaires des marginaux, se targuent le plus souvent d’être motivés par la pensée éclairante pour mieux la pervertir. Il en résulte la mise à l’écart des individus dérangeants — la prétendue sorcière, le géant et les femmes qui remettent en cause l’organisation patriarcale. Or, certains marginaux de Hasler parviennent à s’arracher un espace de liberté dans la marge, au prix de leurs racines helvétiques. Ainsi, ces marginaux peinent à s’inscrire dans l’Histoire dite officielle, ce que Hasler tente de rectifier en leur redonnant une voix. Sur le plan individuel, la plupart d’entre eux expérimentent une évolution circulaire, puisqu’ils ne parviennent pas à sortir de la marge (sauf peut-être Henry Dunant). Cette impression de tourner en rond s’oppose à une conception de l’Histoire humaine qui se déroule en continuum, puisque les exclusions d’hier préfigurent celles d’aujourd’hui. Au-delà de cette mesure humaine du temps, l’horizon temporel de la nature s’inscrit pour sa part dans la permanence. Ainsi, Hasler développe une conception historique qui varie selon des points de vue coexistants. Cet amalgame est le plus souvent marqué par un certain pessimisme, comme le dénote la vie d’Emily Kempin associée au mythe d’Icare. Finalement, tous les acteurs historiques de Hasler appartiennent au contexte helvétique et en présentent une image assez rétrograde, laquelle se dévoile non seulement à travers la fictionnalisation des lieux, mais aussi par des références à trois symboles nationaux : les Alpes, le réduit helvétique et la légende de Guillaume Tell. Hasler fait le procès de ces mythes, associés à la liberté et à la sauvegarde de ce « peuple de bergers », en montrant que la Suisse n’apporte pas de solution originale aux défis de l’Occident.

Etude spectroscopique d’un plasma micro-onde à la pression atmosphérique et son application à la synthèse de nanostructures

L’objectif de ce mémoire de maîtrise est de caractériser la distribution axiale des plasmas tubulaires à la pression atmosphérique créés et entretenus par une onde électromagnétique de surface ainsi que d’explorer le potentiel de ces sources pour la synthèse de matériaux et de nanomatériaux. Un précédent travail de thèse, qui avait pour objectif de déterminer les mécanismes à l’origine de la contraction radiale du plasma créé dans des gaz rares, a mis en lumière un phénomène jusque-là inconnu dans les plasmas d’onde de surface (POS). En effet, la distribution axiale varie différemment selon la puissance incidente ce qui constitue une différence majeure par rapport aux plasmas à pression réduite. Dans ce contexte, nous avons réalisé une étude paramétrique des POS à la pression atmosphérique dans l’Ar. À partir de nos mesures de densité électronique, de température d’excitation et de densité d’atomes d’Ar dans un niveau métastable (Ar 3P2), résolues axialement, nous avons conclu que le comportement axial de l’intensité lumineuse avec la puissance n’est pas lié à un changement de la cinétique de la décharge (qui est dépendante de la température des électrons et de la densité d’atomes d’Ar métastables), mais plutôt à une distribution anormale de dissipation de puissance dans le plasma (reliée à la densité d’électrons). Plus précisément, nos résultats suggèrent que ce dépôt anormal de puissance provient d’une réflexion de l’onde dans le fort gradient de densité de charges en fin de colonne, un effet plus marqué pour de faibles longueurs de colonnes à plasma. Ensuite, nous avons effectué une étude spectroscopique du plasma en présence de précurseurs organiques, en particulier le HMDSO pour la synthèse de matériaux organosiliciés et l’IPT pour la synthèse de matériaux organotitaniques. Les POS à la PA sont caractérisés par des densités de charges très élevées (>10^13 cm^-3), permettant ainsi d’atteindre des degrés de dissociation des précurseurs nettement plus élevés que ceux d'autres plasmas froids à la pression atmosphérique comme les décharges à barrière diélectrique. Dans de tels cas, les matériaux synthétisés prennent la forme de nanopoudres organiques de taille inférieure à 100 nm. En présence de faibles quantités d’oxygène dans le plasma, nous obtenons plutôt des nanopoudres à base d’oxyde de silicium (HMDSO) ou à base de titanate de silicium (IPT), avec très peu de carbone.

Der Mann mit dem Stiefel - oder Fotografie und touristisches Verhalten

Fotografie ist zu einem festen Bestandteil technisierter Kulturen geworden, zu so einem selbstverständlichen Segment unserer Gesellschaft, dass wir sie als solche oft gar nicht mehr wahrnehmen. Dabei haben die Bilder den Blick auf die Welt radikal verändert und neue Wirklichkeiten geschaffen. Die Durchdringung unserer Welt mit dieser visuellen Macht, erfordert die grundsätzliche Feststellung, dass fotografische Bilder nicht einfache Abbilder der Realität sind, sie dürfen nicht mit dieser verwechselt werden. Deshalb wird zunächst das Wesen der Fotografie thematisiert, um anschließend die Bildproduktion als zentrales Medium touristischer Aneignung zu illustrieren. Kernstück der Ausführungen bilden Reflexionen zu Motivationen und Funktionen des Fotografierens im Urlaub. An dieser Stelle findet dann eine Verknüpfung von Rassismus und Reisefotografie statt, wobei sich die geäußerten Denkmuster und beschriebenen Verhaltensweisen auf Touristen, die aus den westlichen Instudrienationen stammen und in die Länder des Südens reisen, beziehen. Die Ergebnisse werden mit empirisch gewonnenen Ausssagen von Urlaubern und mit Fotografien selbst belegt.

Aspekte der linearen Minimax-Schätzung

Es werde das lineare Regressionsmodell y = X b + e mit den ueblichen Bedingungen betrachtet. Weiter werde angenommen, dass der Parametervektor aus einem Ellipsoid stammt. Ein optimaler Schaetzer fuer den Parametervektor ist durch den Minimax-Schaetzer gegeben. Nach der entscheidungstheoretischen Formulierung des Minimax-Schaetzproblems werden mit dem Bayesschen Ansatz, Spektralen Methoden und der Darstellung von Hoffmann und Laeuter Wege zur Bestimmung des Minimax- Schaetzers dargestellt und in Beziehung gebracht. Eine Betrachtung von Modellen mit drei Einflussgroeßen und gemeinsamen Eigenvektor fuehrt zu einer Strukturierung des Problems nach der Vielfachheit des maximalen Eigenwerts. Die Bestimmung des Minimax-Schaetzers in einem noch nicht geloesten Fall kann auf die Bestimmung einer Nullstelle einer nichtlinearen reellwertigen Funktion gefuehrt werden. Es wird ein Beispiel gefunden, in dem die Nullstelle nicht durch Radikale angegeben werden kann. Durch das Intervallschachtelungs-Prinzip oder Newton-Verfahren ist die numerische Bestimmung der Nullstelle moeglich. Durch Entwicklung einer Fixpunktgleichung aus der Darstellung von Hoffmann und Laeuter war es in einer Simulation moeglich die angestrebten Loesungen zu finden.

Computer Integrated Business: Theoretische und empirische Analyse der bisherigen Ansätze und zukünftigen Perspektiven

Die Arbeit stellt einen strukturellen Rahmen zur Einordnung sowohl bisheriger als auch zukünftiger organisationstheoretischer und DV-technologischer Entwicklungen zur Umsetzung eines Computer Integrated Business (CIB) bereit. Dazu analysiert sie bisherige Ansätze und zukünftige Perspektiven eines CIB mittels theoretischer und empirischer Bearbeitungsverfahren. Die Notwendigkeit zur Unternehmensintegration ergibt sich aus dem betriebswirtschaftlichen Konzept der Arbeitsteilung, über die das Phänomen der Economies of Scale erschlossen wird. Die Arbeitsteilung wurde zum Gestaltungskonzept in den Fabriken der industriellen Revolution. Komplexe Arbeitsgänge wurden in spezialisierte Teilaufgaben zerlegt und nach Möglichkeit auf maschinelle bzw. technologische Potentiale übertragen. Die Zielsetzung lag zunächst in der Automatisierung des Materialflusses, während der Informationsfluss noch lange Zeit im Hintergrund stand. Mittlerweile ermöglichen leistungsfähige DV-Systeme auch die Automatisierung des Informationsflusses und damit die DV-gestützte Integration des Unternehmens, die den Kern des CIB-Konzeptes darstellt. Das CIB-Konzept wurde Ende der achtziger Jahre am Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation als Erweiterung des Computer Integrated Manufacturing (CIM) für Industrieunternehmen von Bullinger geprägt, jedoch in seiner Zielsetzung als Modell zur Totalintegration von Unternehmen danach nicht maßgeblich weiterentwickelt. Vielmehr wurden in der Folgezeit überwiegend Teilintegrationslösungen diskutiert, wie z. B. Konzepte zur Integration der Fertigung oder zur Unterstützung der Teamarbeit. Der Aspekt der umfassenden, unternehmensinternen Integration rückte Mitte der neunziger Jahre durch die an Popularität gewinnende Internet-Technologie an den Rand der wissenschaftlichen Diskussion. Erst nach dem Zusammenbruch der ersten Internet-Euphorie und der anschließenden wirtschaftlichen Rezession gewann das Integrationsthema am Anfang dieses Jahrzehnts mit Hinblick auf dadurch mögliche Kostenvorteile wieder an Bedeutung. Die Diskussion wurde jedoch mit starkem technologischem Fokus geführt (z. B. zum Thema Enterprise Application Integration) und Aspekte der Unternehmensorganisation wurden bestenfalls grob, jedoch nicht im Detail diskutiert. Die vorliegende Arbeit bearbeitet die CIB-Thematik umfassend sowohl aus unternehmensorganisatorischer als auch DV-technologischer Sicht und bewegt sich deshalb interdisziplinär zwischen den Wissenschaftsbereichen der Betriebswirtschaft und der Informatik. Die Untersuchung wird vor dem Hintergrund einer sozio-technologischen Unternehmensorganisation geführt, in der DV-technologische Potentiale neben humanen Potentialen zur Erreichung der Unternehmensziele eingesetzt werden. DV-technologische Potentiale übernehmen darin einerseits Integrationsaufgaben und werden andererseits aber selbst zum Integrationsziel. Die Herausforderung für die Unternehmensführung besteht in der Konfiguration des CIB und im Finden eines Gleichgewichts zwischen Arbeitsteilung und Integration auf der einen sowie humanen und technologischen Potentialen auf der anderen Seite, letztendlich aber auch in der Automatisierung der Integration. Die Automatisierung der Integration stellt mit Hinblick auf die durch Umweltveränderungen bedingte Konfigurationsanpassung ein bisher konzeptionell nur ansatzweise gelöstes Problem dar. Der technologischen Integrationsarchitektur sowie den verwendeten Methoden des Prozessdesigns und der Software-Entwicklung kommt bei der Lösung dieses Problems eine hohe Bedeutung zu. Über sie bestimmt sich die Anpassungsfähigkeit und geschwindigkeit des CIB. Es kann vermutet werden, dass eine Lösung jedoch erst erreicht wird, wenn sich die Unternehmensorganisation vom Konzept der zentralen Koordination abwendet und stattdessen an dezentralen Koordinationsmechanismen unter Verwendung ultrastabiler Anpassungsprogramme orientiert, wie sie z. B. in der Biologie bei Insektenkulturen untersucht wurden.

Modellbasiertes Service Level Management verteilter Anwendungssysteme

Zur Senkung von Kosten werden in vielen Unternehmen Dienstleistungen, die nicht zur Kernkompetenz gehören, an externe Dienstleister ausgelagert. Dieser Prozess wird auch als Outsourcing bezeichnet. Die dadurch entstehenden Abhängigkeiten zu den externen Dienstleistern werden mit Hilfe von Service Level Agreements (SLAs) vertraglich geregelt. Die Aufgabe des Service Level Managements (SLM) ist es, die Einhaltung der vertraglich fixierten Dienstgüteparameter zu überwachen bzw. sicherzustellen. Für eine automatische Bearbeitung ist daher eine formale Spezifikation von SLAs notwendig. Da der Markt eine Vielzahl von unterschiedlichen SLM-Werkzeugen hervorgebracht hat, entstehen in der Praxis Probleme durch proprietäre SLA-Formate und fehlende Spezifikationsmethoden. Daraus resultiert eine Werkzeugabhängigkeit und eine limitierte Wiederverwendbarkeit bereits spezifizierter SLAs. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz für ein plattformunabhängiges Service Level Management entwickelt. Ziel ist eine Vereinheitlichung der Modellierung, so dass unterschiedliche Managementansätze integriert und eine Trennung zwischen Problem- und Technologiedomäne erreicht wird. Zudem wird durch die Plattformunabhängigkeit eine hohe zeitliche Stabilität erstellter Modelle erreicht. Weiteres Ziel der Arbeit ist, die Wiederverwendbarkeit modellierter SLAs zu gewährleisten und eine prozessorientierte Modellierungsmethodik bereitzustellen. Eine automatisierte Etablierung modellierter SLAs ist für eine praktische Nutzung von entscheidender Relevanz. Zur Erreichung dieser Ziele werden die Prinzipien der Model Driven Architecture (MDA) auf die Problemdomäne des Service Level Managements angewandt. Zentrale Idee der Arbeit ist die Definition von SLA-Mustern, die konfigurationsunabhängige Abstraktionen von Service Level Agreements darstellen. Diese SLA-Muster entsprechen dem Plattformunabhängigen Modell (PIM) der MDA. Durch eine geeignete Modelltransformation wird aus einem SLA-Muster eine SLA-Instanz generiert, die alle notwendigen Konfigurationsinformationen beinhaltet und bereits im Format der Zielplattform vorliegt. Eine SLA-Instanz entspricht damit dem Plattformspezifischen Modell (PSM) der MDA. Die Etablierung der SLA-Instanzen und die daraus resultierende Konfiguration des Managementsystems entspricht dem Plattformspezifischen Code (PSC) der MDA. Nach diesem Schritt ist das Managementsystem in der Lage, die im SLA vereinbarten Dienstgüteparameter eigenständig zu überwachen. Im Rahmen der Arbeit wurde eine UML-Erweiterung definiert, die eine Modellierung von SLA-Mustern mit Hilfe eines UML-Werkzeugs ermöglicht. Hierbei kann die Modellierung rein graphisch als auch unter Einbeziehung der Object Constraint Language (OCL) erfolgen. Für die praktische Realisierung des Ansatzes wurde eine Managementarchitektur entwickelt, die im Rahmen eines Prototypen realisiert wurde. Der Gesamtansatz wurde anhand einer Fallstudie evaluiert.

Visualisierungsverfahren zur Interaktion mit objekt-relationalen Datenbanken

In der vorliegenden Arbeit 1 wird ein neues, erweiter- und konfigurierbares Visualisierungsverfahren zur Interaktion mit komplex strukturierten Datenobjekten vorgestellt. Die Erweiterbarkeit bezieht sich dabei auf die vom Verfahren einsetzbaren Techniken der Visualisierung (Visualisierungsfunktionen) und auf die in das Verfahren integrierte Interaktion. Die mit dem Verfahren generierbaren Repräsentationen sind besonders zum Browsen in den Objekten und zum Editieren der Objekte geeignet, die typischerweise in objekt-relationalen Datenbanken gespeichert werden. Die generierten Repräsentationen können modulartig in vorhandene graphische Benutzerschnittstellen integriert werden oder als vollständige graphische Benutzerschnittstelle einer Anwendung eingesetzt werden. Modularität und Orthogonalität, also die sinnvolle Aufteilung in Funktionseinheiten und die Möglichkeit, Methoden einer Komponente auf andere Komponenten anzuwenden, werden als Mittel eingesetzt, mit weniger Komponenten mehr Funktionalität zu erreichen. Für den Teilaspekt der Benutzerschnittstelle wurde dies durch Visualisierungsvorschriften für Datenobjekte (Relationen, Tabellen) vorgeschlagen, indem ein Baum aus der Strukturdefinition (Schema) abgeleitet und als persistentes (Meta-) Datenobjekt in der Datenbank gespeichert wird. Sie werden kurz "Visualisierungen" genannt. Wie gezeigt werden kann, sind sechs Meta-Objekte die notwendige und hinreichende Anzahl und Ausprägung von Schemata und Visualisierungen zur Definition und visuellen Repräsentation beliebiger Anwendungs-Objekte (Schemata und durch sie definierte Tabellen), inklusive ihrer eigenen Schemata und Visualisierungen. Der Einsatz der Selbstreferenzierung mit Meta-Objekten hat zu mehr Sicherheit und Kompaktheit ohne nenneswerte Laufzeiteinbußen geführt.

Räumliche Modellierung der Dynamik von Landnutzung in Hessen und ihrer Wirkung auf die biologische Kohlenstoffspeicherung - Entwicklung eines GIS-basierten Modellsystems

Die gegenwärtige Entwicklung der internationalen Klimapolitik verlangt von Deutschland eine Reduktion seiner Treibhausgasemissionen. Wichtigstes Treibhausgas ist Kohlendioxid, das durch die Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die Reduktionsziele können prinzipiell durch eine Verminderung der Emissionen sowie durch die Schaffung von Kohlenstoffsenken erreicht werden. Senken beschreiben dabei die biologische Speicherung von Kohlenstoff in Böden und Wäldern. Eine wichtige Einflussgröße auf diese Prozesse stellt die räumliche Dynamik der Landnutzung einer Region dar. In dieser Arbeit wird das Modellsystem HILLS entwickelt und zur Simulation dieser komplexen Wirkbeziehungen im Bundesland Hessen genutzt. Ziel ist es, mit HILLS über eine Analyse des aktuellen Zustands hinaus auch Szenarien über Wege der zukünftigen regionalen Entwicklung von Landnutzung und ihrer Wirkung auf den Kohlenstoffhaushalt bis 2020 zu untersuchen. Für die Abbildung der räumlichen und zeitlichen Dynamik von Landnutzung in Hessen wird das Modell LUCHesse entwickelt. Seine Aufgabe ist die Simulation der relevanten Prozesse auf einem 1 km2 Raster, wobei die Raten der Änderung exogen als Flächentrends auf Ebene der hessischen Landkreise vorgegeben werden. LUCHesse besteht aus Teilmodellen für die Prozesse: (A) Ausbreitung von Siedlungs- und Gewerbefläche, (B) Strukturwandel im Agrarsektor sowie (C) Neuanlage von Waldflächen (Aufforstung). Jedes Teilmodell umfasst Methoden zur Bewertung der Standorteignung der Rasterzellen für unterschiedliche Landnutzungsklassen und zur Zuordnung der Trendvorgaben zu solchen Rasterzellen, die jeweils am besten für eine Landnutzungsklasse geeignet sind. Eine Validierung der Teilmodelle erfolgt anhand von statistischen Daten für den Zeitraum von 1990 bis 2000. Als Ergebnis eines Simulationslaufs werden für diskrete Zeitschritte digitale Karten der Landnutzugsverteilung in Hessen erzeugt. Zur Simulation der Kohlenstoffspeicherung wird eine modifizierte Version des Ökosystemmodells Century entwickelt (GIS-Century). Sie erlaubt einen gesteuerten Simulationslauf in Jahresschritten und unterstützt die Integration des Modells als Komponente in das HILLS Modellsystem. Es werden verschiedene Anwendungsschemata für GIS-Century entwickelt, mit denen die Wirkung der Stilllegung von Ackerflächen, der Aufforstung sowie der Bewirtschaftung bereits bestehender Wälder auf die Kohlenstoffspeicherung untersucht werden kann. Eine Validierung des Modells und der Anwendungsschemata erfolgt anhand von Feld- und Literaturdaten. HILLS implementiert eine sequentielle Kopplung von LUCHesse mit GIS-Century. Die räumliche Kopplung geschieht dabei auf dem 1 km2 Raster, die zeitliche Kopplung über die Einführung eines Landnutzungsvektors, der die Beschreibung der Landnutzungsänderung einer Rasterzelle während des Simulationszeitraums enthält. Außerdem integriert HILLS beide Modelle über ein dienste- und datenbankorientiertes Konzept in ein Geografisches Informationssystem (GIS). Auf diesem Wege können die GIS-Funktionen zur räumlichen Datenhaltung und Datenverarbeitung genutzt werden. Als Anwendung des Modellsystems wird ein Referenzszenario für Hessen mit dem Zeithorizont 2020 berechnet. Das Szenario setzt im Agrarsektor eine Umsetzung der AGENDA 2000 Politik voraus, die in großem Maße zu Stilllegung von Ackerflächen führt, während für den Bereich Siedlung und Gewerbe sowie Aufforstung die aktuellen Trends der Flächenausdehnung fortgeschrieben werden. Mit HILLS ist es nun möglich, die Wirkung dieser Landnutzungsänderungen auf die biologische Kohlenstoffspeicherung zu quantifizieren. Während die Ausdehnung von Siedlungsflächen als Kohlenstoffquelle identifiziert werden kann (37 kt C/a), findet sich die wichtigste Senke in der Bewirtschaftung bestehender Waldflächen (794 kt C/a). Weiterhin führen die Stilllegung von Ackerfläche (26 kt C/a) sowie Aufforstung (29 kt C/a) zu einer zusätzlichen Speicherung von Kohlenstoff. Für die Kohlenstoffspeicherung in Böden zeigen die Simulationsexperimente sehr klar, dass diese Senke nur von beschränkter Dauer ist.