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Hintergrund: Die Software-Produktlinienentwicklung ermöglicht eine kostengünstige und effiziente Entwicklung von Produktfamilien bei gesteigerter Qualität im Vergleich zur Einzelsystementwicklung. Dieses wird durch die Einführung von Variabilitätsmechanismen ermöglicht, welche eine hohe Anpassbarkeit der Produkte an verschiedene Kundenbedürfnisse ermöglichen. Allerdings erhöhen diese Variabilitätsmechanismen auch die Komplexität, da Entwickler das Zusammenwirken der Komponenten für verschiedene Produktvarianten berücksichtigen müssen. Daher wurden zur Qualitätssicherung von Software-Produktlinien neue Analysemethoden und -strategien entwickelt, darunter auch variabilitätsbasierte Code-Metriken. Ziel dieser Metriken ist es, unnötige Komplexität zu vermeiden und frühzeitig besonders fehleranfälligen Code zu identifizieren, um diesen zusätzlichen Qualitätsmaßnahmen unterziehen zu können. Unsere systematische Literaturstudie zu diesem Thema zeigt jedoch, dass der Nutzen dieser variabilitätsbasierten Code-Metriken nur in wenigen Fällen evaluiert wurde. Ziel: Diese Arbeit untersucht inwieweit variabilitätsbasierte Code-Metriken zur Qualitätssteigerung von Software-Produktlinien genutzt werden können. Dazu wird betrachtet, ob sich mit Hilfe empirischer Untersuchungen Entwicklungsrichtlinien zur proaktiven Vermeidung von Komplexität und damit verbundenen Fehlern ableiten lassen. Der Fokus liegt auf der Analyse, ob sich die betrachteten Metriken zur Identifikation von potentiell fehleranfälligeren Code nutzen lassen. Dies umfasst sowohl die univariate Verwendung einzelner Metriken als auch den Aufbau von Vorhersagemodellen mit Verfahren des maschinellen Lernens. Dabei wird auch untersucht, ob die speziell für die Software-Produktlinienentwicklung konzipierten variabilitätsbasierten Code-Metriken einen Mehrwert gegenüber etablierten Metriken der Einzelsystementwicklung bieten. Methodik: Es findet eine empirische Untersuchung von 692 Einzelsystem- und variabilitätsbasierte Code-Metriken auf dem Linux-Kernel statt. Dazu wird zunächst analysiert, inwieweit die Messwerte der Metriken mit Kompilierfehlern und Sicherheitslücken korreliert sind, welche von den Entwicklern übersehen wurden und so erst nach dem Commit bzw. nach dem Release entdeckt wurden. Darüber hinaus werden die Metriken bezüglich der gemessenen Eigenschaften gruppiert und mit vier Verfahren des maschinellen Lernens eine Identifikation der fehleranfälligen Codestellen erprobt, um so den Nutzen verschiedener Codeeigenschaften beurteilen zu können. Ergebnisse und Schlussfolgerung: Auch wenn für einen Großteil der Metriken ein signifikanter Zusammenhang zwischen den Messwerten und fehleranfälligen Codestellen nachgewiesen werden kann, so zeigt sich, dass univariate Verfahren für die Praxis untauglich sind. Auf Grund der starken Klassenimbalance von nur 1,5% defekten Codefunktionen (Kompilierfehler), bzw. 0,4% Codefunktionen mit nachgewiesenen Sicherheitslücken, lassen sich bei der Verwendung einer einzelnen Metrik nur F1-Werte unterhalb von 0,073 erzielen. Mangels alternativer Implementierungen lassen sich so, entgegen den Aussagen einiger Veröffentlichungen, auch keine Entwicklungsempfehlungen ableiten. Hingegen können variabilitätsbasierte Code-Metriken, insofern sie auch die Variabilität verbundener Artefakte mit berücksichtigen, erfolgreich zur Fehlervorhersage genutzt werden. So lässt sich beispielsweise bei Verwendung von Random Forest F1-Werte von 0,667 (Kompilierfehler), bzw. 0,711 (Sicherheitslücken), erzielen.

Der überwiegende Teil der in Deutschland erhaltenen Niedermoore weist einen veränderten Wasserhaushalt, ein mooruntypisches Arteninventar und einen stark degradierten Torfkörper auf. Revitalisierungsmaßnahmen werden umgesetzt, um den Zustand dieser überprägten Moorökosysteme zu verbessern. Allerdings existiert bisher kein Erfolgskontrollkonzept, welches gezielt für die Bewertung der Revitalisierungsmaßnahmen in stark degradierten Niedermoorökosystemen Anwendung finden kann. Am Beispiel des stark degradierten und hydrologisch vielfältig überprägten Bergen-Weißacker Moores (Südbrandenburg) wird in einem Zeitraum von zwei Jahren eine Erfolgskontrolle umgesetzt, um eine Wiedervernässungsmaßnahme zu bewerten. Die Basis der Erfolgskontrolle bildet ein Set aus biotischen und abiotischen Parametern. Um ein grundlegendes Ökosystemverständnis aufzubauen, reicht die Parameteraufnahme über den Maßnahmenbereich hinaus. Für die Einordnung der Aufnahmeergebnisse wird eine Bewertungsbasis aufgebaut. Die Erfolgskontrolle zeigt, dass auch nach der Wiedervernässung im Maßnahmenbereich des Bergen-Weißacker Moores keine flurnahen Wasserstände vorliegen. Basierend auf den Erkenntnissen werden Grenzen und Potenziale sowie Vorschläge zur Modifizierung des Konzeptes abgeleitet. Weiterhin werden Überlegungen zur Konzeptübertragbarkeit getroffen. Dabei wird herausgestellt, dass Grundvoraussetzungen vorliegen müssen, um das Konzept mit wenigen Adaptationen in anderen stark degradierten minerotrophen Mooren einsetzen zu können. Aus den Monitoringresultaten werden Handlungsempfehlungen abgeleitet, um prospektiv den Zustand des Bergen-Weißacker Moores zu verbessern. Basierend auf den im Rahmen der vorliegenden Arbeit gewonnenen Erkenntnissen werden Grundsätze für Erfolgskontrollen in stark degradierten Niedermoorökosystemen formuliert. Dazu zählen beispielsweise der Einbezug moorinterner Vergleichsflächen, die Erfassung von Randeffekten und die langfristige Fortführung des Monitorings.

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit untersucht Vorstellungen und Kompetenzen von Grund-, Haupt- und Realschul- (GHR-) Studierenden des Faches Mathematik zum geometrischen Symmetrie- und Abbildungsbegriff. Zu Beginn der Arbeit werden zentrale Begrifflichkeiten (Professionswissen, Kompetenzbegriff, Symmetrie- und Abbildungsbegriff, Vorstellungen) geklärt und der aktuelle Forschungsstand zum Themengebiet aufgezeigt. Diese Darstellungen dienen als Grundlage, um darauf aufbauend Vorstellungen zum geometrischen Symmetriebegriff herauszuarbeiten. Unter Vorstellungen zu einem Begriff werden in der Arbeit Deutungsmöglichkeiten verstanden. Im Gegensatz zu anderen mathematischen Bereichen, wie der Arithmetik und Analysis, finden sich in der Geometrie hierzu kaum Forschungsarbeiten. Zur Identifikation von Vorstellungen wurde ein qualitatives Vorgehen, vor allem in Form einer Literaturanalyse, gewählt. Dabei wurden folgende Vorstellungen herausgearbeitet: * Symmetrie als Regelmäßigkeit * Symmetrie als mathematische Bewegung * Symmetrie als physikalische Bewegung * Symmetrie als Zerlegung Basierend auf den identifizierten Vorstellungen schließt sich eine quantitativ- als auch qualitativ-empirische Untersuchung an, bei der unter Verwendung eines hierfür entwickelten, theoriebasierten Fragebogens zum einen genutzte Vorstellungen beim Umgang mit geometrischen Symmetrien und zum anderen Kompetenzen bezüglich des geometrischen Symmetrie- und Abbildungsbegriffs von GHR-Studierenden Untersuchungsinteresse sind. Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung, einer Reflexion der vorgenommenen Untersuchungen und einem Ausblick mit offenen Forschungsfragen zum Themengebiet. Außerdem werden, ausgehend von den Untersuchungsergebnissen, didaktische Konsequenzen für den Mathematikunterricht sowie die universitäre Ausbildung von angehenden GHR-Lehrpersonen des Faches Mathematik aufgezeigt und diskutiert.

Soil organic carbon (SOC) is the largest terrestrial carbon pool, holding a manifold of atmospheric carbon. The agricultural management of soils exerts a strong influence on this pool and thereby also on carbon fluxes between biosphere and atmosphere. Historically, land-use changes have caused large CO2 emissions from soils, which significantly contributed to global warming. The latter is expected to cause strong fluxes of CO2 from soils, due to enhanced microbial activity – the climate-carbon cycle feedback loop. This cumulative habilitation thesis focuses on the two major anthropogenic impacts on soil organic carbon as the largest terrestrial carbon pool: land use and global warming due to greenhouse gas emissions. Both have been steadily increasing with the expansion of human population and activity on the planet and are thus considered specific for the ‘Anthropocene’ as a synonym for the period in world history in which human activity leaves irreversible traces. Due to the importance of SOC and its management for climate change, but also for soil fertility and ecosystem resilience, it is crucial to understand i) which management options can maintain and increase SOC, ii) what are the mechanisms leading to SOC losses and stabilization, iii) how shall global net primary production (NPP) as a resource be used in a climate-smart and sustainable way, iv) how will global warming affect SOC dynamics. Together with several methodological aspects related to measuring, calculating and modelling SOC, the research presented in this thesis focuses on those four key questions.

Skulls of 1,901 harbor seals from the North Sea were systematically investigated for dental, periodontal and cranial disorders as well as pathological changes of the temporomandibular joint (TMJ). Volumetric bone mineral density (vBMD) and microarchitecture of the mandible of a subsample of these specimens were analyzed in respect to age-related changes. Age at death of examined seals ranged from 1 week to 25 years. Most of the specimens were collected in 1988, when the population suffered from a phocine distemper virus epizootic. Therefore, it is assumed that, contrary to other museum collections, only little overrepresentation of pathological skeletal condition is present in the analyzed death sample. Age- and sex-related differences in the frequency and severity of pathological changes were observed in the dentition and the TMJ. Intravital tooth loss, tooth fracture and periapical lesions were recorded more frequently in male seals than in femals. Lesions consistent with temporomandibular joint osteoarthritis (TMJ-OA) also occurred more frequently in males, while lesion severity tended to be higher in female specimens. Severity of TMJ-OA lesions was positively correlated with age. Significant age-related changes in vBMD and several microarchitectural parameters were observed between individuals of the age classes “young juveniles” (0.5–10 months),“yearlings” (12–23 months),and “adults” (12–25 years),indicating an overall increase in cortical and trabecular area, cortical thickness as well as vBMD with age. For juvenile animals (≤ 23 months), positive correlations with age were observed for cortical area and thickness, trabecular separation, as well as vBMD. Negative correlations with age existed for trabecular number and thickness as well as for trabecular bone volume fraction (BV/TV) in the juveniles. The findings suggest a reduction in BV/TV with age,due to the bone trabeculae becoming thinner,less numerous and more widely spaced. This detailed knowledge of age-related changes in the structure and mineralization of bones is an important prerequisite for interpreting osseous changes in wild mammals caused by external factors, as such as exposure to environmental contaminants. The examination of large skeletal collections enables the observation also of rare pathological conditions. In the present investigation a case of anodontia,diagnosed as a manifestation of hypohidrotic ectodermal dysplasia was for the first time described in the harbor seal. In five juvenile Baltic grey seals,severe osteomyelitis of the jaws was described for the first time. The condition was attributed to disturbed dentin formation,presumably of genetic causation, in the affected individuals. The present study highlights the fact that systematic analyses of museum collections can provide important insights into the dental and skeletal pathology of wild mammals. These data can be used for reconstructing the health situation and living condition of past animal population.