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This dissertation concerns the question of how economics can contribute to the analysis of trade-offs between values (or normative objectives). The analysis is illustrated for the case of policies that pursue the goal of sustainability. Methodologically, this is done by reflecting economic concepts in light of philosophical theories and using generic models to analyze trade-offs between particular values. In sum, the work shows how economics can help in analyzing the factual relationships between values by clarifying the set of feasible acts and outcomes. The first paper of this cumulative dissertation concerns the question what a general definition of efficiency with respect to normative objective implies about relationships between two values. In order to conceptualize relationships between values carefully, the analysis distinguishes instrumental from intrinsic values and discusses the question whether there is one intrinsic value (value monism) or many intrinsic values (value pluralism). Next, a small economic model is used to show that there can be different relationships between values such as win-win relationships and trade-offs in value-efficient states if there are three or more values. Further, the distinction between Pareto-efficiency (based on individual preferences) and value-efficiency (which can also include non-preference values) is used to study relationships between values. The second paper uses the definition of sustainability as inter- and intragenerational justice to discuss the relationship between these two objectives. The general aim of this paper is to discuss what economic concepts can contribute to the discussion of tradeoffs between justices. For this, a syntax of the concept of justice is employed, different relationships between justices are defined and economic concepts such as scarcity, efficiency and opportunity costs are transferred to the justice context. One result from this analysis is that there must be a trade-off between these two justices in such respective efficient outcomes. The third paper concerns an intertemporal mechanism leading to the well-known equity-efficiency trade-off in an intergenerational setting. For this, two central characteristics of intergenerational policy making are taken into account: irreversibility and ignorance (or unawareness). A pertinent example is the irreversible use of fossil fuels before and after the discovery of the effect of CO2 emissions on climate change. The trade-off between Pareto-efficiency and intergenerational equity that results from these two characteristics is shown in a model with two non-overlapping generations which use a non-renewable resource. In the model there is initial unawareness about an intergenerational externality from resource use that is only discovered after the irreversible use of the resource. A central result of the paper is the trade-off between intergenerational equity and efficiency that emerges if initially unknown sustainability problems arise after irreversible policies have been enacted. The fourth paper concerns the question what the concept of merit goods can contribute to discussions of sustainability. For this, the history of the concept is discussed, then merit goods are defined and connected to the philosophical literature on different conceptions of well-being. In the next step different challenges and opportunities of merit good arguments are discussed for the sustainability context. For example, it becomes clear that merit good arguments concern conceptions of well-being and do not directly concern the aspect of intergenerational distribution in sustainability problems. ; Diese Dissertation behandelt die Frage, wie die Ökonomik zur Analyse von Zielkonflikten zwischen Werten (oder normativen Zielen) beitragen kann. Dies wird illustriert am Beispiel von Politiken, die das Ziel der Nachhaltigkeit verfolgen. Methodisch werden ökonomische Konzepte im Hinblick der philosophischen Literatur reflektiert und generische Modelle verwendet um Zielkonflikte zwischen konkreten Werten zu untersuchen. Insgesamt wird deutlich, dass die Ökonomik durch Klärung von Handlungsmöglichkeiten zur Analyse der faktischen Beziehungen zwischen normativen Zielen beitragen kann. Das erste Papier der kumulativen Dissertation behandelt die Frage, was ein allgemeiner Effizienzbegriff im Hinblick auf normative Ziele über die Beziehungen zwischen zwei Werten aussagen kann. Um Beziehungen zwischen Werten genau zu fassen, wird zunächst die Unterscheidung zwischen instrumentellen und intrinsischen Werten gemacht und die Frage diskutiert, ob es einen intrinsischen Wert gibt (Wertemonismus) oder viele intrinsische Werte (Wertepluralismus). Im nächsten Schritt wird in einem kleinen ökonomischen Modell gezeigt, dass in Wert-effizienten Zuständen verschiedene Beziehungen zwischen Werten wie zum Beispiel Win-Win Beziehungen und Zielkonflikte auftreten können, wenn drei oder mehr Werte bestehen. Weiterhin wird die Unterscheidung zwischen Pareto-Effizienz (die auf individuellen Präferenzen basiert) und Wert-Effizienz (die auch nicht-präferenzbasierte Werte umfassen kann) genutzt um Beziehungen zwischen Werten zu analysieren. Das zweite Papier nutzt die Definition von Nachhaltigkeit als inter- und intragenerationelle Gerechtigkeit um die Beziehung zwischen diesen beiden Zielen zu diskutieren. Es wird diskutiert, wie ökonomische Konzepte bei der Diskussion von Zielkonflikten zwischen Gerechtigkeitszielen hilfreich sein können. Hierfür werden zunächst die Syntax des Gerechtigkeitsbegriffs, dann mögliche Beziehungen zwischen Gerechtigkeitszielen definiert und schließlichökonomische Konzepte wie Knappheit, Effizienz und Opportunitätskosten auf den Gerechtigkeitskontext übertragen. Aus der Analyse wird unter anderem deutlich, dass in solch entsprechend effizienten Zuständen immer ein Zielkonflikt zwischen diesen beiden Zielen bestehen muss. Das dritte Papier behandelt einen intertemporalen Mechanismus, der zum bekannten Zielkonflikt zwischen Effizienz und Gerechtigkeit im intergenerationellen Kontext führt. Hierfür werden zwei zentrale Charakteristika intergenerationellen politischen Entscheidens miteinbezogen: Irreversibilität und Unwissenheit. Ein einschlägiges Beispiel ist die irreversible Nutzung fossiler Energieträger vor und nach der Entdeckung des Effekts von CO2 Emissionen auf den Klimawandel. Der aus diesen beiden Charakteristika folgende Zielkonflikt zwischen Pareto-Effizienz und intergenerationaller Gerechtigkeit wird in einem ökonomischen Modell gezeigt, in dem zwei sich nicht überlappende Generationen eine nicht erneuerbare Ressource nutzen. Im Modell besteht anfänglich Unwissenheit über eine intergenerationelle Externaltität der Ressourcennutzung, die erst nach der irreversiblen Nutzung der Ressource entdeckt wird. Ein zentrales Ergebnis des Papiers ist der Zielkonflikt zwischen Effizienz und intergenerationeller Gerechtigkeit, der auftritt, wenn auf anfänglich unbekannte Nachhaltigkeitsprobleme reagiert werden muss, nachdem irreversible Handlungen vollzogen wurden. Das vierte Papier behandelt die Frage, welchen Beitrag das Konzept der meritorischen Güter für den Nachhaltigkeitskontext liefern kann. Hierfür wird zunächst die Geschichte des Konzepts diskutiert, dann meritorische Güter definiert und schließlich mit der philosophischen Literatur zu verschiedenen Konzeptionen menschlichen Wohlergehens verbunden. Im nächsten Schritt werden verschiedene Möglichkeiten und Herausforderungen für meritorische Güter im Nachhaltigkeitskontext diskutiert. Hierbei wird zum Beispiel deutlich, dass meritorische Güter auf Konzeptionen menschlichen Wohlergehens und damit nicht direkt auf den Aspekt intergenerationeller Verteilung von Nachhaltigkeitsproblemen zielen.

Irrigated agriculture for cotton and wheat production forms the backbone of the rural economy in the Khorezm region. Ecological deterioration and inefficient resource use have resulted in and now present a significant threat to the livelihoods of those most dependent on this sector. Inefficient water use has led to rising ground water tables and widespread water and soil salinization has resulted. The high water demand in the region for crop production renders farmers vulnerable to the recurrently predicted decrease in water supply. Farmers in the Khorezm region are vulnerable to uncertain water supplies due to current policies which restrict their decision making in terms of what type of crops to grow, when and where. Similarly, there are ever increasing risks in terms of yields and price fluctuations due to natural conditions and fluctuations in the market. This study contributes to understanding key obstacles and potential solutions to promoting sustainable development in the region. Moving beyond previous disciplinary approaches in this area, this work includes different crop allocation and water use options in a systems context, where linkages between the environment and socio-economic impacts are considered simultaneously in the analysis of economic and ecological benefits from different agricultural activities. To this end, a static, stochastic model for Khorezm was developed to explore potential risk reducing strategies for farmers, while accounting for the ecological consequences potential policies. Worldwide, mathematical modelling has proven to be an effective instrument for increasing the overall understanding of the complexity of water demand and supply processes, while analysing resource-saving alternatives that are both economically and ecologically sustainable. In order to maximize the utility and applicability of such an approach, each model must incorporate local agro-ecological, social and economic conditions. A stochastic programming model was developed to combine the Expected Value-Variance (EV) approach with chance-constrained programming. Analysis was carried out using data from one Water Users' Associations (WUA), Shamahulum, located in the Khiva district of the Khorezm region. The developed model considered the optimization of water and land allocation of 300 fields, belonging to 99 farmers in one Water User Association (WUA). The availability of Geographical Information System (GIS) based data allowed the integration of spatial aspects into the model. The model was calibrated using various Constant Relative Risk Aversion levels (CRRA). The CRRA is adjusted as the core parameter in the base run of the model and is set to match the observed activity level in the case study WUA. Following the calibration, various simulations were conducted to account for the impact of different policy scenarios. The combined outcomes of the simulations provided a basis for assessing potential effects of different policy measures given the dynamics of the on-going reform strategies in Uzbekistan. The model findings suggest that allocating the area to less water demanding crops and usage of alternative irrigation methods will help to secure farmer income. However, farmers remain unable to fully utilize these risk coping strategies due to occupation of more than 70% of the area with state order, low income crops, including cotton and winter wheat. Key findings from the study indicate the possibility of improving water use efficiency (WUE) and thus the environmental situation in the region through the introduction of water pricing. Results also showed that economic and ecological development could be achieved simultaneously only under the presence of more flexible decision making at the farm level. ; Modellierung der Verteilung von Ackerkulturen und Frischwasser in der Beregnungslandwirtschaft unter Unsicherheit : Eine Fallstudie aus der Khorezm Region in Uzbekistan Bewässerungslandwirtschaft für Baumwoll- und Weizenproduktion ist das Rückgrat der ländlichen Wirtschaft in der Khorezm Region Usbekistans. Ökologische Zerstörung und ineffiziente Ressourcennutzung haben zu einer signifikanten Bedrohung der Existenzgrundlage derjenigen Menschen geführt, die am meisten von diesem Sektor abhängen. Ineffiziente Wassernutzung hat steigende Grundwasserspiegel verursacht, mit der Folge verbreiteter Wasser- und Bodenversalzung. Die hohe Wassernachfrage für den Pflanzenbau in der Region Landwirte verwundbar für den wiederholt vorhergesagten Rückgang der Wasserversorgung. Landwirte in der Khorezm Region sind gefährdet durch unsichere Wasserversorgung gefährdet, da aktuelle Politiken ihre Entscheidungsfindung darüber, welche Pflanzenarten wann und wo anzubauen sind, einschränken. Ebenso bestehen steigende Risiken in Bezug auf Erträge und Preisfluktuationen aufgrund von natürlichen Bedingungen und Schwankungen am Markt. Diese Studie trägt zum Verständnis der Haupthindernisse und potentiellen Lösungen für die Förderung von nachhaltiger Entwicklung in der Region bei. Als Weiterentwicklung von früheren disziplinären Ansätzen in diesem Bereich, bringt diese Arbeit verschiedene Allokationen von Anbaupflanzen und Optionen der Wassernutzung in einen Systemkontext, wobei Verbindungen zwischen der Umwelt und den sozioökonomischen Auswirkungen in der Analyse der wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile verschiedener landwirtschaftlicher Aktivitäten gleichzeitig berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck wurde ein statisches stochastisches Model für Khorezm entwickelt, um, unter Berücksichtigung der ökologischen Konsequenzen möglicher Politiken, die potentiellen risikovermindernden Strategien für Landwirte zu untersuchen. Weltweit hat sich die mathematische Modellierung als ein effektives Instrument erwiesen, um das Gesamtverständnis der komplexen Prozesse von Wassernachfrage und -angebot zu verbessern und gleichzeitig ressourcenschonende Alternativen, die sowohl ökonomisch als auch ökologisch nachhaltig sind, zu analysieren. Um den Nutzen und die Anwendbarkeit eines solchen Ansatzes zu maximieren, muss jedes Modell lokale agro-ökologische, soziale und ökonomische Bedingungen einbeziehen. Es wurde ein stochastisches Programmierungsmodell entwickelt, um den Erwartungswert Varianz Ansatz (Expected Value Variance, EV) mit Chance-Constrained Programmierung zu kombinie-ren. Die Analyse wurde mit Rückgriff auf Daten einer Wassernutzervereinigung, Shamahulum, aus dem Khiva Distrikt der Khorezm Region durchgeführt. Das entwickelte Modell betrachtete die Optimierung von Wasser- und Landallokation von 300 Feldern, die im Besitz von 99 Landwirten einer Wassernutzervereinigung sind. Die Verfügbarkeit von Daten auf Basis des Geographical Information System (GIS) erlaubte die Integration von räumlichen Aspekten in das Modell. Das Modell wurde mit Hilfe verschiedener Konstanter Relativer Risikoaversionsstufen (Constant Relative Risk Aversion, CRRA) kalibriert. Die CRRA wurden im Grunddurchlauf des Modells als Hauptparameter eingerichtet und so eingestellt, dass sie dem beobachteten Aktivitätsniveau der Wassernutzervereinigung der Fallstudie entsprachen. Nach der Kalibrierung wurden verschiedene Simulationen durchgeführt, um den Einfluss verschiedener Politikszenarien aufzuzeigen. In Anbetracht der Dynamiken der fortlaufenden Reformstrategien in Usbekistan lieferten die kombinierten Ergebnisse der Simulationen eine Grundlage für die Bewertung der potentiellen Effekte verschiedener Politikmaßnahmen. Die Modellergebnisse lassen darauf schließen, dass die Bebauung des Gebietes mit weniger wasserverbrauchenden Pflanzen und die Nutzung von alternativen Bewässerungsmethoden dazu beitragen werden, das Einkommen der Landwirte zu sichern. Allerdings ist es für die Landwirte weiterhin nicht möglich, diese risikovermindernden Strategien vollständig zu nutzen, da unter staatlicher Kontrolle auf mehr als 70% des Gebietes ertragsschwache Pflanzen, wie Baumwolle und Winterweizen, angebaut werden. Schlüsselergebnisse der Studie deuten auf die Möglichkeit, die Effizienz der Wassernutzung – und damit die Umweltsituation in der Region – durch die Einführung von Wasserbepreisung zu verbessern. Die Resultate haben auch gezeigt, dass wirtschaftliche und ökologische Entwicklung nur dann gleichzeitig erreicht werden kann, wenn auf Farmebene die Möglichkeit einer flexibleren Entscheidungsfindung besteht.

Natürliche Ressourcen bilden die Lebensgrundlage vieler ländlicher Haushalte in Entwicklungsländern. Die Auswirkungen unklarer Eigentumsrechte, extremer Armut, nicht funktionierender Märkte und Institutionen trägt dazu bei, dass natürliche Ressourcen, mit samt den Gemeinschaften, die von ihnen abhängen, dem Risiko der Gemeingüter-Tragik ausgesetzt sind. Gemeinschaftliches Management natürlicher Ressourcen (CBNRM) ist ein Ansatz, der es Gemeinschaften ermöglicht, ihre natürlichen Ressourcen nachhaltig zu nutzen, und damit ökonomische Entwicklung und soziale Gleichheit verbessert. CBNRM erfreut sich immer größerer Beliebtheit in Afrika südlich der Sahara, und sowohl Regierungs- als auch Nichtregierungsorganisationen fördern die Vorteile des Programms. Die wenigen empirischen Studien, die sich mit den ökonomischen und ökologischen Auswirkungen CBNRMs beschäftigen, kommen allerdings zu unterschiedlichen Ergebnissen hinsichtlich positiver oder negativer Programmauswirkungen. Diese Arbeit verfolgt daher einen ganzheitlichen Ansatz. Mit Hilfe einer detaillierten Fallstudie in einem CBNRM Gebiet (das Sikunga Naturschutzgebiet) in der nordöstlichen Sambesi Region Namibias werden drei spezifische Forschungsziele verfolgt. Es geht konkret darum, (1) unterschiedliche Existenzstrategien innerhalb der Gemeinschaft zu identifizieren, die jeweiligen Unterschiede in der Ressourcennutzung zu erkennen, und zu analysieren, wie diese Unterschiede die ökonomische Gleichheit in der Gemeinschaft bedingen, (2) die ökonomischen Verbindungen zwischen den verschiedenen ökologischen und nicht-ökologischen Aktivitäten innerhalb der CBNRM-Wirtschaft zu untersuchen; und (3) zu analysieren, wie individuelle und ökologische Faktoren Kooperation zum Schutz der natürlichen Ressourcen schwächen. Die ersten beiden Zielstellungen wurden anhand einer Befragung von 200 Haushalten aus dem Sikunga Naturschutzgebiet untersucht, die im September und Oktober 2012 durchgeführt wurde. Der Datensatz umfasst detaillierte Informationen über Einkommensquellen, Zeitallokation, Konsum und Ausgaben, Nutzung natürlicher Ressourcen, Viehwirtschaft und Pflanzenproduktion. Außerdem wurden Informationen zu sozio-demographischen Haushaltseigenschaften und Sozialkapital gesammelt. Für die Analyse des Datensatzes wurden zwei aufeinander aufbauende empirische Strategien genutzt. Entsprechend der ersten Zielstellung, wurde eine zweistufige Clusteranalyse durchgeführt, die die Haushalte anhand ihrer jeweiligen Existenzstrategie in unikale Gruppen (Cluster) kategorisiert. Diese Haushaltscluster wurden dann benutzt, um eine ökologisch-erweiterte Social Accounting Matrix (ESAM) zu entwickeln. Diese ESAM diente als Grundlage zur Durchführung unbeschränkter und beschränkter Multiplikatoranalysen, um, entsprechend der zweiten Zielstellung, die Verbindungen zwischen ökologischen und nicht-ökologischen Aktivitäten innerhalb der Gemeinschaft zu identifizieren. Zur Bearbeitung der dritten Zielstellung wurde eine Serie von Lab-in-the-Field-Experimenten zur Eruierung des Kollektivgut-Verhaltens der Gemeinschaftsmitglieder im Sikunga Naturschutzgebiet im September und Oktober 2014 durchgeführt, wobei die Haushalte nur teilweise mit denen aus der vorangegangen Welle übereinstimmen. Die experimentellen Daten sind in Paneldatenform und erlauben daher die Anwendung von Generalized Least Squares Random Effects und Poisson Random Effects Modellen. Methodisch trägt diese Arbeit zum gegenwärtigen Forschungsstand in der Verhaltensökonomie in der Literatur zu öffentlichen Gütern auf verschiedene Weise bei. Erstens beinhaltet das Kollektivgut-Experiment tatsächliche Anstrengungen seitens der Teilnehmer, welche sowohl im Feld als auch im Labor durchgeführt werden können. Während tatsächliche Anstrengungen im Labor im Laufe der Zeit zum Standard geworden sind, steht die Umsetzung im Feld vor allerlei Herausforderungen. Zum Beispiel hängen diese Aufgaben von Fähigkeiten zu rechnen und zu lesen, oder von einfachen physischen Eigenschaften wie der Sehstärke, ab. Besonders in ländlichen Gebieten Afrikas südlich der Sahara sind diese Fähigkeiten unter dem Niveau der westlichen Welt. In dieser Arbeit wird eine tatsächliche Anstrengung so modelliert, dass diese Fallstricke überwunden werden können. Zweitens, ist dies die erste empirische Studie, die konsistent die Auswirkungen von Risiko in einem Kollektivgutexperiment untersucht, indem Risiko simultan auf das private und das öffentliche Gut angewandt wird. Durch den Vergleich des Teilnehmerverhaltens in einem risiko-neutralen und in einem risiko-behafteten Kontext in zwei aufeinanderfolgenden Experimenten, ist es möglich, den Effekt von Risikoaversion und Wahrscheinlichkeitsgewichtung zu kontrollieren und letztlich den Einfluss von Risiko auf Kooperationsverhalten zu identifizieren. Auf diese Weise trägt diese Arbeit eine neue Dimension zum, von Ostrom entwickelten, Teufelskreis der Kooperation bei. Drittens ermöglicht das Experiment die Quantifizierung des Risikoeffekts auf das Anstrengungslevel in einer kontrollierten Umgebung. Während viele Studien quasi-experimentelle Methoden anwendeten, erfolgt in dieser Arbeit die Quantifizierung des Risikoeffekts zum ersten Mal in einer kontrollierten Umgebung. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern neue Erkenntnisse in der Verhaltensökonomie zu Kollektivgütern und können zu einer Verbesserung der Programmgestaltung von CBNRMs beitragen. Erstens ist die Wirtschaftsstruktur in der Studienregion zugunsten der wohlhabenderen Haushalte ausgerichtet und zu denen, die näher an den Hauptinfrastrukturen leben, wie Straßen und Elektrizität. Mit Hilfe des Programms konnten Eigentumsrechte auf die Gemeinschaft übertragen werden, aber ohne Entwicklungsstrategien, die speziell die verletzlichen Haushalte in der Gemeinschaft unterstützen, konnte die Elite durch kommerziellen Abbau und Handel größere Renditen aus den natürlichen Ressourcen ziehen. Ärmere Haushalte sind dagegen weiterhin auf die natürlichen Ressourcen zur Deckung ihres Eigenbedarfs angewiesen. Zweitens, unter Berücksichtigung der biologischen Grenzen des Naturschutzgebietes, gibt es nur wenig ökonomische Integration zwischen den ökologischen und nicht-ökologischen Aktivitäten innerhalb der Dorfgemeinschaft. Im Gegensatz dazu, gibt es starke Verbindungen zwischen verschiedenen ökonomischen Aktivitäten mit erhöhter Nachfrage für eine bestimmte Ressource. Dies führt zu erhöhter Nachfrage für die meisten anderen Rohstoffe, anstatt zur Stimulation anderer Sektoren außerhalb des Rohstoffabbaus in der Dorfgemeinschaft. Daher dürfte es für die Gemeinschaft schwer sein, ihr Einkommen aus dem CBNRM-Programm zur Diversifizierung ihrer wirtschaftlichen Aktivitäten zu nutzen und langfristig aus der Ressourcennutzung herauszukommen. Drittens identifiziert diese Arbeit potentielle verhaltensökonomische Faktoren, die die positiven Auswirkungen des CBNRMs beschränken könnten. Die Ergebnisse des Lab-in-the-Field-Experiments zeigen, dass Risiko Aufwands- und Kooperationsbereitschaft negativ beeinflusst. In einem risiko-neutralen Kontext waren Haushalte eher bereit, in öffentliche Güter zu investieren als in einem risiko-behafteten Kontext. Weiterhin wurde belegt, dass gemeinsame Strategien zur Verbesserung der Kooperation und Kommunikation in Gegenwart von Risiko nicht effektiv sind. Dies hebt eine potentielle Schwachstelle des CBNRM Programmdesigns hervor, wobei die Risiken des gemeinschaftlichen Vermögens und Unternehmen weder abgemildert noch versichert sind. Diese nicht versicherten Risiken könnten für Haushalte Anreiz sein, sich von der Gemeinschaft abzusetzen und in ihr eigenes Unternehmen zu investieren, zum Beispiel in die Umwandlung von gemeinschaftseigenen Lebensraum für Wildtiere in privates landwirtschaftliches Eigentum. Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Fallstudie, dass das CBNRM Programm wahrscheinlich nur begrenzt Vorteile für die Forschungsregion haben wird. In Hinsicht auf die Literatur deuten die Ergebnisse an, warum die ökonomischen Effekte von CBNRM bisher nicht eindeutig sind. Es wird empfohlen, verschiedene Methoden und empirische Strategien, die sowohl individuelle Haushalte als auch ihre Überlebensstrategien ins Zentrum stellen, in der Analyse zu berücksichtigen. Letztlich suggerieren die Ergebnisse des Experiments, dass die Gegenwart ungemilderter Risiken eine Bedrohung für Gemeinschaftsprojekte, die auf Kooperation bauen, darstellt. Akteure aus der Entwicklungspraxis könnten daher in Betracht ziehen, wie Gemeinschaften gegenüber Risiken, wie Niederschlagsveränderungen oder Konflikte zwischen Wildtieren und Menschen, versichert werden können. ; In remote areas of developing countries, the livelihoods of many rural households are highly dependent on natural resources. However, the impact of poorly defined property rights, extreme levels of poverty, dysfunctional markets and government institutions place the natural resources, and the communities that depend on them, at risk of becoming another tale of the "tragedy of the commons". Community based natural resource management (CBNRM) was promoted as an approach that would enable communities to sustainably manage their natural resources which would also enhance economic development and economic and social equality. CBRNM has become increasingly popular in sub-Saharan Africa, and governments and NGOs alike continue to promote the perceived benefits of CBNRM programmes. The few extant empirical studies, however, that investigate economic and environmental impacts of CBNRM derive inconsistent conclusions whether CBNRM impacts are positive or negative. The aim of this thesis is to evaluate the role of social, natural, physical, human and financial capital in influencing the impact of CBNRMs. This thesis therefore takes a holistic approach by means of a detailed case study on a single CBNRM area (the Sikunga Conservancy) in the north-eastern Zambezi region of Namibia, this thesis focuses on three specific research objectives: (1) to identify the different livelihood strategies within the community, to investigate the extent to which different strategies utilize natural resources, and to analyse how this improves economic equality within the community; (2) to examine the economic linkages between the different environmental and non-environmental activities within the CBNRM-economy; and (3) to investigate how individual and environmental factors may degrade cooperation to protect natural resources. The first two objectives are met using household survey data from 200 households in the Sikunga Conservancy collected in September and October 2012. The data set contains detailed information on income sources, time-use, consumption and expenditure data, harvesting of natural resources, livestock and crop management. Information on each household's socio-demographics and social capital was also collected. The survey data is utilized in two different empirical strategies that build upon each other. To meet the first research objective, a two-step cluster analysis is conducted, identifying the unique groups of households within the study area which adopt similar livelihood strategies. The household clusters were 9 then used to develop an environmentally extended village social accounting matrix (ESAM). According to the second objective, the ESAM serves as a basis to conduct a series of unconstrained and constrained multiplier analyses to identify the linkages between environmental and non-environment based activities, and the different household groups and other institutions within the community. The third objective is addressed via a series of artefactual lab-in-the-field experiments to elicit community members' behaviour towards public goods that were conducted in the same community, with a partial overlap between households, in September and October 2014. The lab-in-the-field experiment data follows the form of panel data. As such, a series of Generalized Least Squares Random Effects and Poisson Random Effects models are applied. Methodologically, the thesis makes several contributions to the current research of behavioural economics in public good literature. First, it provides a real-effort based public good game which can be implemented in the field as well as in laboratories. Whilst laboratory real-effort tasks are common place and have been relatively standardized over time, the conduct in the field has several challenges. For example, these tasks are heavily biased towards basic levels of numeracy, literacy or even simple physical characteristics such as level of sight. Especially in rural areas of sub-Saharan Africa where numeracy and literacy levels may be well below the western world, and simple things such as sight or hearing deprivation remain untreated. This thesis details a real-effort task which overcomes these constraints by utilising a simple physical sorting task. Second, it is the first empirical study of its kind to consistently examine the impact of risk in a public good game; by simultaneously applying risk to the private and public goods. By comparing participants' behaviours in a risk neutral and risky setting in two sequential public good games the experiment is able to limit the impact of risk aversion and probability weighting and finally, identify the impacts of risk on cooperative behaviour. In this way, it adds a new dimension to the virtuous circle of cooperation developed by Ostrom. Furthermore, by utilising a real-effort based experiment, it also quantifies the impact of risk on exertion levels in a controlled environment. Whilst many studies have used quasi-experimental methods and econometrics to quantify the impact of risk on effort levels, this is the first time that it has been quantified in a controlled environment. Empirically, the results obtained in this thesis contribute to existing knowledge and help improve CBNRM programme designs. Firstly, in the study area, the structure of the economy is heavily biased towards the wealthier households, and those located near the main infrastructure such as roads and electricity. CBNRM has transferred property rights for natural resources to the community, but without development policies that specifically target vulnerable households within the community the elite and wealthy households have been able to extract greater rents from the natural resources via more commercial harvesting and trading. Poorer households largely continue to rely on natural resources for subsistence. Secondly, when the biological limits of the conservancy are taken into consideration, there is little economic integration between the environmental and non-environmental activities within the village economy. Conversely, there are strong interlinkages within different environmental activities, with increased demand for natural resources, leading to increased demand for most other environmental resources, rather than stimulating other off-farm sectors within the village economy. Therefore, communities may struggle to use income derived from CBNRM to diversify their economy and shift away from natural resource consumption. Thirdly, as well as highlighting the importance of the local underlying economic structures when designing CBNRM programmes, this study also identifies potential behavioural factors which may limit the positive impact of CBNRM. The results of the lab-in-the-field experiment show that risk negatively impacts on effort and cooperation levels. Faced with pay-off equivalent situations, households were more likely to invest in public goods in risk neutral contexts than in risky contexts. Furthermore, common strategies to enhance cooperation such as communication and observation proved to be ineffective in the presence of risk. This highlights a potential flaw in the design of many CBNRM programmes where the risk to community owned assets and enterprises are unmitigated and uninsured. The uninsured risks in community assets may create the incentive for households to reduce their contributions to public goods and invest in their own private assets and enterprises, to the detriment of community-owned ones such as the conversion of community-owned wildlife grazing lands to private land for agriculture. Overall the results of the case study show that the CBNRM programme in the study area is likely to have limited benefits. With respect to the literature they may help to explain why the literature to date onthe economic impacts of CBNRM has been inconclusive. It is recommended to consider multiple methods and empirical strategies that consider individual households and livelihood strategies at the centre of analysis. Finally, the experiment results suggest that the presence of unmitigated risk poses a threat to community projects that are dependent on cooperation. Development practitioners may need to consider ways of insuring community projects against risks such as weather and wild-life conflicts.

Many countries have worked towards a common understanding of the concept of Sustainable Forest Management (SFM), which, according to Principle 2b (UNCED 1992), in a broad sense aims at managing forest resources and forest lands sustainably in order to meet the social, economic, ecological, cultural and spiritual needs of present and future generations. These forests, which are to be sustainably managed, are in most cases inhabited by indigenous and immigrant peoples who have customary rights to these forests and developed ways of life and traditional knowledge that are in tune with their forest environments. However, forest policies usually imposed by the state frequently treat forests as if they were uninhabited and therefore available for activities like logging, safari/sports hunting and conservation projects. The question therefore arises as to how the policy and practice of SFM (with its social, economic and environmental criteria) incorporates the welfare of these forest people. The criteria and indicators of the concept of SFM are usually defined too globally, such that the socio-cultural context of the forest dwellers, which usually is not the same for every region of the world or even within countries, is not acknowledged. This has been the main problem in understanding how and why people use and manage forests the way they do. The Sangha Trinational Conservation Area (the research area), which is also inhabited by indigenous people, is a high biodiversity area. The area comprises of: - the Lobéké National Park in Cameroon, - the Nouabalé-Ndoki National Park in the Republic of Congo, - the Dzanga-Ndoki National Park in the Central African Republic, - the Buffer Zones and - the Agroforestry Zones. Many of the problems in this area are faced by both, indigenous men and women, but this has often led to the subordination of gender in favour of collective rights for the indigenous people. This is problematic because women do not only face the problems they have in common with men, but in addition also face problems which stem from gender inequality in the society. Therefore, for these people to be involved in forest management, a socio-economic study organised along gender lines (and other diversity analysis i.e. ethnic groups) is necessary to be able to assess the needs and roles of each group of the society in forest use and management. The objective of this research is to illustrate that in order to improve on SFM, it is necessary to include both, the indigenous men and women in the management process, because sustainability requires an understanding of the construction of gender roles as a function of resource use and management. This study draws from two concepts of the feminist theory. These are the concepts of power and gender construction in relation to forest use and management. It uses the gender analysis and the Sustainable Livelihoods Framework to analyse the activities of the forest dependent people in the research area. The research focused on the inhabitants of six villages within the research area. The methods used to obtain this information included group discussions (ethnic groups separate and these groups further separated into men/boys and women/girls groups), individual interviews, field observations, informant interviews and household surveys. The two ethnic groups in the villages are the Bantu and Baaka. The Baaka are semi-nomads, who migrate between the forest and the village and form the minority group. The main economic activities in the area include agriculture, hunting/gathering, fishing and distilling of local alcohol. The results of this research show that forest use is gendered. Conservation regulations, which limit the activities of the local people in certain parts of the forest has led to conflicts between the local people and the conservation projects. The local people complain that they have been allocated only resource poor areas while resource rich areas are out of their reach. The forest products at their disposal have been reduced, thereby reducing the amount of assets and resources available to them to obtain livelihood outcomes like income, food security and wellbeing. The most important result of this research concerns the differences between men and women and the importance of these differences to SFM and the improvement of local livelihoods. The different activities and knowledge systems of one group are complementary to those of the other, meaning one group usually depends on the other to be able to develop strategies to efficiently use and manage the forest, in order to produce the livelihood outcomes they long for. This therefore indicates how important men and women are to the management process and that they should therefore be considered equal partners in this management process. ; Nachhaltiges Waldmanagement im weitesten Sinne bedeutet (laut UNCED 1992) das nachhaltige Managen von Wald und Waldressourcen, um den sozialen, ökonomischen, ökologischen, kulturellen und spirituellen Bedürfnissen jetziger und zukünftiger Generationen gerecht zu werden. Nachhaltig zu managende Wälder werden in den meisten Fällen von Naturvölkern bewohnt, welche dort seit jeher Gewohnheitsrechte in Anspruch nehmen und sich unter Nutzung ihres traditionellen Wissens eine Lebensweise angeeignet haben, die im Einklang steht mit der natürlichen Waldumgebung in der sie leben. Die aktuelle Waldpolitik vieler Länder behandelt allerdings die Wälder als wären sie unbewohnt, indem sie die Wälder freigibt zur Abholzung, zum Jagen und für Naturschutzprojekte. Daher erhebt sich die Frage, inwieweit Politik und Praxis des nachhaltigem Waldmanagements (mit seinen sozialen, ökonomischen und umweltbezogenen Kriterien) das Wohlergehen der lokalen Bevölkerung mit einbeziehen. Die Kriterien und Indikatoren des Konzeptes von "Nachhaltigem Waldmanagement" dienen dazu, Trends der Entwicklung des Waldmanagements zu beobachten und zu beurteilen. Sie sind jedoch zu global definiert, so dass der jeweilige soziokulturelle Kontext der Waldbewohner nicht zur Kenntnis genommen wird. Das trifft insbesondere für das in dieser Dissertation zu untersuchende Forschungsgebiet zu, das Sangha-Trinational-Naturschutzgebiet in Zentralafrika. Dieses Gebiet umfasst: - den Lobéké-Nationalpark in Kamerun, - den Nouabalé-Ndoki-Nationalpark in der Republik Kongo, - den Dzanga-Ndoki-Nationalpark in der Zentralafrikanischen Republik, - die Pufferzonen und - die Agroforstwirtschaftlichen Zonen. Viele der Probleme in diesem Gebiet betreffen sowohl die Männer als auch die Frauen. Allerdings hat die Behandlung von Männern und Frauen als kollektives Ganzes eine Unterordnung von Gendergesichtspunkten zur Folge, was besonders für die Frauen problematisch ist, da sie zusätzlich zu ihren allgemeinen täglichen Problemen auch noch mit Problemen konfrontiert sind, die von einer Geschlechterungleichheit in der Gesellschaft herrühren. Um diese Menschen in das Waldmanagement involvieren zu können, ist es notwendig, eine sozio-ökonomische Untersuchung durchzuführen, um die Bedürfnisse und Rollenverteilungen aller Gruppen der Gesellschaft in Bezug auf Waldnutzung und Waldmanagement zu beurteilen. Das Ziel dieser Untersuchung ist es zu zeigen, dass es notwendig ist, sowohl die Männer als auch die Frauen in den Managementprozess mit einzubeziehen, da Nachhaltigkeit das Verstehen der Konstruktion der Geschlechterrollen als Funktion von Ressourcennutzung und -management erfordert. Diese Untersuchung baut auf zwei Konzepten der feministischen Theorie auf: das Konzept von Macht und das Konzept von Geschlechterkonstruktion in Relation zu Waldnutzung und -management. Die Studie nutzt die Geschlechteranalyse und das Konzept des Sustainable Livelihoods Framework, um die Aktivitäten der waldabhängigen Menschen im zu untersuchenden Gebiet zu analysieren. Die Untersuchung bezog die Einwohner von sechs Dörfern innerhalb des Forschungsgebietes ein. Es wurden folgende Methoden benutzt, um an die Informationen zu kommen: Gruppendiskussionen (ethnische Gruppen separat und diese Gruppen weiter aufgeteilt in Männer/Jungen und Frauen/Mädchen), individuelle Gespräche, Feldobservationen, Informantengespräche, Expertengespräche und Haushaltsumfragen. Die beiden ethnischen Gruppen in den Dörfern sind die Bantu und die Baaka. Die Baaka stellen die ethnische Minderheit dar. Die wichtigsten ökonomischen Aktivitäten umfassen Landwirtschaft, Jagen, Sammeln und Fischen sowie das Brennen von Alkohol. Das Ergebnis dieser Untersuchung zeigt, dass die Waldnutzung geschlechterabhängig ist. Naturschutzreglements führen zu Einschränkungen der Aktivitäten der lokalen Bevölkerung in bestimmten Teilen des Waldes und damit zu Konflikten zwischen ihnen und den Naturschutzprojekten. Die Dorfbewohner monieren, dass ihnen nur ressourcenarme Gebiete zugeteilt wurden. Das bedeutet einen Rückgang der von ihnen nutzbaren Waldprodukte und damit einen Rückgang der Ressourcen, welche zur Sicherung ihres Lebensstandards notwendig wären. Zu den wichtigsten Ergebnissen dieser Forschungsarbeit gehört die Herausstellung der Bedeutung, die die unterschiedlichen Rollen von Männer und Frauen beim nachhaltigen Waldmanagement sowie beim Bestreiten des Lebensunterhaltes haben. Die unterschiedlichen Aktivitäten und das unterschiedliche Wissen von Männern und Frauen ergänzen sich. Das bedeutet, dass sie voneinander abhängig sind, wenn es darum geht, Strategien zu entwickeln, die zu effizienter Nutzung und nachhaltigem Management des Waldes führen und damit zu ihren Überlebensstrategien beitragen. Deshalb ist es wichtig, dass Männer und Frauen als gleichwertige Partner in den Managementprozess einbezogen werden.

In arid and semi arid regions of the world irrigation is crucial for agricultural production as it stabilizes the water supply for crops and, hence, prevents extreme fluctuations in production and prices. In the Drâa river basin in southern Morocco agricultural production is highly dependent on irrigation as precipitation rates are not sufficient for crop water requirements. The objective of the thesis is to analyze the economic impact of water use on agriculture for the Middle Drâa river basin. The thesis develops an integrated approach for water management of the six Drâa oases and contributes to the discussion of the impact of climate change and water shortage on the income situation of the farmers in arid regions. At first an introduction to the economics of water management and a methodological background for this study is given. This is followed in Chapter 2 by an analysis of water resources and water management in the Drâa valley. Ground- and surface water use and their interactions constitute a complex system of conjunctive water use between the six oases. Chapter 3 analyses agricultural production which is an important activity in the region. Survey data is used to understand farmer's production structure and strategies under water scarcity which confirmed that water is the major production constraint. The thesis proceeds along four papers in which a model is developed and applied for policy analysis. The model maximizes farm income over all oases under water resource constraints. In order to realistically represent the situation, the conjunctive use of surface and groundwater and their interactions are endogenously modeled. In the first paper in Chapter 4 the model is applied in a recursive-dynamic evaluation to assess the impact of groundwater charges on agricultural water use. The paper concludes that groundwater pricing stabilizes water availability and groundwater tables over years. The second paper in Chapter 5 builds upon Chapter 4 and compares surface and groundwater pricing and a combination of the two options. The relationships between water use and income are analyzed in detail. The chapter concludes that groundwater pricing is a favorable option as the stabilization function of groundwater can thus be internalized. In the third paper in Chapter 6 the model is further extended to incorporate water quality being an important constraint to crop yield formation. Sensitivity analysis is conducted to distinguish the effects of water deficit and salt rates in irrigation water. The fourth paper in Chapter 7 addresses the impact of climate change on the income situation considering water quantity and water quality. Water inflow distributions are estimated based on historical data and climate change scenarios and are introduced into the model as a random variable to capture the stochastic nature of surface water availability. Monte Carlo technique is applied to obtain water use, farm income and the stabilization value of groundwater for current and for future climatic conditions. In the end of the thesis the major findings are summarized and recommendations for future research of water management are given. ; Ökonomische Analyse der Wassernutzung und des Wassermanagements im Mittleren Drâa-Tal in Marokko In ariden und semi-ariden Gebieten der Erde ist Bewässerung für die landwirtschaftliche Produktion entscheidend, um Wasserverfügbarkeit zu gewährleisten und Preise und Produktion zu stabilisieren. Im Drâa-Einzugsgebiet im südlichen Marokko ist die Landwirtschaft abhängig von der Bewässerung, da der Niederschlag den Bewässerungsbedarf der Pflanzen nicht decken kann. Ziel dieser Arbeit ist die Auswirkungen von Wassernutzung auf das landwirtschaftliche Einkommen im Mittleren Drâa-Tal zu analysieren. Die Dissertation entwickelt einen integrierten Ansatz für das Wassermanagement im Drâa-Tal und trägt zur Diskussion über die Auswirkungen von Klimawandel und Wasserknappheit auf landwirtschaftliche Einkommen in trockenen Regionen bei. Zu Beginn der Arbeit wird ein Überblick über ökonomische Aspekte von Wassermanagement gegeben sowie die verwendete Methodik eingeordnet. Danach werden in Kapitel 2 Wasserressourcen und Wassermanagement untersucht. Kapitel 3 analysiert die landwirtschaftliche Produktion, die eine wichtige wirtschaftliche Aktivität in der Region darstellt. Die Ergebnisse einer Befragung werden ausgewertet, um das Produktionssystem und die Strategien der Landwirte unter Wasserknappheit zu verstehen. Anschließend folgen vier Artikel, in denen das Modell entwickelt und zur Analyse von Politikoptionen angewendet wird. Das Modell maximiert landwirtschaftliches Einkommen der Oasen unter knappen Wasserressourcen. Die gemeinsame Nutzung von Oberflächenwasser und Grundwasser und ihren Interaktionen wird endogen abgebildet. Im ersten Artikel in Kapitel 4 werden rekursiv-dynamische Berechnungen durchgeführt, um die Auswirkungen einer Grundwassersteuer auf die landwirtschaftliche Wassernutzung zu untersuchen. Die wichtigste Schlussfolgerung des Kapitels ist, dass eine Grundwassersteuer die Wasserverfügbarkeit und die Grundwasserstände stabilisiert. Der Artikel in Kapitel 5 baut auf Kapitel 4 auf und vergleicht eine Grundwassersteuer mit einer Oberflächenwassersteuer und einer Kombination aus beiden. Aus den Ergebnissen wird deutlich, dass eine Grundwassersteuer die bevorzugte Variante für die Ressourcennutzung und das landwirtschaftliche Einkommen darstellt. Im dritten Artikel in Kapitel 6 wird die gemeinsame Nutzung von Oberflächen- und Grundwasser um den Aspekt der Wasserqualität erweitert. Sensitivitätsanalysen werden durchgeführt, um den Effekt der Wasserknappheit von dem Effekt der Salzkonzentration im Bewässerungswasser zu unterscheiden. Im letzten Artikel in Kapitel 7 werden die Auswirkungen des Klimawandels auf das Einkommen der Landwirte unter Berücksichtigung von Wasserqualität und Wasserquantität untersucht. Die Verteilung der Stauseezuflüsse wird basierend auf historischen Daten und Niederschlagsdaten aus den Klimaszenarien geschätzt und anschließend als Zufallsvariable in das Modell integriert. Unter Verwendung von Monte Carlo Simulationen werden Wassernutzung, Einkommenseffekte und Stabilisierungswerte von Grundwasser für derzeitige und zukünftige Situationen diskutiert. Am Ende werden die wichtigsten Erkenntnisse der Arbeit zusammengefasst und Empfehlungen für weitere Forschungsmöglichkeiten gegeben. ; Analyse économique de l'utilisation et de la gestion de l'eau dans la vallée du Drâa Moyen au Maroc Dans les régions arides et semi-arides l'irrigation des cultures est essentielle pour la production agricole, pour stabiliser la disponibilité de l'eau et par conséquence pour stabiliser les prix et la production. Dans le basin versants du Drâa au sud du Maroc la production agricole est dépendante de l'irrigation parce que le taux de précipitations n'est pas suffisant pour les besoins en eau des cultures. Le but de cette étude est d'analyser l'impact économique de la disponibilité de l'eau et des changements climatiques pour la vallée du Drâa Moyen. Au cours de cette étude, un outil d'évaluation intégré pour la gestion de l'eau dans la vallée du Drâa a été développé. Les stratégies analysées dans cette thèse apportent leurs contributions à la discussion sur l'impact des changements climatiques et des pénuries d'eau sur les revenus des agriculteurs dans les régions arides. En début de thèse, une introduction sur les aspects économiques de la gestion de l'eau est présentée aussi qu'un classement de la méthodique utilisé. Ensuite dans le Chapitre 2 les ressources en eau et la gestion de l'eau sont analysées. L'irrigation est assurée par deux sources principales: l'eau de surface provenant des lâchers de barrage et l'eau souterraine des nappes phréatiques. Ensuite la gestion de l'eau au niveau nationale et locale est comparée. Le Chapitre 3 étudie la production agricole, une activité importante dans la région. Les données de l'enquête permettent d'analyser les pratiques culturales des agriculteurs et les stratégies utilisées en cas de pénurie d'eau. L'enquête confirme que l'eau est la principale contrainte pour la production agricole dans la région. Ensuite, quatre articles individuels succèdent dans lesquels le modèle est développé et appliqué pour les analyses politiques. Le modèle maximise les revenus agricoles pour tous les oasis en considérant les contraintes principales : l'eau et la surface agricole. Dans le but de donner une image réaliste de la situation, les interactions entre l'eau de surface et l'eau souterraine sont modélisées endogène. Dans le premier article (Chapitre 4), les simulations récursive-dynamique sont utilisées pour analyser l'effet d'une charge de l'eau souterraine sur l'utilisation de l'eau d'irrigation. La conclusion le plus importante est que la tarification de l'eau souterraine peut stabiliser la disponibilité de l'eau et le niveau de la nappe phréatique. L'article dans le Chapitre 5 compare un charge de l'eau souterraine avec un charge de l'eau de surface et une combinaison des deux. Les relations entre la disponibilité de l'eau et les revenus agricoles sont analysées en détail. L'article conclut que la tarification de l'eau souterraine est un meilleur choix par rapport à un système de tarification mutuelle de l'eau de surface et de l'eau souterraine. Non seulement la tarification de l'eau de surface n'atteindrait pas le but de conservation des ressources mais aussi imposerait des charges financières plus lourdes aux agriculteurs. Dans le troisième article (Chapitre 6), l'approche conjonctive est approfondie pour prendre en compte les aspects liés à la qualité de l'eau comme une contrainte importante sur le rendement des cultures. Les analyses de sensibilité sont appliquées pour distinguer l'effet de la pénurie d'eau avec l'effet de la qualité de l'eau. Dans le denier article en Chapitre 7, l'impact des changements climatiques sur les revenus a été évalué avec une simulation aléatoire des afflux d'eau. Cela était nécessaire en vue de capturer la nature aléatoire de la disponibilité des eaux de surface. La distribution des afflux d'eau est estimée à la base de donnés historique aussi que pour les donnés des changements climatiques. Avec les simulations Monte Carlo les impacts sur les revenus agricoles ainsi que la disponibilité de l'eau sont analysées pour la présente et le futur. La valeur de stabilisation de l'eau souterraine est dérivée pour chaque scénario. À la fin de la thèse les premiers éléments sont résumés et des recommandations pour la recherche dans le futur sont données.

As a cradle of ancient Chinese civilization, the Yellow River Basin has a very long human-environment interrelationship, where early anthropogenic activities re- sulted in large scale landscape modifications. Today, the impact of this relationship has intensified further as the basin plays a vital role for China's continued economic development. It is one of the most densely-populated, fastest growing, and most dynamic regions of China with abundant natural and environmental resources providing a livelihood for almost 190 million people. Triggered by fundamental economic reforms, the basin has witnessed a spectacular economic boom during the last decades and can be considered as an exemplary blueprint region for contemporary dynamic Global Change processes occurring throughout the country, which is currently transitioning from an agrarian-dominated economy into a modern urbanized society. However, this resourcesdemanding growth has led to profound land use changes with adverse effects on the Yellow River social-ecological systems, where complex challenges arise threatening a long-term sustainable development. Consistent and continuous remote sensing-based monitoring of recent and past land cover and land use change is a fundamental requirement to mitigate the adverse impacts of Global Change processes. Nowadays, technical advancement and the multitude of available satellite sensors, in combination with the opening of data archives, allow the creation of new research perspectives in regional land cover applications over heterogeneous landscapes at large spatial scales. Despite the urgent need to better understand the prevailing dynamics and underlying factors influencing the current processes, detailed regional specific land cover data and change information are surprisingly absent for this region. In view of the noted research gaps and contemporary developments, three major objectives are defined in this thesis. First (i), the current and most pressing social-ecological challenges are elaborated and policy and management instruments towards more sustainability are discussed. Second (ii), this thesis provides new and improved insights on the current land cover state and dynamics of the entire Yellow River Basin. Finally (iii), the most dominant processes related to mining, agriculture, forest, and urban dynamics are determined on finer spatial and temporal scales. The complex and manifold problems and challenges that result from long-term abuse of the water and land resources in the basin have been underpinned by policy choices, cultural attitude, and institutions that have evolved over centuries in China. The tremendous economic growth that has been mainly achieved by extracting water and exploiting land resources in a rigorous, but unsustainable manner, might not only offset the economic benefits, but could also foster social unrest. Since the early emergence of the first Chinese dynasties, flooding was considered historically as a primary issue in river management and major achievements have been made to tame the wild nature of the Yellow River. Whereas flooding is therefore largely now under control, new environmental and social problems have evolved, including soil and water pollution, ecological degradation, biodiversity decline, and food security, all being further aggravated by anthropogenic climate change. To resolve the contemporary and complex challenges, many individual environmental laws and regulations have been enacted by various Chinese ministries. However, these policies often pursue different, often contradictory goals, are too general to tackle specific problems and are usually implemented by a strong top-down approach. Recently, more flexible economic and market-based incentives (pricing, tradable permits, investments) have been successfully adopted, which are specifically tailored to the respective needs, shifting now away from the pure command and regulating instruments. One way towards a more holistic and integrated river basin management could be the establishment of a common platform (e.g. a Geographical Information System) for data handling and sharing, possibly operated by the Yellow River Basin Conservancy Commission (YRCC), where available spatial data, statistical information and in-situ measures are coalesced, on which sustainable decision-making could be based. So far, the collected data is hardly accessible, fragmented, inconsistent, or outdated. The first step to address the absence and lack of consistent and spatially up-to-date information for the entire basin capturing the heterogeneous landscape conditions was taken up in this thesis. Land cover characteristics and dynamics were derived from the last decade for the years 2003 and 2013, based on optical medium-resolution hightemporal MODIS Normalized Differenced Vegetation Index (NDVI) time series at 250 m. To minimize the inherent influence of atmospheric and geometric interferences found in raw high temporal data, the applied adaptive Savitzky-Golay filter successfully smoothed the time series and substantially reduced noise. Based on the smoothed time series data, a large variety of intra-annual phenology metrics as well as spectral and multispectral annual statistics were derived, which served as input variables for random forest (RF) classifiers. High quality reference data sets were derived from very high resolution imagery for each year independently of which 70 % trained the RF models. The accuracy assessments for all regionally specific defined thematic classes were based on the remaining 30 % reference data split and yielded overall accuracies of 87 % and 84 % for 2003 and 2013, respectively. The first regional adapted Yellow River Land Cover Products (YRB LC) depict the detail spatial extent and distribution of the current land cover status and dynamics. The novel products overall differentiate overall 18 land cover and use classes, including classes of natural vegetation (terrestrial and aquatic), cultivated classes, mosaic classes, non-vegetated, and artificial classes, which are not presented in previous land cover studies so far. Building on this, an extended multi-faceted land cover analysis on the most prominent land cover change types at finer spatial and temporal scales provides a better and more detailed picture of the Yellow River Basin dynamics. Precise spatio-temporal products about mining, agriculture, forest, and urban areas were examined from long-trem Landsat satellite time series monitored at annual scales to capture the rapid rate of change in four selected focus regions. All archived Landsat images between 2000 and 2015 were used to derive spatially continuous spectral-temporal, multi-spectral, and textural metrics. For each thematic region and year RF models were built, trained and tested based on a stablepixels reference data set. The automated adaptive signature (AASG) algorithm identifies those pixels that did not change between the investigated time periods to generate a mono-temporal reference stable-pixels data set to keep manual sampling requirements to a minimum level. Derived results gained high accuracies ranging from 88 % to 98 %. Throughout the basin, afforestation on the Central Loess Plateau and urban sprawl are identified as most prominent drivers of land cover change, whereas agricultural land remained stable, only showing local small-scale dynamics. Mining operations started in 2004 on the Qinghai-Tibet Plateau, which resulted in a substantial loss of pristine alpine meadows and wetlands. In this thesis, a novel and unique regional specific view of current and past land cover characteristics in a complex and heterogeneous landscape was presented by using a multi-source remote sensing approach. The delineated products hold great potential for various model and management applications. They could serve as valuable components for effective and sustainable land and water management to adapt and mitigate the predicted consequences of Global Change processes. ; Der Gelbe Fluss - in der Landessprache Huange He genannt - ist für die Ausprägung und Entwicklung der chinesischen Kultur von großer Bedeutung. Aufgrund der frühen Einflussnahme auf die natürlichen Ökosysteme in dieser Region durch den Menschen, entwickelte sich dort eine ausgeprägte Interaktion zwischen Mensch und Umwelt. Diese Wechselbeziehung hat sich infolge der gegenwärtigen rapiden sozioökonomischen Veränderungen in den letzten Jahrzehnten weiter intensiviert. Das Einzugsgebiet des Gelben Flusses bildet die Lebensgrundlage für fast 190 Millionen Menschen, die zum Großteil von natürlichen Ressourcen abhängig sind. Zudem gehört es zu den wirtschaftlich bedeutendsten und am schnellsten wachsenden Regionen in ganz China. Durch weitreichende Reformen wurde ein wirtschaftlicher Aufstieg forciert, um den Agrarstaat China zu einem modernen Industrie- und Dienstleistungsstaat weiterzuentwickeln. Ein derartiges rasantes wie auch ressourcenintensives Wirtschaftswachstum führte schließlich zu einem enormen Wandel in den Bereichen der Landbedeckung und Landnutzung. Hinzu kamen neue und komplexere wirtschafts-, sozial- und umweltpolitische Herausforderungen, die bis heute eine langfristige und nachhaltige Entwicklung der Region gefährden. Aus diesem Blickwinkel kann das Becken des Gelben Flusses als regionales Spiegelbild der durch den Globalen Wandel bedingten, gegenwärtigen Veränderungsprozesse in ganz China gelten. Eine wichtige Voraussetzung für den adäquaten Umgang mit den Herausforderungen des Globalen Wandels sind kontinuierliche Informationen über aktuelle sowie historische Veränderungen von Landbedeckung und Landnutzung. Infolge der technologischen Entwicklung steht heute eine Vielfalt an Satellitenbildsystemen mit immer höherer zeitlicher und räumlicher Auflösung zur Verfügung. In Verbindung mit kostenfreien und offenen Datenzugriffen ist es möglich, daraus neue Forschungsperspektiven im Bereich der Landoberflächenkartierung - insbesondere für heterogene Landschaften - zu entwickeln. Zur Generierung thematischer Karten werden häufig Klassifikationen entlang verschiedener räumlicher und zeitlicher Skalen vollzogen. Daraus können zusätzlich die nötigen Informationen für lokale wie auch regionale Entscheidungsträger abgeleitet werden. Trotz dieser neuen Möglichkeiten sind regionalspezifische Informationen, die einem besseren Verständnis der Dynamiken von Landoberflächen im Bereich des Gelben-Fluss-Beckens dienen, noch rar. Dieses Forschungsdesiderat wurde im Rahmen dieser Arbeit aufgegriffen, wobei folgende Schwerpunkte gesetzt werden: (i) Zunächst werden die vorherrschenden sozioökologischen Herausforderungen für das gesamte Einzugsgebiet des Gelben Flusses dargestellt sowie verschiedene Management- sowie Politikmodelle für eine nachhaltigere Ressourcennutzung diskutiert. (ii) Darauf aufbauend wird die fernerkundliche Ableitung von Landbedeckungs- und Landnutzungsveränderungen der letzten Dekade im Gebiet des gesamten Gelben Flusses flächendeckend durchgeführt und anschließend interpretiert. (iii) Im letzten Schritt werden basierend auf den zuvor abgeleiteten Informationsprodukten die dominierenden Landoberflächendynamiken in höherer zeitlicher und räumlicher Auflösung detailliert untersucht. Insbesondere die dynamischen Prozesse der Minenausbreitung, Landwirtschaft, Waldgebiete und der urbanen Räume rücken in den Fokus. Aufgrund jahrzehntelanger Übernutzung der natürlichen Ressourcen im Gebiet des Gelben Flusses in Verbindung mit politischen Entscheidungen, der vorherrschenden kulturellen Prägung wie auch der Entwicklung der dort ansässigen Institutionen ist eine vielschichtige Problematik entstanden, die für die gesamte Region eine große Herausforderung darstellt. Durch frühzeitige Maßnahmen der Flutbekämpfung und Flussregulierung konnte den zahlreichen Überflutungen der Vergangenheit entgegengewirkt und das Risiko großflächiger Überschwemmungen minimiert werden. Trotz dieser Erfolge ergeben sich laufend neue, komplexere Herausforderungen mit verheerenden Auswirkungen auf Ökologie und Gesellschaft, wie zum Beispiel Boden- und Wasserdegradation, Entwaldung, Rückgang der Artenvielfalt, Ernährungsunsicherheiten und ein steigendes soziales Ungleichgewicht. Durch den anthropogenen Klimawandel werden diese negativen Probleme noch weiter verstärkt. Zwar wurden sie von der chinesischen Regierung als solche erkannt, dennoch scheiterten die Versuche, mit zahlreichen Gesetzen und Verordnungen die genannten Folgen einzudämmen, an unkonkreten Formulierungen, so dass diese der Komplexität der Herausforderungen nicht gerecht wurden. Die in jüngster Zeit verfolgten modernen und deutlich flexibleren, marktorientierten Ansätze (z.B. Subventionen, Wasserzertifikate), die speziell an die lokalen Gegebenheiten angepasst wurden, zeigen bereits Erfolge. Mit Hilfe einer gemeinsamen Daten- und Informationsplattform, beispielsweise in Form eines Geographischen Informationssystems (GIS), wäre eine integrierte und holistische Flussmanagementstrategie für den Gelben Fluss leichter realisierbar. Auf diese Weise könnten alle verfügbaren statistischen-, räumlichen- und Feldaufnahmen gespeichert, harmonisiert und geteilt und so die bisher noch unvollständigen und veralteten Daten laufend aktualisiert werden. Die Flussbehörde des Gelben Flusses (Yellow River Conservancy Commission) böte sich an, ein solches System zu verwalten. In dieser Arbeit wird die heterogene Landbedeckungsstruktur für das gesamte Einzugsgebiet des Gelben Flusses für die Jahre 2003 und 2013 erfasst und interpretiert. Die fernerkundlichen Eingangsdaten für die einzelnen Klassifikationen bestehen aus optischen MODIS NDVI-Zeitserien, aus denen jährlich phänologische Parameter berechnet werden. Da die Qualität optischer Satellitenbilder häufig durch Wolken und Schatten beeinträchtigt ist, müssen die betroffenen Flächen maskiert und entfernt werden. Die so entstandenen Lücken in der Zeitserie werden durch einen Filteralgorithmus (SavitskyGolay) aufgefüllt und geglättet. Die verwendeten RandomForest-Klassifikationsverfahren ermöglichen die Ableitung von Landbedeckungen und -dynamiken. Diese neuen und räumlich detaillierten Produkte unterscheiden insgesamt 18 verschiedene Landbedeckungsund Landnutzungsklassen. Erstmals liefern diese eine regional spezifische Charakterisierung der vorherrschenden Landbedeckung im Gebiet des Gelben Flusses. Darauf aufbauend erfolgt eine sowohl zeitlich als auch räumlich detailliertere Untersuchung der wichtigsten Veränderungen im Bereich der Landbedeckung, die auf dichten Landsat-Zeitserien basiert. Jährliche Informationen über Dynamiken von Minenabbaugebieten, Landwirtschaft, Waldgebieten und urbanen Räumen zeigen präzise lokale Veränderungen im Einzugsgebiet des Gelben Flusses. Die daraus abgeleiteten Ergebnisse lassen insbesondere auf dem Lössplateau die Auswirkungen ökologischer Restorationsmaßnahmen erkennen, bei denen degradierte Flächen in Waldsysteme umgewandelt wurden. Auf dem Qinghai-Tibet-Plateau zeigt sich eine dramatische Ausbreitung von Kohletagebau zu Lasten der besonders anfälligen alpinen Matten und Feuchtgebiete. Auch der anhaltende Trend zur Urbanisierung spiegelt sich in den hier gewonnenen Ergebnissen deutlich wider. Durch die Kombination von Fernerkundungsdaten unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Auflösungen liefert diese Arbeit neue und bisher einzigartige Einblicke in historische und aktuelle Landbedeckungsdynamiken einer heterogenen Landschaft. Die regionalen Analysen wie auch die thematischen Informationsprodukte besitzen somit großes Potential zur Verbesserung der Informationsgrundlage. Die Ergebnisse dienen außerdem als aussagekräftige Entscheidungsgrundlage mit dem Ziel eines angemessenen und nachhaltigen Land- und Wassermanagements für die natürlichen Ökosysteme im Becken des Gelben Flusses.