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Modulhandbuch / Guide

Sommersemester 2014 / Summer Term 2014

M.Sc. „Umweltwissenschaften/Environmental

Sciences“

Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen

Stand Mai

2013

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen Modulhandbuch / Guide M. Sc. Umweltwissenschaften / Environmental Sciences (SoSe 2014)

2 Stand Mail 2014

Inhalt / Content

1. Studienplan / Curriculum ......................................................................................................................... 3

2. Modulübersichten / Overview of all Modules ......................................................................................... 4

2.1. Übersicht SoSe 2014 / Overview SuSe 2014 .......................................................................................... 4

2.2. Modulübersichten Pflichtmodule / Overview of Core Modules ................................................................. 5

2.3. Modulübersichten Profillinienmodule / Overview of Electice Tracks ..................................................... 6

2.3.1. Profillinie „Landnutzung und Naturschutz“ (deutsch) .................................................................... 6

2.3.2. Profillinie „Umweltmodellierung und GIS“ (deutsch) ...................................................................... 6

2.3.3. Profillinie „Ökologie des Klimawandels“ (deutsch) ........................................................................ 6

2.3.4. Elective Track „Wildlife, Vegetation and Biodiversity“ (englisch) ................................................... 7

2.3.5. Elective Track „Biomaterials and Bioenergy” (englisch) ................................................................ 7

3. Modulbeschreibungen / Course Descriptions ........................................................................................ 8

3.1. Pflichtmodule / Core Modules.................................................................................................................. 9

3.2. Profillinie „Landnutzung und Naturschutz“ ............................................................................................. 15

3.3. Profillinie „Umweltmodellierung und GIS“ .............................................................................................. 19

3.4. Profillinie „Ökologie des Klimawandels“ ................................................................................................. 23

3.5. Elective Track „Wildlife, Vegetation and Biodiversity” ............................................................................ 27

3.6. Elective Track „Biomaterials and Bioenergy” ......................................................................................... 31

4. Ansprechpartner / Contact persons ...................................................................................................... 37


3 Stand Mail 2014

1. Studienplan / Curriculum

Umweltwissenschaften / Environmental Sciences


4 Stand Mail 2014

2. Modulübersichten / Overview of all Modules

2.1. Übersicht SoSe 2014 / Overview SuSe 2014

April Mai Juni Juli August

KW 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Sommersemester Veranstaltungszeit 28.4. bis 1.8.2014

Um

welt

wis

sen

sch

aft

en

/En

vir

on

men

tal

Sc.

(2.

FS

)

28.4. –16.5. 19.5. – 6.6.

Pfi

ng

stp

au

se

16.6. – 4.7. 7.7. – 25.7. 28.7. – 15.8.

Pflicht-module deutsch

Ökol. Energie- u. Stoffstrom-Management

42120

Freiland-ökologie

42140

Rehabilitierung von

Landschaften

51140

Nachhaltige Entwicklung

ländl. Räume

51150

Kulturland-schaftsanalyse und Planung

51160

Profillinie „Landnutzung

und Natur-schutz

Schmidt Klein Konold Konold Konold

Pflicht-module englisch

Spatial Information

Systems

42240

Ecosystem Management

94265

Umweltstatistik

57140

GIS Plus

57150

Umweltsystem-modellierung

57160

Profillinie „Umweltmodel-lierung u. GIS“

Koch Pokorny Dormann Koch Dormann

Klimafolgen 1

56140

Klimafolgen 2

56150

Freiland-methoden

56160

Profillinie „Ökologie und Klimawandel“

Rennenberg Lang Rennenberg

Insect Communities and Dynamics

52140

Restoration Ecology

52150

Assessing, Analysing and Monitoring of Vegetation

52160

Profillinie “Wildlife,

Vegetation a. Biodiversity”

Boppré Reif Reif

Adhesion and Bio-based

Composites

55150

Mechanical Behavior of Biomaterials

55140

Bio-chemical conversion of non woody biomass

55160

Profillinie “Biomaterials a. Bioenergy”

Laborie Samyn Becker

Prüfungs- anmeldung

01.04. – 08.05. 01.04. – 29.05 01.04. – 26.06. 01.04. – 17.07. 01.04. – 07.08.


5 Stand Mail 2014

2.2. Modulübersichten Pflichtmodule / Overview of Core Modules

2.2.1. Deutsche Pflichtmodule M. Sc. Umweltwissenschaften/Environmental Sciences

Sem. Nr. Modulname (Pflichtmodule)

Modul-koordinator

ECTS Anmeldefrist Prüfung

Prüfungsform

2 42120 Ökologisches Energie- und Stoffstrommanagement

Prof. Schmidt 5 01.04. - 08.05. Klausur

2 42140 Freilandökologie Prof. Klein / Dr. Pufal

5 01.04. - 29.05. Präsentation am Ende des Moduls zusammen mit mündlicher Prüfung

2.2.2. English-Taught Core Modules M. Sc. Umweltwissenschaften/Environmental Sciences

Sem. No. Module name (Core module)

Module coordinator

ECTS Term of application (exam)

Type of examination

2 42240 Spatial Information Systems

Prof. Koch 5 01.04. – 08.05. Portfolio, poster presentation

2 94265 Ecosystem Management

PD Dr. Pokorny 5 01.04. – 29.05. Assessment Report


6 Stand Mail 2014

2.3. Modulübersichten Profillinienmodule / Overview of Electice Tracks

2.3.1. Profillinie „Landnutzung und Naturschutz“ (deutsch)


Modul-koordinator


Prüfungsform

2 51140 Rehabilitierung von Landschaften

Prof. Konold 5 01.04. – 26.06 Klausur

2 51150 Nachhaltige Entwicklung ländlicher Räume

Prof. Konold 5 01.04. – 17.07. Klausur, Protokoll

2 51160 Kulturlandschaftsanalyse und Planung

Prof. Konold 5 01.04. – 07.08. Projektarbeit: Präsentation und Ausarbeitung

2.3.2. Profillinie „Umweltmodellierung und GIS“ (deutsch)


Modul-koordinator


Prüfungsform

2 57140 Umweltstatistik Prof. Dormann

5 01.04. – 26.06 Projektarbeit, Protokoll

2 57150 GIS Plus Prof. Koch 5 01.04. – 17.07. Portfolio, Projektarbeit

2 57160 Umweltsystemmodellierung Prof. Dormann

5 01.04. – 07.08. Benotete Übungen und Hausarbeit

2.3.3. Profillinie „Ökologie des Klimawandels“ (deutsch)


Modul-koordinator


Prüfungsform

2 56140 Klimafolgen I Prof. Rennenberg

5 01.04. – 26.06 Referate, Poster, Klausur

2 56150 Klimafolgen II Prof. Lang 5 01.04. – 17.07. Vortrag, Flyer

2 56160 Freilandmethoden Prof. Rennenberg

5 01.04. – 07.08. Berichte, Referate


7 Stand Mail 2014

2.3.4. Elective Track „Wildlife, Vegetation and Biodiversity“ (englisch)

Sem. Nr. Module name (Elective module)

Module coordinator


Type of examination

2 52140 Insect Communities and Dynamics

Prof. Boppré 5 01.04. – 26.06 Protocol, presentation, poster

2 52150 Restoration Ecology Prof. Reif 5 01.04. – 17.07. Written (70%), presentation (20%), participation (10%)

2 52160 Assessing, Analysing & Monitoring of Vegetation

Prof. Reif / Dr. Gärtner

5 01.04. – 07.08. Presentation of project (group), individual oral exam

2.3.5. Elective Track „Biomaterials and Bioenergy” (englisch)

Sem. Nr. Module name (Elective module)

Module coordinator


Type of examination

2 55150 Bio-based Polymers and Composites

Prof. Laborie 5 01.04. – 26.06 Exam, laboratory participation and presentation, excursion

2 55140 Mechanical Behavior of Biomaterials

Junior-Prof. Dr. Samyn

5 01.04. – 17.07. Written exam

2 55160 Bioenergy from woody biomass

Prof. Becker 5 01.04. – 07.08. Project work, presentation


8 Stand Mail 2014

3. Modulbeschreibungen / Course Descriptions

Die Modulbeschreibungen sind entsprechend der vorangehenden Tabellen geordnet

The module descriptions are arranged according to the tables on the previous pages.

3.1. Pflichtmodule / Core Modules.................................................................................................................. 9

3.2. Profillinie „Landnutzung und Naturschutz“ ............................................................................................. 15

3.3. Profillinie „Umweltmodellierung und GIS“ .............................................................................................. 19

3.4. Profillinie „Ökologie des Klimawandels“ ................................................................................................. 23

3.5. Elective Track „Wildlife, Vegetation and Biodiversity” ............................................................................ 27

3.6. Elective Track „Biomaterials and Bioenergy” ......................................................................................... 31


9 Stand Mail 2014

3.1. Pflichtmodule / Core Modules

Modulnummer

42120

Modulname

Ökologisches Energie- und Stoffstrommanagement

Studiengang

M.Sc. Umweltwissenschaften/ Environmental

Scienes

Profillinie (PL)/Wahlpflicht

(WP)

Pflichtmodul

Fachsemester / Turnus

2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesungen/Übungen, Computerpraktikum

Teilnahmevoraussetzung

keine

Sprache

deutsch

Prüfungsform (Prüfungsdauer)

Klausur

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)

Modulkoordinator/in:

Prof. Dr. Mario Schmidt (Kontakt: [email protected])

Weitere beteiligte Lehrende:

Prof. Dr. Rainer Grießhammer, Dipl.-Ing. Carl-Otto Gensch, Frau Dipl.-Ing. (FH) Bettina Joa

Inhalte

Gegenstand des Moduls “Ökologisches Energie- und Stoffstrommanagement“ ist es, die Methoden der

Ökobilanzierung und der Energie- und der Stoffstromanalyse in Theorie und Praxis (in Form von

Übungsbeispielen und Software-Praktikum) zu vermitteln. Die Ökobilanzierung (Englisch: Life Cycle

Assessment, LCA) ist eine weithin akzeptierte und angewandte Methode zur Umweltbewertung von

Produkten und Dienstleistungen; sie wird von einer Vielzahl verschiedener Akteure angewandt und stellt ein

wichtiges Spezialgebiet der Umweltwissenschaften dar, das auch in Fachjournals ausgiebig aufgegriffen wird

(z.B. in: Int. J. of LCA, J. of Cleaner Production, J. of Industrial Ecology). In diesem Modul werden die

Grundlagen und der heutige Stand der Entwicklung dargestellt. Dabei werden auch die Grundlagen des

Software-Einsatzes anhand gängiger Tools (Umberto, GEMIS o.ä.) und des Einsatzes von Datenbanken

(ECOINVENT) vermittelt und geübt.

Neben der LCA auf der Basis der ISO-Norm 14040 und 14044 wird auch auf andere ähnliche Verfahren

eingegangen, etwa auf den Product Carbon Footprint nach der PAS2050 oder auf den Waterfootprint. Dazu

kommen Instrumente, die eher im betrieblichen Bereich relevant sind, wie z.B. die Materialfluss-

kostenrechnung nach ISO 14051 oder das Thema Ressourceneffizienz nach VDI 4800.

Die konkrete Beschäftigung mit der Thematik wirft neben methodischen Aspekten auch Fragen der

Datenverfügbarkeit und -qualität sowie der Belastbarkeit der darauf basierenden Aussagen auf. Gerade die

Bewertung in einem multikriteriellen Bereich ist ausgesprochen schwierig und überschreitet schnell die rein

naturwissenschaftlich oder technisch ausgerichteten Disziplinen.

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer sollten in der Lage sein, in quantitativen Modellen zu denken und mit

einfachen mathematischen Beziehungen (Lineare Algebra und lineare Gleichungssysteme) zu arbeiten.

Qualifikations- und Lernziele

Die an diesem Modul teilnehmenden Studenten sollen:

• solides Grundwissen erwerben zur Methode der Ökobilanzierung (1, 2)

• Grundlagen der Energie- und der Stoffstromanalyse verstehen und anwenden lernen (1, 2, 3)

• Erfahrungen sammeln in der Auswahl und Anwendung von geeigneten Verfahren (3)

• Mit gängiger Software konkrete Fallbeispiele des ökologischen Energie- und Stoffstrommanagement

modellieren können (4, 5, 6)


10 Stand Mail 2014

• Verständnis über Grenzen und Möglichkeiten von vorhandenen Werkzeugen und Verfahren entwickeln

und eigene Ideen zu deren Anwendung entwickeln (5, 6).

Klassifikation der Qualifikations- und Lernziele nach BLOOM (1973):

1= Kenntnisse: Wissen reproduzieren können; 2= Verständnis: Wissen erläutern können; 3= Anwendung: Wissen

anwenden können; 4= Analyse: Zusammenhänge analysieren können; 5= Synthese: eigene Problemlösestrategien

angeben können; 6= Beurteilung: eigene Problemlösestrategien beurteilen können

Literatur und Arbeitsmaterial

Pflichtlektüre

die Folien als pdf-Skript zur jeweiligen Vorlesung. Übungsaufgaben, weitere Erläuterungen

Weiterführende Literatur

ISO-Normen 14040, 14044, 14051, PAS2050, VDI 4800

Lehrbuch zu Ökobilanzen (auf Deutsch): Walter Klöpffer und Birgit Grahl, Ökobilanz (LCA): Ein Leitfaden für Ausbildung und Beruf. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2009, 440 Seiten, €89.

Ecoinvent, Overview and Methodology, Data v2.0 (2007): http://www.ecoinvent.org/fileadmin/documents/en/01_OverviewAndMethodology.pdf

Details zur Ökobilanzmethodik (auf Englisch): ILCD Handbook - International Reference Life Cycle Data System. 2010: http://eplca.jrc.ec.europa.eu/?page_id=86 Ferner:

Möller, A., Grundlagen stoffstrombasierter Betrieblicher Umweltinformationssysteme. Projekt-Verlag:

Bochum. 2000.

RKW (Hrsg.): Energie- und Stoffstromanalyse. RKW Rationalisierungs- und Innovationszentrum der

Deutschen Wirtschaft e.V. Kompetenzzentrum, Faktenblatt: 1/2011: http://www.rkw-

kompetenzzentrum.de/fileadmin/media/Dokumente/Publikationen/2011_FB_Energie-

Stoffstromanalyse.pdf

RKW (Hrsg.): Materialflusskostenrechnung. RKW Rationalisierungs- und Innovationszentrum der

Deutschen Wirtschaft e.V. Kompetenzzentrum, Faktenblatt: 2/2011: http://www.rkw-

kompetenzzentrum.de/fileadmin/media/Dokumente/Publikationen/2011_FB_Materialflusskosten.pdf

Schmidt, M., Schorb, A. (Hrsg.): Stoffstromanalysen für Ökobilanzen und Öko-Audits. Springer-

Verlag: Berlin/ Heidelberg/ New York. 1995: http://umwelt.hs-

pforzheim.de/fileadmin/dokumente/1995/1995_SchmidtSchorb_Springer.pdf

Schmidt, M., Häuslein, A. (Hrsg.): Ökobilanzierung mit Computerunterstützung. Springer-Verlag:

Berlin/ Heidelberg/ New York. 1997: http://umwelt.hs-

pforzheim.de/fileadmin/dokumente/1997/1997_SchmidtHaeuslein_Springer.pdf

Fachzeitschriften:

International Journal of Life Cycle Assessment: http://www.springer.com/environment/journal/11367

Journal of Industrial Ecology: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1530-9290

Journal of Cleaner Production: http://www.journals.elsevier.com/journal-of-cleaner-production/

http://www.ecoinvent.org/fileadmin/documents/en/01_OverviewAndMethodology.pdf

http://eplca.jrc.ec.europa.eu/?page_id=86

http://www.rkw-kompetenzzentrum.de/fileadmin/media/Dokumente/Publikationen/2011_FB_Energie-Stoffstromanalyse.pdf



http://www.rkw-kompetenzzentrum.de/fileadmin/media/Dokumente/Publikationen/2011_FB_Materialflusskosten.pdf

http://www.rkw-kompetenzzentrum.de/fileadmin/media/Dokumente/Publikationen/2011_FB_Materialflusskosten.pdf

http://umwelt.hs-pforzheim.de/fileadmin/dokumente/1995/1995_SchmidtSchorb_Springer.pdf

http://umwelt.hs-pforzheim.de/fileadmin/dokumente/1995/1995_SchmidtSchorb_Springer.pdf

http://umwelt.hs-pforzheim.de/fileadmin/dokumente/1997/1997_SchmidtHaeuslein_Springer.pdf

http://umwelt.hs-pforzheim.de/fileadmin/dokumente/1997/1997_SchmidtHaeuslein_Springer.pdf

http://www.springer.com/environment/journal/11367

http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1530-9290

http://www.journals.elsevier.com/journal-of-cleaner-production/


11 Stand Mail 2014

Modulnummer

42140

Modulname

Feldökologie

Studiengang

M.Sc. Umweltwissenschaften/

Environmental Scienes

Profillinie (PL)/Wahlpflicht (WP)

Pflichtmodul


2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesung, Übung, Exkursion


keine

Sprache

deutsch


Präsentation am Ende des Moduls zusammen mit mündlicher Prüfung

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)


Prof. Dr. Alexandra Klein, Dr. Gesine Pufal


Dr. Horst Tremp, Dr. Helmer Schack-Kirchner

Inhalte

■ Kennenlernen eines Landschaftsraums (Geologie, klimatische Verhältnisse, Böden, Flora, Vegetation, Nutzung)

■ Standortskundliche Erhebungen, bestehend aus bodenkundlichen, floristischen, vegetationskundlichen und tierökologischen Geländearbeiten

■ Erlernen feldökologischer Methoden

■ Datenauswertung zur Beantwortung wissenschaftlicher Fragestellungen

■ Zusammenhänge und Korrelationen zwischen den Fachgebieten erkennen lernen

■ Einbeziehung der Praxis, Relevanz des Erlernten für die Praxis


Das Modul vermittelt Grundlagen der Feldökologie und soll es ermöglichen, Querverbindungen zwischen den

einzelnen Fachgebieten und Sichtweisen herzustellen(1, 2). Da in unterschiedlichen Habitaten gearbeitet

wird, spielen Fragen der Verallgemeinbarkeit der gewonnenen Erkenntnisse eine große Rolle (3).

Zusammenhänge zwischen den Erkenntnissen alIer Disziplinen sollen in übergreifenden wissenschaftlichen

Fragestellungen erkant und erläutert werden (3, 4, 5). Im Vordergrund steht die Vermittlung von

methodischen Kenntnissen in Bodenökologie, Vegetationskunde und Pflanzen-Tier-Interaktionen sowie deren

Relevanz für die Praxis (5).






Literatur wird während des Moduls fortlaufend zur Verfügung gestellt.


12 Stand Mail 2014

Module number

42240

Module name

Spatial Information Systems

Courses of study


Scienes

M.Sc. Forstwissenschaften/Forest Sciences

Type

Core module

Core module

Semester / Rotation

2nd / summer term

1st/2nd / summer term

Teaching methods

Lectures, practical training, independent learning

Prerequisites for attendance

none

Language

English

Type of examination (duration)

Portfolio, poster presentation

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h, of this 90 h attendance)

Module coordinator:

Prof. Dr. Barbara Koch

Additional teachers involved:

Dr. C.P. Gross

Syllabus:

Landscapes are dynamic, constantly and simultaneously affected by numerous processes. Major changes to the landscape can be caused by natural disasters, such as storms, fire, drought and flooding, whereas more gradual changes can be caused by weathering, wind, waves, frost, etc. To understand, monitor and react to these complex changes and processes, data must be collected, organized, managed, analyzed and displayed. Since changes take place over such a large area, remotely sensed data is collected and managed with further data in a Geographical Information System (GIS).

Geographic Information Systems (GIS) is a computer-based tool to map and analyze where things exist and events happen on earth. GIS technology integrates common database operations such as query and statistical analysis with the unique visualization and geographic analysis benefits offered by maps. These abilities distinguish GIS from other information systems and make it valuable for use in a wide range of applications for explaining events, predicting outcomes, and planning strategies.

In this module the students will be trained on a specific GIS software package (ArcGis / ESRI). Students acquire professional skills create, manage, edit, analyze and model spatial data. The students will apply the knowledge learned in lectures in individual projects.

Learning goals and qualifications:

Ability to plan and set up a GIS project (3,4,5,6)

Reliable application of GIS tools (2)

Sensible and careful handling of Geodata (3,4,5)

Classification of cognitive skills following Bloom (1956):

1 = Knowledge: recalling facts, terms, basic concepts and answers; 2 = Comprehension: understanding something; 3 = Application: using a general concept to solve problems in a particular situation; 4 = Analysis: breaking something down into its parts; 5 = Synthesis: creating something new by putting parts of different ideas together to make a whole; 6 = Evaluation: judging the value of material or methods.

Core Readings:

Script and handouts will be provided


13 Stand Mail 2014

Module number

94265

Module name

Ecosystem Management

Courses of study


Scienes


Type

Core module

Core module

Semester / Rotation

2nd / summer term


Teaching methods

Lectures, excursions, group work


none

Language

English


Assessment Report

ECTS-LP (Workload)


Module coordinator:

PD Dr. Benno Pokorny

Additional teachers involved:

Prof. Dr. Michael Pregerning, PD Dr. Peter Pechacek, Dr. Kirsten Hackenbroch, Dr. Anna Growe, Dr. Georg Winkel, Prof. Dr. Friederike Lang, Dr. Dominik Schlotter, PD Dr. Klaus von Wilpert

Syllabus:

The concept of Ecosystem Management has merged as a new paradigm for the management of natural

resources. It is based on the objectives of sustainable use and conservation of natural resources as well as

fair and equitable sharing of benefits from ecosystem goods and services. Underpinning this approach are

explicit objectives for the management of natural resources that can be translated into measurable goals,

which lend themselves to monitoring. Ecosystem management recognises that ecosystems are complex and

interconnected systems, which function on a range of spatial and temporal scales. While management should

be based on sound ecological models and understanding aiming at maintaining ecosystem integrity, the

approach acknowledges that knowledge on ecosystems is limited and the paradigms provisional and likely to

change in future. Consequently management approaches are being viewed as hypotheses that require

testing through systematic research and monitoring resulting in adaptive management.

In this module, students will be introduced to the concepts underpinning Ecosystem Management to enable

them to critically evaluate the strengths and limitations of the approach. The module comprises a one-week

excursion to visit a landscape setting, which serves as a case study to examine the Ecosystem Management

Approach. In the last phase of the module, the students discuss their impressions from the field, and work out

a report in which they assess the feasibility, potential and limitations of the approach based on the

experiences gained from the case study.

Learning goals and qualifications:

In this module students learn to:

Understand basic ecological principles (2);

Identify and analyze the importance of ecosystem functions (1)(4);

Interpret the main concepts underpinning the Ecosystem Management Approach (2);

Evaluate the strengths and limitations of the Ecosystem Management approach using a case study of a forested landscape in Central Europe (5),

Produce a framework for Ecosystem Management, recombining concepts and principles learned during the

course (6).


14 Stand Mail 2014



Core Readings:

A list of relevant texts will be made available at the start of the course; obligatory readings (and part of the

voluntary readings) will be made available online in electronic form. Preliminary readings:

Brussard, P.F., Reed, J.M., Tracy, C.R. (1998): Ecosystem management: what is it really?

Landscape and Urban Planning 40, 9-20.

Bundesamt für Naturschutz 2008. Landscape Planning. The basis of sustainable landscape

development. Bundesamt für Naturschutz, Bonn. 50p. URL:

www.bfn.de/fileadmin/MDB/documents/themen/landschaftsplanung/landscape_planning_basis.pdf

Cortner, H.J. and Moote, M.A. 1999. The politics of ecosystem management. Washington, DC: Island

Press. Chapters 3+4 (pp. 37-72)

Ecosystem Approach Principles (2000). UNEP/CBD/COP/5/23; Decisions adopted by the conference

of the parties to the convention on biological diversity at its fifth meeting; Nairobi, 15-26 May 2000;

Decision V/6

Noon, B.R. & J.A. Blakesley (2006): Conservation of the Northern Spotted Owl under the Northwest

Forest Plan. Conservation Biology 20 (2): 288-296


15 Stand Mail 2014

3.2. Profillinie „Landnutzung und Naturschutz“

Modulnummer

51140

Modulname

Rehabilitierung von Landschaften

Studiengang



M.Sc. Forstwissenschaften/Forest

Sciences


PL Landnutzung und Naturschutz



2 / jedes SoSe

1/2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesung, Übung, Exkursion,

Projektarbeit


keine

Sprache

deutsch


Klausur

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)


Prof. Dr. Werner Konold


Dr. P. Wattendorf, Dr. G. Schaber-Schoor, Prof. Dr. A. Klein, Dr. G. Pufal, weitere Dozenten aus der Praxis

Inhalte

Rekultivierung

Merkmale unterschiedlicher Abbauflächen und Deponien: Besonderheiten, natur- und umweltschutz-relevante Aspekte, Möglichkeiten der Folgenutzung

Verfahren der Wiederherstellung gestörter Standorte: Rekultivierung, Renaturierung, Sukzession

Ausführung von technischer Rekultivierung (Bodenaufbau, bodenverbessernde Maßnahmen) und Begrünung (standörtliche Voraussetzungen, Gehölzartenwahl)

Planungsprozesse (Eingriffs-/Ausgleichsregelung), Konflikte und Akteure bei der Wiederherstellung von Abbauflächen

Planungsübung in Gruppen

naturnahe Bauweisen

Einführung in Methoden und einfache Bauweisen der Lebendverbauung und die Eignung von (Gehölz)Pflanzen für ingenieurbiologische Bauweisen im Landschaftsbau und im Wasserbau

urbane Freiflächen

Kennenlernen aktueller Tendenzen im Umgang mit urbanen Freiflächen (z.B. urban gardening)


Erwerb von Grundkenntnissen über Abbauflächen und Deponien, Ingenieurbiologie und naturnahe Bauweisen, sowie Pflanzen basierte Sanierung belasteter Böden

Einblick in Planungsprozesse von Rekultivierungen

Erkennen von Schwierigkeiten und Lösungsansätzen in der Praxis der Rekultivierung von Abbauflächen und Deponien und der Folgenutzung

Grundkenntnisse über die für naturnahe Bauweisen wichtigsten Gehölzarten (Salix) sowie deren Gewinnung und Verwendung

Erkennen von Lösungsansätzen für einfache Anwendungen ingenieurbiologischer Bauweisen


16 Stand Mail 2014


Gilcher, S.; Bruns, D. (1999): Renaturierung von Abbaustellen, Stuttgart, 355 S. / LAK „Forstliche Rekultivierung” (2011): Forstliche Rekultivierung, Schriftenreihe Umweltberatung im ISTE, Band 3, 95 S.

Begemann, W. & Schichtl, H.-M. (1986): Ingenieurbiologie – Handbuch zum naturnahen Wasser- und Erdbau, Wiesbaden und Berlin, 216 S.

Weitere Literatur wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben.


17 Stand Mail 2014

Modulnummer

51150

Modulname

Nachhaltige Entwicklung ländlicher Räume

Studiengang




Sciences





2 / jedes SoSe

1/2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesung, Übung, Exkursion


keine

Sprache

deutsch


Klausur, Protokoll

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)




Prof. Dr. U.-E. Schmidt, Dr. H. Schaich, Dr. M. Herbener und weitere Dozenten aus der Praxis

Inhalte

Die Studierenden lernen mit einem konfliktorientierten und sozialen Nachhaltigkeitsbegriff zu arbeiten unterhalten einen Überblick über die Charakteristika und Problem von ländlichen Räumen. Sie beschäftigen sich mit den Grundlagen der Regionalentwicklung sowie den Möglichkeiten zur Umsetzung von Maßnahmen des Regionalmanagements anhand von konkreten Fallbeispielen im ländlichen Raum.

In der ersten Woche werden historische Nutzungskonflikte in engem Bezug zu Wald und Waldnutzung mit ihrer Relevanz für die Gegenwart analysiert sowie die Entstehung von Nachhaltigkeitskonzeptionen im Allgemeinen vermittelt. Außerdem werden Fragen der Umweltwahrnehmung heute im Vergleich zu früheren Gesellschaften thematisiert und die Naturschutz- und Umweltgeschichte von ländlichen Räumen analysiert.

In der zweiten Woche werden die Charakteristika und Probleme von ländlichen Räumen aufgezeigt, Politiken für den ländlichen Raum vorgestellt und verschiedene Politik- und Managementansätze diskutiert. Die Chancen und Grenzen des Regionalmarketings und der Partizipation von Interessensgruppen werden anhand von konkreten Projekten aus der Praxis diskutiert. Besonderes Augenmerk wird auf Möglichkeiten der Beteiligung politischer Akteure sowie Verfahren des Konfliktmanagements gelegt.

In der dritten Woche werden im Rahmen einer 4-tägigen Exkursion verschiedene zukunftsweisende Regionalentwicklungsprojekte in den Alpen und im Allgäu besucht und deren Konzepte und Methoden analysiert.


Kenntnis der Geschichte der Nachhaltigkeit und Fähigkeit zur Analyse der Umweltgeschichte bestimmter Regionen

Einordnung gegenwärtiger Zustände und Trends in ländlichen Räumen in Deutschland in historische Entwicklungslinien

Kenntnis der Besonderheiten von ländlichen Räumen sowie Regionalentwicklungsansätzen und Politiken zur Entwicklung dieser Räume

Fähigkeit Regionalentwicklungskonzepte kritisch beurteilen zu können

Anwendung von Ansätzen des Regionalmarketings unter Berücksichtigung von regionalen Besonderheiten

Analyse von Erfolgsfaktoren für das Funktionieren von Regionalmarketing bzw. -entwicklungsprojekten


wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben und ausgegeben.


18 Stand Mail 2014

Modulnummer

51160

Modulname

Kulturlandschaftsanalyse und Planung

Studiengang




Sciences





2 / jedes SoSe

1/2 / jedes SoSe

Lehrform

Exkursion nach Slowenien (29.07.14 -

06.08.14), Geländearbeit


keine

Sprache

deutsch


Projektarbeit: Präsentation und Ausarbeitung

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)




Dr. Peter Wattendorf, Dr. Otto Ehrmann

Inhalte

In dem Modul werden am Beispiel einer slowenischen Kulturlandschaft Grundlagen und Methoden der Kulturlandschaftsanalyse sowie der Ausgestaltung und Weiterentwicklung von Landnutzungssystemen anhand einer eigenen Projektarbeit vermittelt. Hinzu kommen Einblicke in einen Landschaftsraum, der von einem spezifischen Wasserhaushalt (Karst), von Waldzunahme und Rückzug aus der Landwirtschaft gekennzeichnet ist. Behandelt werden außerdem Naturschutzfragen.

Im Rahmen einer mehrtägigen Geländearbeit im Regionalpark Škocjanske Jame (Teil des Biosphärenreservats „Karst“, Slowenien) eignen sich die Studierenden Grundlagen und Methoden der Kulturlandschaftsanalyse an. Sie erforschen die Genese dieser Kulturlandschaft, indem sie eigenständig Daten zu Landnutzungen und kulturlandschaftlichen Elementen erheben und diese interpretieren.

Auf der Grundlage dieser Ergebnisse und des erworbenen theoretischen Wissens werden Strategien zur

zukünftigen Entwicklung der Untersuchungslandschaft diskutiert und ausgearbeitet. Dabei spielt das

Aufgreifen und Umsetzen von Regionalentwicklungspotenzialen und der Interessen und wirtschaftlichen

Situation der Bevölkerung eine große Rolle.


Problemzentrierter Einsatz von verschiedenen Maßnahmen zur Regionalentwicklung

Anwendung von Konzepten des Regionalmarketings und Umgang mit Problemen in der Praxis des Regionalmanagements

Kenntnis und Anwendung von Methoden der historischen und rezenten Landschaftsanalyse

Einordnen verschiedener Kulturlandschaftselemente in den historischen Kontext

Lösungskompetenz von komplexen Raum-Zeit-Problemen in der Landschaft

Umsetzung der Erkenntnisse für die Entwicklung nachhaltiger Landnutzungssysteme

Zielgruppenspezifische Kommunikation von Forschungsergebnisse (Präsentationen und schriftliche Aufarbeitung)


Literatur und weitere Unterlagen werden zu Beginn des Moduls ausgegeben.


19 Stand Mail 2014

3.3. Profillinie „Umweltmodellierung und GIS“

Modulnummer

57140

Modulname

Umweltstatistik

Studiengang




PL Umwelrtmodellierung und GIS


2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesungen, Übungen, Gruppenarbeit


Grundkenntnisse in Statistik: Verteilungen, maximum likelihood, Regression, ANOVA, GLM, PCA Datenimport und einfache statistische Analysen in R (www.r-project.org)

Sprache

deutsch


Projektarbeit in den letzten Tagen des Kurses, je Themengebiet Protokoll der Übungsafugaben

ECTS-LP (Workload)

5 (125 h, davon 90 h

Präsenz)


Prof. Dr. Carsten Dormann


Prof. Dr. Markus Weiler, Dr. Jens Lange, Dr. Kerstin Stahl

Inhalte

Das Modul vertieft Statistikkenntnisse und –anwendungen:

Generalised Additive Models

Classification & Regression Trees (inkl. randomForest und BRT)

nicht-parametrische Statistik (resampling-Verfahren)

Modellselektion inkl. Kreuzvalidierung

gemischte Modelle

räumliche Statistik (correlogram, variogram); Geostatistik (räumliche Interpolation, z.B. Kriging)

Extremwertstatistik

Zeitreihenanalysen (autocorrelation, decomposition)

Alle Analysen werden anhand der freien Statistiksoftware R gelehrt.


Erweiterung der Statistikkenntnisse

Lösung komplexer statistischer Aufgaben

Vertiefung der Fähigkeiten im Umgang mit R





http://www.r-project.org/

http://www.r-project.org/


20 Stand Mail 2014


Crawley (2007) The R Book. Wiley.

*Helsel & Hirsch (1992) Statistical Methods in Water Resources.

(www.epa.gov/region9/qa/pdfs/statguide.pdf)

Schönwiese (2006) Praktische Statistik für Meterologen und Geowissenschaftler, 4. Aufl., Bornträger

*R-Dokumentation unter http://cran.r-project.org/other-docs.html, etwa http://cran.r-

project.org/doc/contrib/Dormann+Kuehn_AngewandteStatistik.pdf

* zeigt eine kostenlose Quelle an

http://cran.r-project.org/other-docs.html


21 Stand Mail 2014

Modulnummer

57150

Modulname

GIS Plus

Studiengang






2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesung, praktische Übungen,

eigenständiges Bearbeiten von Aufgaben


Grundkenntnisse in ArcGis (Esri)

Sprache

deutsch


Portfolio und Projektarbeit

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h, davon 90 h

Präsenz)


Prof. Dr. Barbara Koch


Dr.-Ing. Holger Weinacker, Dr. Helmer Schack-Kirchner

Inhalte

Das Modul vertieft GIS Kenntnisse und Anwendungen (ArcGis Esri, Grass) :

Einführung in die Programmiersprache Python

Einführung in die freie/open Gis Software Grass

Analyse von Umweltdaten (z.B. Höhendaten etc.) mittels Python

Automatisierung von Auswertungs- und Analyseprozessen in ArcGis/Grass mit Hilfe von Python

Zum Abschluss des Moduls wird ein Überblick über weitere freie / open source GIS Software gegeben


Erweiterung der GIS Kenntnisse (1,3)

Lösung komplexer Aufgaben in der Geodatenverarbeitung insbesondere mit Hilfe der

Programmiersprache Python (3,4,5,6)

Kennenlernen von freier GIS Software als Alternative zu kommerziellen Produkten (1,2)






Handouts und Daten werden zur Verfügung gestellt


22 Stand Mail 2014

Modulnummer

57160

Modulname

Umweltsystemmodellierung

Studiengang






2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesung mit Übungen


keine

Sprache

deutsch


Benotete Übungen und Hausarbeit

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h, davon 60 h

Präsenz)


Dr. Florian Hartig


Prof. Dr. Carsten Dormann, Dr. Hans-Peter Kahle, Dr. Johanna Schuler, Arno Mattes

Inhalte

Ziel dieses Kurses ist es sich mit Entwurf, Anwendung, Auswertung und Bewertung komplexerer,

insbesondere prozess-basierter Modelle zu beschäftigen. Der Kurs ist in 3 Wochen aufgeteilt, mit den

folgenden Hauptthemen:

Woche 1: Überblick Modellierung: Generelle Konzepte, Modelltypen in Umwelt und Sozialwissenschaften,

Modellbeschreibung, Auswertung, Sensitivitätsanalyse, Parametrisierungsmethoden, Vorhersagekraft und

Unsicherheit

Woche 2: Arbeiten mit Waldwachstumsmodellen

Woche 3: „Limits to Growth“ Fallstudie und Projektarbeit (Nachvollziehen der Annahmen und des

gesellschaftlichen Kontexts der Limits to Growth Studie, nachprogrammieren der Resultate, Bewertung aus

heutiger Sicht)


s.o.






Siehe Kurswebseite


23 Stand Mail 2014

3.4. Profillinie „Ökologie des Klimawandels“

Modulnummer

56140

Modulname

Klimafolgen I

Studiengang




PL Ökologie des Klimawandels


2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesung, Seminar


keine

Sprache

deutsch


Referate, Poster, Klausur

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)


Prof. Dr. Heinz Rennenberg ([email protected])


Prof. Dr. Heinrich Spiecker, Dr. Hans-Peter Kahle, Dr. Michael Dannenmann

Inhalte

Das Modul basiert auf den Grundlagen, die im Modul „Ökosystemkreisläufe“ im Wintersemester geschaffen

wurden. In drei Abschnitten, die von Waldwachstum und Baumphysiologie gelehrt werden, werden die

Konsequenzen des Klimawandels auf verschiedene ökosystem-relevante Prozesse untersucht. In der ersten

Woche wird das Baumwachstum unter verschiedenen Umwelteinflüssen betrachtet. Dies beinhaltet u.a.

Jahrringbildung, Höhentriebbildung, Wuchszonen in Jahrringen und Phänologie. Weitere Schwerpunkte

liegen auf den Themenkomplexen „Holz als Umweltarchiv“ (Dendrochronologie, Dendroökologie,

Dendroklimatologie), „Klimawandel und Produktivität“ und „Nachwachsende Rohstoffe und globaler

Kohlenstoffkreislauf“. In der zweiten Woche wird aufgezeigt, inwieweit sich biogeochemische Kreisläufe (im

wesentlichen Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf) im Zuge des globalen Klimawandels verändern werden. In

der dritten Woche werden die physiologischen Konsequenzen des Klimawandels anhand der Faktoren Hitze,

Trockenheit, Überflutung und Ozon, besprochen.


Vertiefendes und übergreifendes Verständnis des Klimawandels auf biogeochemische Kreisläufe,

Waldwachstum und Physiologie von Bäumen

Arbeiten mit und kritische Analyse von englisch-sprachiger Originalliteratur

Zusammenfassen und Präsentation von Originalarbeiten.

Präsentationen in Form von Referaten und Postern






Literatur und Arbeitsmaterial wird während der Veranstaltung ausgegeben


24 Stand Mail 2014

Modulnummer

56150

Modulname

Klimafolgen II

Studiengang






2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesung, Seminar


keine

Sprache

deutsch


Vortrag, Flyer

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)


Prof. Dr. Friederike Lang


Dr. Tim Burzlaff, Dr. Helmer Schack-Kirchner, Julia Sohn

Inhalte

Die Veränderung des Klimas auf regionaler und globaler Ebene beeinflusst die Landnutzung und stellt Nutzer

und Planer vor neue Fragen. So können zum Beispiel manche Pflanzensorten bei steigenden Temperaturen

nicht mehr angebaut werden bzw. die Erntequalität sinkt (z.B. Weinbau), im Bereich forstlicher Landnutzung

muss bei der Bestandesverjüngung schon heute das Klima und der Energiebedarf von übermorgen

berücksichtigt werden, und in der Landwirtschaft begünstigt der Klimawandel und die sich daraus ergebende

Notwendigkeit der verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien den Anbau nachwachsender Rohstoffe. Von

den Änderungen des Klimas werden nicht nur kultivierte sondern auch wildlebende Tier- und

Pflanzenpopulationen beeinflusst. Dies wiederum hat Einfluss auf die verschiedenen Nutzerinteressen in

Land- und Forstwirtschaft, Weinbau oder Naturschutz. Hierbei ist an negative Effekte (z.B.

'Schädlingsproblematik'; Neobiota) zu denken, aber auch positive Effekte sind zu berücksichtigen.

Landnutzungsübergreifend sollen Konflikte nachvollzogen und Lösungen diskutiert werden, die sich aus der

Klima-bedingten Nutzungskonkurrenz verschiedener Landschaftsfunktionen ergeben (Lebensmittel- und

Brennstofferzeugung, Naturschutz, Gewässerschutz). Ziel des Kurses ist es, die vorhandenen Kenntnisse

über Ökosystemprozesse und deren Beeinflussung durch den Klimawandel auf aktuelle Fragen der

Landnutzung anzuwenden. Behandelt werden die Landnutzungsformen (1) Landwirtschaft (2) Forstwirtschaft

(3) Weinbau (4) Naturschutz. Wir werden den Kontakt zu Behörden und verschiedenen Landnutzern (regional

und international) herstellen. Die Studierenden sollen dann in 4 Landnutzungs-Kleingruppen basierend auf

Literaturrecherche und den Interviews mit den Behörden und Landnutzungsvertretern sowie der Analyse von

Fallbeispielen vorhandene Probleme zusammenstellen und erläutern sowie mögliche Lösungsansätze

darstellen. Die Arbeiten werden am Ende des Kurses in Vorträgen präsentiert, darüber hinaus sollen alle

Studierenden einen anschaulichen und allgemeinverständlichen Flyer zu den behandelten

Landnutzungsproblemen und Lösungen erarbeiten.


Wissen über die durch den Klimawandel erzeugten Landnutzungsprobleme (1,2)

Einblicke in anwendungsorientiertes Arbeiten bei Behörden, Verbänden und Forschungsanstalten (1)

Kennenlernen praktizierter Lösungsansätze (1,2)

Kritische Auseinandersetzung mit aktuellen Landnutzungsstrategieen (3,4)

Vernetzung des Wissens über den Klimawandel mit den Aspekten der Landnutzung (3,4)

Zusammenführung und kritische Bewertung der Ergebnisse der eigenen Recherche (5,6)


25 Stand Mail 2014








26 Stand Mail 2014

Modulnummer

56160

Modulname

Freilandmethoden

Studiengang






2 / jedes SoSe

Lehrform

Vorlesung, Seminar, Praktikum


keine

Sprache

deutsch


Berichte, Referate

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)


Prof. Dr. Heinz Rennenberg ([email protected])


Prof. Dr. Friederike Lang, Prof. Dr. Heinrich Spiecker, Prof. Dr. Jürgen Bauhus, , Dr. Martin Kohler, Dr. Judy

Simon, PD Dr. Jürgen Kreuzwieser, Dr. Hans-Peter Kahle, Markus Graf, Dr. Tim Burzlaff, Prof. Dr. Carsten

Dormann

Inhalte

Das Modul befasst sich mit der experimentellen Analyse von Klimaeffekten auf terrestrische Ökosysteme und

der Identifikation der zugrunde liegenden Prozesse. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer arbeiten

gemeinsam an einer aktuellen Fragestellung, aufgeteilt in Kleingruppen mit Schwerpunktsetzung in den

unterschiedlichen Disziplinen. Die Studierenden werden dabei experimentelle und analytische Methoden

erlernen, die im Rahmen zukünftiger wissenschaftlicher Arbeiten (z.B. der Masterarbeit) Verwendung

essentiell sind. Es werden Grundlagen des wissenschaftlichen Arbeitens vermittelt, wie die Ableitung von

Hypothesen, das statistische Design von Versuchen, die Bewertung der Aussagekraft der Ergebnisse, sowie

deren Darstellung und Interpretation., etc.

Nach einer generellen Einführung in die Thematik „Ökosystemforschung“ werden Kleinstgruppen (2 bis max.

4 Personen) gebildet, die an den beteiligten Professuren eigenständige wissenschaftliche Projekte

bearbeiten. Dies beinhaltet Versuchsplanung und Vorbereitung, Durchführung und Datenauswertung, sowie

Publikation der Ergebnisse.


Erlernen wichtiger Prinzipien des experimentellen Designs

„Übersetzen“ einer Forschungsfrage in einen experimentellen Ansatz, inkl. Auswahl geeigneter

Methoden

Kennenlernen wichtiger Schritte im Forschungsprozess, von der Formulierung von Hypothesen, zur

Dateninterpretation, und dem Schreiben eines kurzen Forschungspapers

Kritische Bewertung der Genauigkeit der Messungen, möglicher Fehlerquellen und

Reproduzierbarkeit ökologischer Messungen, Hochskalieren von Daten auf übergeordnete

Hierarchieebenen, etc.

Sichere Anwendung verschiedener Methoden, die für die Ökosystemforschung Bedeutung haben








27 Stand Mail 2014

3.5. Elective Track „Wildlife, Vegetation and Biodiversity”

Number of module

52140

Name of module

Insect Communities and Dynamics

Courses of study



Scienes

Type

Elective Track: Wildlife, Vegetation and Biodiversity

Semester / Rotation


Teaching methods

group work, tutorials, lectures


none

Language

English


protocol, presentation, poster

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)

Module coordinator:

Prof. Dr. M. Boppré

Additional lecturers:

Prof. Dr. A. Reif, Prof. Dr. I. Storch

Syllabus

In addition to individuals, populations and communities are important ecological entities. Plant species associating on certain sites form plant communities, which in turn, provide the basis for animal communities. Shifts in site conditions or successions result in a gradual turnover of species occurrences, both in plants and animals, that are linked in multiple and complex ways. Ecosystem management is based, in part, on population management by enhancement or suppression, respectively. Management goals include harvesting, conservation, and control of populations. Basic principles of population dynamics (biotic as well as abiotic factors) are significant for the understanding of various types of population dynamics. Some contexts are particularly highlighted because different factors have different impact according to species or management context:

Insect populations: examples for communities and their dynamics

Wildlife Ecology: introduction to wildlife population ecology as a basis of wildlife management

Neobiota: influences of alien species on their 'new' environment

Relationships between sites and vegetation; indicator values of species

Plant formations and communities: concepts, definitions, examples

Ecological gradients

Learning goals and qualifications

In this module students learn and study biological basics of populations and communities such as structure, dynamics, and determining factors. Major objective is to understand relationships between pedology, climatology, species compositions; the formation of plant and animal communities and populations, their ecological function, the relations among animals and between plants and animals. Furthermore, cases are presented and analysed to understand complexity of biotic and abiotic influences. Since every single problem of managing populations is unique; case studies are used to develop general principles and concepts that can be transferred to analyse any case for identifying biological factors crucial for management approaches. Students will be enabled to develop and implement adapted concepts and to consider and synthesize information from other sources (literature, modules).




28 Stand Mail 2014

Literature

Alcock, J (1993) Animal Behavior. Sunderland/Mass.: Sinauer

Begon M, Thompson M, Mortimer M (eds) (1990) Population Ecology. Blackwell Science

Campbell NA, Reece JB (2004) Biology. Heidelberg: Spektrum

Gullan PJ, Cranston PS (1994) The Insects: An outline of entomology. London: Chapman & Hall

Krebs JR, Davis NB (1993) An introduction to behavioural ecology. Oxford: Blackwell

Krausman PR (2002) The basics of habitat. Chapter 16 (pp 292-302) in Krausman PR (2002) Introduction of Wildlife management. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall

Bolen EG & Robinson WL (1999) Population Ecology. Chapter 5 (pp 45-66) in Bolen EG & Robinson WL (eds) (1999) Wildlife ecology & management. 4th ed. Upper Saddle River/NJ: Prentice Hall

Van der Maarel E (2005) Vegetation Ecology. Oxford: Blackwell


29 Stand Mail 2014

Number of module

52150

Name of module

Restoration Ecology

Courses of study



Scienes

Type


Semester / Rotation


Teaching methods

Lectures, group works, excursions


none

Language

English


Written (70%), presentation (20 %), participation (10%)

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)

Module coordinator:

Prof. Dr. Dr. h.c. A. Reif


NN Silviculture (Dr. Jan Bannister)

Syllabus The module introduces into „restoration ecology“ as scientific discipline and practical implementations in form

of case studies. „Restoration“ aims at developing an ecosystem to a state similar to the previous state. The

historic state acts as “reference”, and is compared with the actual state of the ecosystem. These analyses

provide the base for to generate the overall goals (of restoration projects). These general goals have to be

transformed to “feasible” objectives, specific for each restoration project. Specific measures are needed and

will be applied to reach these objectives. Monitoring is essential for measuring the success of the restoration

measures, and for feedback.

Examination: Written exam (70 %) Students’ presentation – case study of restoration (20 %) Participation in lectures, excursions, group works (10 %)

Remark: Daily 9-13 h, 2 full days excursion

Learning goals and qualifications The students are taught and know after participation and the examination:

• principles and state of knowledge of Restoration Ecology (1, 2)

• implementation of restoration measures, and subsequent monitoring (3)

• to develop own „restoration“-concepts and projects (3, 4)

• ability to recognize the limitations of „restoration“ (5, 6)

• ability to recognize weaknesses when designing restoration projects and practical implementations (5, 6)

The students additionally learn:

• how to measure or assess parameters and indicators in the field

• how to improve personal learning strategies

• present the results of own small projects



Literature will be provided during the module, according to projects chosen.


30 Stand Mail 2014

Number of module

52160

Name of module

Assessing, Analysing and Monitoring of Vegetation

Courses of study



Scienes

Type


Semester / Rotation


Teaching methods

Lectures, exercises, field trip


none

Language

English


Presentation of project (group) and with individual oral exam

ECTS-LP (Workload)

5 (150 h)

Module coordinator:

Prof. Dr. Dr. h.c. A. Reif, Dr. Stefanie Gärtner


Dr. Stefanie Gärtner, Dr. Winfried Meier, Tutor/in

Syllabus Assessment, analysis and monitoring of vegetation and the interpretation of results are important skills in

many ecological and nature conservation areas of work. Knowledge of the vegetation is often a key for the

basis of both habitat mapping and assessment. There is a high probability that MSc forest science graduates

will collect analyses and evaluate vegetation during their professional careers. And if not doing the work

themselves it is important to understand how to read these results.

In this course participants will receive an introduction to the theoretical and conceptual background of

vegetation science and site classification. This course has a practical and hands-on approach in developing a

sampling design, data assessment procedure and data analysis scheme for a specific research question.

This procedure will be applied in the field and the collected data will be analyzed. The field work is done in

groups over a period of several days. A report of the applied methods and results with their interpretation is

used for grading.


Upon successful completion of the course the student will have:

A sound knowledge about the objectives and approach to the collection and analysis of vegetation

and site data (1, 2)

An overview of multivariate analysis methods(3, 4, 5)

Knowledge of the goals and procedures for monitoring (1, 2)

Recognition of limitations of the methods used (5, 6)

Ability to interpretation and discussion of results (5, 6)

capability of writing a thesis/report (2)



Literature will be provided during the module, according to projects chosen.


31 Stand Mail 2014

3.6. Elective Track „Biomaterials and Bioenergy”

Number of module

55150

Name of module

Biomaterials II: Bio-based Polymers and Composites

Courses of study


Scienes

Type

Elective Track: Biomaterials and Bioenergy

Semester / Rotation

2nd / summer term

Teaching methods

lectures, laboratory, excursion


Previous modules of „Biomaterials and Bioenergy“

Language

English


written exam and laboratory

ECTS-LP (Workload)


Module coordinator:

Prof. Marie-Pierre G. Laborie


-

Syllabus In this course, students will develop an overview of the science, technology and underlying fundamental

principles related to the development of bio-based polymers and bio-based composites. This entails

developing a knowledge foundation in polymer science; surface/adhesion science and adhesives. With this

foundation in hands, students will be introduced to the families and types of bio-based polymers and

composites based on natural fibers. In complementarity to Biomaterials I, in which lignocellulose-derived

biopolymers are in focus, this module highlights other engineering biopolymers (PLA, PHAs etc).

The course comprises both theoretical lectures and hands-on experience with a research-based laboratory project, in which natural fiber bio-based composites will be manufactured and characterized. In addition, an excursion will allow the students experiencing industrial-scale manufacture of composites based on natural fibers.


Acquire a knowledge foundation on the structure and properties of polymers and an overview of

engineered biopolymers (outside those derived from lignocelluloses)

Characterize an adhesive system, forces and mechanism at play in adhesive interfaces.

Develop an overview of natural fibers: their types, nature and characteristics for use as reinforcement

in bio-based composites.

Develop a critical assessment of important factors and requirements for both the polymer matrix and

the natural fiber for use in bio-based composites

Familiarize oneself with the principles and practical use of the analytical tools available for R&D

activities for the development and characterization of bio-based adhesives and composites.




32 Stand Mail 2014

Core Readings

The lecture notes are necessary but not sufficient material to reach the learning objectives. Additional

material will be discussed during class and are part of the test material. Students are strongly encouraged to

take additional notes during the lectures. Any material discussed during the lectures can be the topic of the

final examination.

Handbook of Engineering Biopolymers, Homopolymers, Blends and Composites, Ed. S. Fakirov and

D. Bhattacharyya, Hanser, Munich, 2007, ISBN-978-1-56990-405-3

Adhesion and Adhesive Technology, An Introduction, 2nd

edition, by Alphonsus V. Pocius, Hanser

Ed, Munich, 2002. ISBN 3-446-21731-2

Natural Fibers, Biopolymers, and Biocomposites, Ed. A. Mohanty , M. Misra and L. Drzal, CRC Taylor

and Francis, Boca Raton, FL, 2005, ISBN 0-8493-1741-X

Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources, Ed. M. N. Belgacem and A.

Gandini, Amsterdam, 2008, Elsevier, ISBN 978-0-08-045316-3


33 Stand Mail 2014

Number of module

55140

Name of module

Biomaterials III: Mechanical behavior of Biomaterials

Courses of study


Scienes

Type


Semester / Rotation

2nd / summer term

Teaching methods

lectures, laboratory, excursion


-

Language

English


written exam

ECTS-LP (Workload)


Module coordinator:

Jun.-Prof. Dr.-Ing. Pieter Samyn


-

Syllabus

In this module, the mechanical behaviour of natural polymers and composite materials will be described from

a fundamental and applied point of view. The hierarchical structure of natural materials provides them with

excellent properties that can be transferred into the design of new bio-based materials. After a description of

the deformation and fracture behavior of polymers and composites by fundamental material models under

different loading conditions, practical tests for determination of mechanical performance will be discussed.

Different design rules for improving the life-time of materials will be developed. In a second part, the basic

properties of those materials in molten state will be introduced in order to understand the technological needs

for processing the materials into products with good mechanical performance.

1. Elementary concepts describing material deformation and strength (4h)

2. Visco-elastic material behaviour (8h)

3. Material models for natural composites (8 h)

4. Fracture models for natural composites (4 h)

5. Fatigue and lifetime for natural composites (4 h)

6. Mechanical Testing (4 h)

7. Hierarchical structures in natural materials (8h) 8. Basics on shaping bio-based polymers (12 h)

8.1 Flow properties in molten state (8 h) 8.2 Overview on processing technology (4 h)

Excursion (1 Day) A full-day excursion is planned to e.g. Materialprüfungsanstalt Stuttgart

Exercises

One theoretical calculation exercise (4h) and one practical laboratory experiment (4h) will be done in groups.


The students will get insight in the deformation behavior and mechanical properties of natural

composite materials, and how these are quantified under different mechanical conditions (1, 2).

The students will practically evaluate the strength of materials during a laboratory experiment,

including sample conditioning and interpretation of a test protocol (3).


34 Stand Mail 2014

The behavior of materials will be analyzed by relating the internal structure of materials to its

mechanical performance (4).



Core Readings

Literature will be available upon start of the module.


35 Stand Mail 2014

Number of module

55160

Name of module

Bioenergy From Woody Biomass

Courses of study


Scienes

Type


Semester / Rotation

2nd / summer term

Teaching methods

lecture, excursion, project work


-

Language

English


project work, presentation

ECTS-LP (Workload)


Module coordinator:

Prof. Dr. Dr. h.c. Becker


Dr. Benjamin Engler, Dr. Aicher, Prof. Dr. Spiecker

Syllabus The module will introduce into the most relevant energy conversion technologies related to wood biomass.

Furthermore the important aspects of raw material procurement (production, harvesting, logistic) will be

explained. Cross-dependency to alternative uses of wood (industrial processing) will be distinguished. It starts

with detailed presentation of the principal conversion processes

pyrolysis

technical gasification

combustion

Specifications of these processes are going to lead to different kind of energy products (solid, liquid or gas).

These primary energies may be used direct or further processed into added value energy products. Within

the lecture the production of synthetic fuels (BtL) and High Temperature Carbonisation (HTC) will be

presented. Advantages and disadvantages of these processes will be discussed in terms of technology,

products, energy efficiency and biomass resources. Lectures will also give attention to the production and

characteristics of pellets.

To understand and evaluate the material base for the wood based bioenergy processes, biomass potentials

from forests, saw mill residues and short rotation coppice (SRC) will be assessed. Also production potentials

of biomass forest plantations will be part of the lecture. The topic of harvesting and supply concepts will be

touched as well.

Excursion within the module will give practical background information and present examples of these

technologies.

A case study, which deals with actual topics -- e.g. economic and energy efficient production of pellets from

SRC; energy concepts for an integrated energy supply -- will be part of the third week of the module.


The students will achieve basic knowledge about conversion processes and technologies of woody biomass.

They will be able to assess different technologies by knowing the advantages and disadvantages.

Furthermore the students will learn to assess the potentials of woody biomass supply and the production of intermediate products like wood chips and pellets. Based on the knowledge from the production side, the supply systems and knowing the principals of the conversion processes, the students will be able to analyse,

evaluate and develop suitable, regional and sustainable wood energy concepts. They will be able to


36 Stand Mail 2014

understand competition and integration between energy products (heat, power, fuel) and industrial wood

based materials from the economic and ecologic point of view.

The students will learn how to summarize essential information and to present them in written and oral form.



Core Readings

Richardson, J.. Bioenergy from sustainable forestry: guiding principles and practice: Kluwer Academic,

2002. 344 S.

Brenes, MD. Biomass And Bioenergy: New Research (2006): Chapter 2. Nova Science Pub Inc.

Klugman,S.; Karlsson,M. and Moshfegh,K. (2007): A Scandinavian chemical wood-pulp mill. Part 2.

International and model mills comparison. Applied Energy, Volume 84, Issue 3, Pages 340-350.

Additional literature will be given within the module.


37 Stand Mail 2014

4. Ansprechpartner / Contact persons

Funktion Name Kontakt

Studiendekan Prof. Dr. Siegfried Fink 0761/203-3649

[email protected]

Studiengangleitung Prof. Dr. Friederike

Lang

0761/203-3625

[email protected]

Course guidance for the

English-taught elective

lines

Esther Muschelknautz 0761/203-3607

[email protected]

Studiengangkoordination

für die deutschsprachigen

Module

Martina Attinger 0761/203-3808

[email protected]

Prüfungsamt Ursula Striegel 0761/203-3605

[email protected]

Modulhandbuch / Guide - msc-umwelt.uni-freiburg.de fileAlbert-Ludwigs-Universität Freiburg,...

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