Themen für Diplom-BSc-MSc-Arbeiten und Promotionen

Die Themen sind den Forschungsschwerpunkten des Instituts und Forschungsprojekten zugeordnet. Siehe auch Themen für Projektarbeiten, dort gibt es einige Projektthemen die zur Bachelor/Diplomarbeit ausgebaut werden können.

Forschungsschwerpunkte

• Angewandte Systemwissenschaft
• Angewandte Umweltsystemanalyse
• Theoretische Systemwissenschaft
• Stoffstrom- und Ressourcenmanagement

Angewandte Systemwissenschaft

Angewandte Umweltsystemanalyse

Abgeschlossene und laufende Abschlussarbeiten in der AG Angewandte Umweltsystemanalyse

Theoretische Systemwissenschaft

Stoff- und Energieflüsse sowie die Dynamik niederer organismischer Stufen in der Nahrungskette lassen sich durch Modelle beschreiben, die in Raum, Zeit und Zustandsgrößen kontinuierlich sind. Höhere Organismen sollten durch diskrete Modellansätze wie zelluläre Automaten oder individuenbasiert einbezogen werden. Anhand eines Beispiels (z.B. aus dem Gewässergütebereich) ist die Kopplung solcher Modellbausteine zu entwickeln.

Betreuung:

H. Malchow

Voraussetzung:

Hauptstudium Systemwissenschaft, möglichst Anwendungsfach Biologie/Ökologie

Beginn:

nach Vereinbarung

Die Variabilität der Umwelt beeinflußt in starkem Maße Wachstum und Wechselwirkungen biologischer Populationen. Durch das Wechselspiel von Populations- und Umweltdynamik können unerwartete raumzeitliche Strukturen nach Instabilität einer räumlich völlig homogenen Populationsverteilung auftreten. Entsprechende Beispiele (z.B. Fischereimodell) sind zu finden und zu untersuchen.

Betreuung:

H. Malchow, K. Brauer

Voraussetzung:

Solide Grundkenntnisse in der Theorie und numerischen Behandlung gewöhnlicher und partieller Differentialgleichungen

Beginn:

nach Vereinbarung

Mathematische Modelle sind ein anerkanntes Mittel zur Untersuchung und Vorhersage der Ausbreitung von Infektionskrankheiten. Es sind bakteriell bzw. viral verursachte Krankheiten, deren Übertragung und räumliche Ausbreitung zu modellieren und zu analysieren.

Betreuung:

H. Malchow

Voraussetzung:

Solide Grundkenntnisse in der Theorie und numerischen Behandlung gewöhnlicher und partieller Differentialgleichungen

Beginn:

nach Vereinbarung

Es gibt eine Vielzahl mathematischer Modelle drei- und mehrstufiger Nahrungsketten, die regulär und chaotisch oszillieren. Es gibt Experimente, die die Existenz irregulärer Schwingungen in bestimmten mikrobiellen Nahrungsketten bestätigen. Dafür sind entsprechende gleichungs- und/oder individuenbasierte Modelle zu bilden. Die notwendigen Daten liegen vor bzw. können im Prozeß der Modellbildung erhoben werden.

Betreuung:

H. Malchow, H. Arndt (U. Köln)

Voraussetzung:

Solide Grundkenntnisse in der Theorie und numerischen Behandlung gewöhnlicher und partieller Differentialgleichungen sowie individuenbasierter Modellierung

Beginn:

sofort oder nach Vereinbarung

Stoffstrom- und Ressourcenmanagement

Klimawandel und sozioökonomische Entwicklungen stellen die Wasser-Ressourcen der Erde an vielen Orten vor schwierige Herausforderungen. Oftmals ist die Lösung von Problemen auf lokaler, regionaler oder nationaler Ebene allein nicht mehr möglich, sondern erfordert weltweite Zusammenarbeit von verschiedenen Akteuren. Die globale Governance, d.h. das Zusammenspiel unterschiedlichster Akteure und Regelwerke, zum Management von Wasser-Ressourcen weist derzeit einen diffusen und fragmentierten Charakter auf (Pahl-Wostl et al., 2008). UN-Water ist die Koordinierungsplattform der Vereinten Nationen für wasserbezogene Themen. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, die Rolle von UN-Water in der globalen Governance von Wasser-Ressourcen zu untersuchen. Dabei sollen Dokumentanalysen, eine Bestandserhebung sowie Interviews dazu dienen, mehrere Leitfragen zu beantworten. Eine detaillierte Beschreibung des Masterarbeitsthemas ist hier zu finden.

Betreuung:

Claudia Pahl-Wostl, Joyeeta Gupta(Vrije University Amsterdam)

Voraussetzung:

nach Absprache

Beginn:

sofort

Damit Wassermanagement-Systeme (Wassermanagement umfaßt Wasserversorgung, Abwasser-Entsorgung, Hochwasserschutz, u.a.) den neuen Herausforderungen wie dem Klimawandel oder sozioökonomischen Veränderungen in Folge der Globalisierung wirksam begegnen können, ist in vielen Fällen ein tiefgreifender struktureller Wandel nötig. Für das Wassermanagement spielen sowohl hydrologische und infrastruktur-bedingte als auch institutionelle, soziale und kulturelle Faktoren eine Rolle. Um trotz der Vielfalt an Einflußfaktoren und Handlungsebenen in einem solchen Mensch-Technik-Umwelt System strukturellen Wandel untersuchen und geeignete Handlungsoptionen bestimmen zu können, ist eine geeignete System-Abgrenzung und -Beschreibung essentiell. Am USF wurden fünf notwendige und hilfreiche Eigenschaften solcher Mensch-Technik-Umwelt Systeme des Wassermanagements herausgearbeitet, die zu einer Systemabgrenzung herangezogen werden können. Die gefundenen Eigenschaften sind nicht an einzelnen Akteuren oder Elementen festzumachen sondern erwachsen aus dem Zusammenspiel mehrerer Akteure und/oder Elemente. So sind z.B. für die "Autonomie" - den Handlungsspielraum - eines Wassermanagement-Systems unter anderem rechtliche Aspekte, politische Einflußsphären, technische Normen oder die geographische Lage (Ober- / Unterlieger eines Flusses) relevant. Im Rahmen der Diplomarbeit sollen diese emergenten Eigenschaften zunächst operationalisiert werden (Entwicklung geeigneter Indikatoren zur Klassifizierung dieser Eigenschaften). Die Indikatoren sollen anschließend auf eine Fallstudie des Projekts NeWater (www.newater.info) angewendet werden, um ein Wassermanagement-System abzugrenzen und es so für weitergehende Untersuchungen greifbar zu machen.

Betreuung:

Claudia Pahl-Wostl, Georg Holtz

Voraussetzung:

Kenntnisse aus dem Bereich der Sozialwissenschaften

Beginn:

sofort