Ziel der systembasierten Umweltforschung ist es, die Struktur, Funktionsweise und Dynamik des Naturraumes mit seinen anthropogenen Überprägungen, Interaktionen und Wechselwirkungen in allen zeitlichen Skalen und räumlichen Ebenen zu analysieren.
Da in der Systemtheorie eine einheitliche fachübergreifende Terminologie verwendet wird, eignet sie sich als ein einheitliches Beschreibungsmittel systemarer Prozesse. Durch die Bildung von Sub- und Teilsystemen, die untereinander streng abgegrenzt werden müssen, können Teilaspekte ausgegliedert und unter einem einheitlichen Kontext betrachtet werden. Die Systemtheorie zwingt somit zur Systematisierung und Strukturierung komplexer Zusammenhänge und fördert eine holistische Betrachtungsweise umweltwissenschaftlicher Fragestellungen.
Die Systemanalyse dient dazu, auf der Grundlage systemtheoretischer Erkenntnisse genug Informationen zu gewinnen, um für Problemstellungen des betrachteten Systems oder des Anwendungsgebietes Anforderungen an eine Problemlösung zu formulieren um anschließend Lösungen gestalten zu können. Prozessanalyse, Parametrisierung und Modellierung dienen als Handwerkszeug systematischer Untersuchungen umweltwissenschaftlicher Fragestellungen. Erst durch die systemanalytische Betrachtung und Untersuchung eines konkreten Systems lässt sich dessen Aufbau und seine äußere und innere Funktionalität verstehen, bewerten, klassifizieren und dokumentieren.
Die Studierenden sollen...
| Block | Thema | Stichpunkte / Ablauf | Dozent / Referent(In) |
|---|---|---|---|
| 1 | Einführung in die Systemtheorie |
Grundlagen (Geschichte, Bedeutung, Theoretische Ansätze von Geo- und Bioökosystemen) Zielsetzung der Lehrveranstaltung (Lehrinhalte) |
MD |
| 2 | Modellvorstellung und allgemeine Merkmale von Systemen |
Modellvorstellung
Raum-zeitliche Merkmale |
MD |
| 3 | Modellvorstellung und allgemeine Merkmale von Systemen |
Räumliche Hierarchien Prozessdynamik von Systemen abiotische und biotische Stoffflüsse Systemgrenzen Strukturarten |
MD |
| 4 | Systemeigenschaften |
Linearität und Nichtlinearität Stabilität und Instabilität (Eigenschaften, Unterscheidung und Typen) Deterministisches Chaos (Selbstähnlichkeit, Fraktale, Attraktoren) |
WM, MD |
| 5 | Systemeigenschaften |
Reversibilität und Irreversibilität |
OS, MD |
| 6 | Systemeigenschaften |
Entropie und Selbstorganisation |
OS, MD |
| 7 | Systementwicklung |
Reslilienz, Rückkehrzeit, Reaktivität, Elastizität, Belastbarkeit, Emergenz, Memory-, Hysterese- und Versklavungseffekte, Synergetik | AM, MD |
| 8 | Systementwicklung |
Historizät, Hemerobisierung, Evolution | MD |
| 9 | Systemmodellierung |
Modellvorstellung und Modellbildung Diskretisierung und Prozessbeschreibung (z. B. Box-Modell) Systemanalyse (Verifizierung, Validierung, Nutzung) |
MD |
| 10 | Systemanalyse |
Wasserkreislauf (Übung) |
MD |
| 11 | Systemanalyse |
Kohlenstoffkreislauf (Übung) |
MD |
| 12 | Systemanalyse |
Klimawandel |
MD |
| 13 | Systemanalyse |
DPSIR-Modell (z. B. B10-Ausbau, Naturschutzprogramme, etc.) |
MD |
| 14 | Beispiele | Ökosystemforschungskonzepte (z. B. MAB) | MD |
Die Reihenfolge der Themenblöcke kann kann je nach Umfang variieren.
MD: Markus Dotterweich, OS: Oliver Schwarz, WM: Wieland Müller, AM: Andreas Müller
Die Literatur zu dieser Thematik ist sehr umfangreich und teilweise sehr speziell ausgelegt. Im folgenden werden die fettgedruckten Literaturangaben empfohlen, die im Handapperat zu dieser Veranstaltung in der Bibliothek eingesehen werden können. Die Signaturen der Bücher finden sich am Ende des jeweiligen Zitates.
Weitere Literatur wird während der Lehrveranstaltung ausgegeben.