Description: Forests worldwide are threatened by various environmental and anthropogenic hazards, especially tropical forests. Knowledge on the impacts of these hazards on forest structure and dynamics has been compiled in empirical studies. However, the results of these studies are often not sufficient for long-term projections and extrapolations to large spatial scales especially for unprecedented environmental conditions, which require both the identification and understanding of key underlying processes. Forest models bridge this gap by incorporating multiple ecological processes in a dynamic framework (i.e. including a realistic model structure) and addressing the complexity of forest ecosystems. Here, we describe the evolution of the individual-based and process-based forest gap model FORMIND and its application to tropical forests. At its core, the model includes physiological processes on tree level (photosynthesis, respiration, tree growth, mortality, regeneration, competition). During the past two decades, FORMIND has been used to address various scientific questions arising from different forest types by continuously extending the model structure. The model applications thus provided understanding in three main aspects: (1) the grouping of single tree species into plant functional types is a successful approach to reduce complexity in vegetation models, (2) structural realism was necessary to analyze impacts of natural and anthropogenic disturbances such as logging, fragmentation, or drought, and (3) complex ecological processes such as carbon fluxes in tropical forests – starting from the individual tree level up to the entire forest ecosystem – can be explored as a function of forest structure, species composition and disturbance regime. Overall, this review shows how the evolution of long-term modelling projects not only provides scientific understanding of forest ecosystems, but also provides benefits for ecological theory and empirical study design.

Description: We compare and contrast the ecological impacts of atmospheric and oceanic circulation patterns on polar and sub-polar marine ecosystems. Circulation patterns differ strikingly between the north and south. Meridional circulation in the north provides connections between the sub-Arctic and Arctic despite the presence of encircling continental landmasses, whereas annular circulation patterns in the south tend to isolate Antarctic surface waters from those in the north. These differences influence fundamental aspects of the polar ecosystems from the amount, thickness and duration of sea ice, to the types of organisms, and the ecology of zooplankton, fish, seabirds and marine mammals. Meridional flows in both the North Pacific and the North Atlantic oceans transport heat, nutrients, and plankton northward into the Chukchi Sea, the Barents Sea, and the seas off the west coast of Greenland. In the North Atlantic, the advected heat warms the waters of the southern Barents Sea and, with advected nutrients and plankton, supports immense biomasses of fish, seabirds and marine mammals. On the Pacific side of the Arctic, cold waters flowing northward across the northern Bering and Chukchi seas during winter and spring limit the ability of boreal fish species to take advantage of high seasonal production there. Southward flow of cold Arctic waters into sub-Arctic regions of the North Atlantic occurs mainly through Fram Strait with less through the Barents Sea and the Canadian Archipelago. In the Pacific, the transport of Arctic waters and plankton southward through Bering Strait is minimal. In the Southern Ocean, the Antarctic Circumpolar Current and its associated fronts are barriers to the southward dispersal of plankton and pelagic fishes from sub-Antarctic waters, with the consequent evolution of Antarctic zooplankton and fish species largely occurring in isolation from those to the north. The Antarctic Circumpolar Current also disperses biota throughout the Southern Ocean, and as a result, the biota tends to be similar within a given broad latitudinal band. South of the Southern Boundary of the ACC, there is a large-scale divergence that brings nutrient-rich water to the surface. This divergence, along with more localized upwelling regions and deep vertical convection in winter, generates elevated nutrient levels throughout the Antarctic at the end of austral winter. However, such elevated nutrient levels do not support elevated phytoplankton productivity through the entire Southern Ocean, as iron concentrations are rapidly removed to limiting levels by spring blooms in deep waters. However, coastal regions, with the upward mixing of iron, maintain greatly enhanced rates of production, especially in coastal polynyas. In these coastal areas, elevated primary production supports large biomasses of zooplankton, fish, seabirds, and mammals. As climate warming affects these advective processes and their heat content, there will likely be major changes in the distribution and abundance of polar biota, in particular the biota dependent on sea ice.

Description: The current utilisation of natural resources in Germany and Europe is not sustainable, as inter alia stated by the German government as well as by the European Commission. At the same time, increased resource efficiency could lead to various environmental but also economic benefits. This brief study commissioned by Changing Markets presents developments in the field of resource efficiency policies, analyses the status quo of resource consumption with a special focus on fast moving consumer goods and describes potential effects of resource conservations.

Description: Das Thema dieses Papieres ist die Integration von Nachhaltigkeitskriterien in den Innovationsprozess von Living Labs. Es wurde ein Bewertungsmodell entwickelt, welches den Innovationsprozess in Living Labs zu strukturieren hilft, indem die Anforderungen und Bewertungskriterien definiert werden, die den Innovationsprozess unter dem Nachhaltigkeitsvorzeichen leiten können. Das Modell "Bewertung von Nachhaltigkeitswirkungen im Living Lab Innovationsprozess" stellt den Innovationsprozesses in Living Labs dar und hilft dabei, konzeptionell Nachhaltigkeitskriterien auf Grundlage verschiedener Anforderungsgruppen abzuleiten. Dieses Papier ist ein Ergebnis aus dem Arbeitspaket 2 "Operationalisierung" im Rahmen des Projektes "Living Labs in der Green Economy: Realweltliche Innovationsräume für Nutzerintegration und Nachhaltigkeit" (INNOLAB), das im Rahmen der Sozial-ökologischen Forschung zum Themenschwerpunkt "Nachhaltiges Wirtschaften" vom Bundesforschungsministerium gefördert wird.

Description: Im Zuge der Energiewende steht die Industrie in NRW vor der substantiellen Herausforderung großer infrastruktureller Veränderungen. Dies bezieht sich auf den Energiebedarf, die Treibhausgasemissionen und den allgemeinen Ressourcenbedarf. Hierzu ist ein Zusammenspiel der industriellen mit den öffentlichen Akteuren vonnöten. Dies umfasst neben politischer Unterstützung und dem Nutzen von Marktmechanismen ist auch Regulierung, um diese Transformation zu unterstützen und voranzubringen. Die Steuerbarkeit solcher Prozesse hängt jedoch auch stark davon ab, in welchem Umfang die entlang der oftmals komplexen Wertschöpfungsketten ablaufenden industriellen Prozesse innerhalb NRWs angesiedelt sind. Hierzu muss neben dem technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten einer solchen Veränderung der Grad der Geschlossenheit der entsprechenden Wertschöpfungsketten betrachtet werden. Hierzu werden hier exemplarisch drei Wertschöpfungsketten betrachtet: Eisen- und Stahlproduktion, Chemie mit dem Fokus auf polymere Faserverbundwerkstoffe, und der Anlagenbau für die erneuerbare Energiewirtschaft. Diese wurden so ausgewählt, dass sie sowohl eine große strategische, wirtschaftliche bzw. seitens des Energiebedarfs und der Treibhausgasemissionen quantitative Relevanz für die Energiewende speziell in NRW haben, als auch unterschiedliche Arten der äußeren Anbindung, der internationalen Konkurrenz und der internen Governancestruktur aufweisen. Alle drei betrachteten Wertschöpfungsketten weisen eine ungenügende Geschlossenheit auf. Dies impliziert die Notwendigkeit einer Einbindung weiterer Regionen und höherer politischer Ebenen in den Transformationsprozess. NRW kann somit als eine Schlüsselregion verstanden werden, die zum Gelingen der Energiewende entscheidende Beiträge leisten kann - jedoch ist eine enge Kooperation mit weiteren deutschen Bundesländern wie auch den umgebenden Industrieregionen des europäischen Auslands notwendig.

Description: Eine nachhaltige Entwicklung der Städte, die sowohl den sozialen, ökologischen als auch den ökonomischen Ansprüche der Bewohner/-innen gerecht wird, ist offen für die Diskussion unterschiedlicher Konzepte und Strategien zur Bewältigung der großen Veränderungsprozesse in den nächsten Jahrzehnten. In Wuppertal treten Herausforderungen wie demographischer Wandel, wirtschaftliche und finanzielle Schwierigkeiten sowie Klimawandel schon heute gemeinsam auf. Der Handlungsdruck bietet die Chance, als "early adopter" neue Lösungswege zu gehen und bei erfolgreicher Umsetzung als Vorbild für andere Kommunen zu dienen. Im vorliegenden Papier wird die Nachhaltigkeitsstrategie Energiesuffizienz unter Anwendung verschiedener Konzepte des Transition-Ansatzes analysiert und anhand der Befragung von Expert(inn)en sowie lokalen Stakeholdern in der schrumpfenden Stadt Wuppertal untersucht. Die Analyse in Wuppertal zeigt unter anderem, dass sich die kommunale Ebene als Ansatzpunkt für die Untersuchung von Suffizienz im Bereich Personenverkehr und Raumwärmenachfrage von Haushalten eignet.