ALBERT

Note: Inhaltsverzeichnis: Zur Einführung. - Albanows Schlittenreise von Bord der "St. Anna" nach Kap Flora. - I. Die Vorbereitungen zur Schlittenexpedition. - II. Der letzte Tag an Bord der "St. Anna". - III. Auf den Eisfeldern des Polarmeeres. - IV. Tod des Matrosen Bajew. Neue Entmutigung der Gefährten. Die Kräfte versagen. - V. Die Eisdrift nimmt südliche Richtung. - VI. Land! Land!. - VII. Auf dem Alexandra-Land. - VIII. Der unheilvolle Übergang nach Kap Flora. - IX. Auf Kap Flora. Das Jackson- und Ziegler-Heim. - X. Vorbereitungen für die Überwinterung auf Kap Flora. - XI. Das Schiff ist da!. - XII. Abschied von Franz-Joseph-Land. - Schlußwort. , Aus dem Russischen übersetzt , In Fraktur

Note: CONTENTS: PREFACE. - LIST OF PLATES. - LIST OF FIGURES. - PART I. - GENERAL INTRODUCTION. - I. - Geological objectives and methods of the expedition with a review of former explorations. - Introduction. - The approach to Mongolia. - The Gobi Region. - Prehistoric adventure. - Historic travel and modern exploration. - Earlier studies of special significance. - II. - Boundaries of the Gobie Region. - Introduction. - The Northern Boundary. - Northern boundary - western section. - Northern boundary - central section. - Northern boundary - eastern section. - Summary of the Transbaikal border. - The Eastern Boundary. - Summary of the eastern boundary. - The Southern Boundary. - Southern boundary - eastern section. - Southern boundary - central section. - Southern boundary - western section. - The Western Boundary. - PART II. - ROUTE STUDIES OR ITINERARY. - Introduction. - The task of a geological reconnaisance expedition. - Recording observations. - III. - From Kalgan to Iren Dabasu. - Kalgan to Wan Ch'uan Pass. - The lower pass. - Wan Ch'uan basin and the upper pass. - The Pacific divide to P'ang Kiang. - The granite hills of Chakhar. - The P'ang Kiang hollow. - P'ang Kiang to Iren Dabasu. - The first fossils. - IV. - From Iren Dabasu to Urga. - Iren Dabasu to Camp Jurassic. - The structural relations at Camp Jurassic. - Camp Jurassic to Mount Tuerin. - The granites of Mount Tuerin. - Mount Tuerin to Bolkuk Gol. - The Arctic divide. - Observations in the vicinity of Camp Bolkuk Gol. - Course of the Bolkuk Gol. - Glacial evidence in the Gangin Daba. - Ground ice. - Local culture. - Side traverse toward Urga. - Mineral resources. - V. - From Urga to Tsetsenwan Traverse along the Tola River. - The vicinity of five Antelope Camp. - From the Tola River to Tsetsenwan. - The vicinity of Tsetsenwan. - A side traverse north of Tsetsenwan. - The serpent-form dikes. - Contact effects of the granite margin. - Jurassic structural relations. - A side traverse south of Tsetsenwan. - VI. - From Tsetsenwan to Sain Noin and the Arctic divide. - Wastward from Tsetsenwan. - The vicinity of Camp Canyon Brook. - From Camp Canyon Brook to the Ongin Gol. - Rock-bound hollows. - Continuation of the traverse. - The Ongin Gol. - From the Ongin Gol to Sain Noin. - The vicinity of Sain Noin. - From Rainy Gulch to the Arctic Divide. - A step across the divide. - VII. - From the hot springs of Sain Noin to Mount Uskuk. - Arishan to Gorida. - The Gorida basin. - The old Uliassutai trail. - Old Uliassutai Trail to Mount Uskuk. - The saltpan of Guchu Burt. - Ondai Sair. - VII. - The return journey from Tsagan Nor to Artsa Bogdo. - Choosing a route. - Tsagan Nor to the volcanic cliffs. - Desert hollows. - Volcanic cliffs to Artsa Bogdo. - North Margin of Artsa Bogdo. - Picture writings. - IX. - From Artsa Bogdo to Sair Usu. - Artsa Bogdo to Djadokhta. - The flaming cliffs of Djadokhta. - Djadokhta to Ongin Gol in Sumu. - Ongin Gol in Sumu. - Ongin Gol to Sair Usu. - X. - From Sair Usu to Kalgan. - Palaeozoic strata. - Continuation of traverse to Ardyn Obo. - Sediments of Ardyn Obo. - Ardyn Obo to Shara Murun. - Palaeozoic strata of Jisu Honguer. - Tertiary sediments of Shara Murun. - Shara Murun to Kalgan. - Chinese settlements. - The return to Kalgan. - PART III. - SPECIAL AND LOCALITY STUDIES. - Introduction. - Method of Mapping. - XI. - Eren Dabasu and Irdin Manha. - Introduction. - General aspect and larger relations of the basin. - Origin of the hollow at Iren Dabasu. - General Rock structure. - The Iren Dabasu formation. - Variegated Tertiary beds. - The Houldjin formation. - The Arshanto and Irdin Manha formations. - Shara Murun. - Age and correlation. - XII. - Arishan, the sacred mountain of Sain Noin. - Introduction. - Features of the locality. - Geological formations. - Graywacke series. - The granite. - The Jurassic formation. - Special products. - Structural features. - The spring waters and their origin. - XIII. - Mount Uskuk and the Tsagan Nor Basin. - Principal structural features. - The rock formations. - Rocks of the ancient floor. - The crystalline metamorphics. - The graywacke series. - Bathylithic granite. - Jurassic strata. - Post-Jurassic intrusives. - Rocks of the sedimentary cover. - Cretaceous strata. - Fossil content. - Tertiary strata. - Fossil content. - Former extent of later sediments. - Evidence of the faulted margins. - Evidence of the sedimentary remnants. - Evidence of the basalt remnants. - Evidence of planation. - Erosional history of the south block of Uskuk. - Deformation of the Mount Uskuk region. - The Saltpan of Guchu Burt. - Tsagan Nor. - XIV. - The Gurbun Saikhan Ranges. - The journey. - A desert well. - The return journey. - Geological observations at Artsa Bogdo. - The south.basin. - Approach to the Gurbun Saikhan. - The formations of the Gurbun Saikhan. - Ancient rocks. - Limestones. - Serpentine. - Graywacke-slate series. - Topographic character of the Gurbun Saikhan. - XV. - Artsa Bogdo and Oshih. - The Artsa Bogdo Mountain Block. - The marginal shelf. - History of the shelf. - Rock formations of the mountain. - Ancient meta-crystallines and intrusives. - Folded sediments and associated eruptives. - Later igneous rocks. - Tectonic features. - Traces of former sedimentary cover. - Topographic features. - Stream pattern. - Glaciation. - The Oshih Hollow. - Features of the locality. - The geologic column. - XVI. - Problems and areas deserving special study. - Introduction. - Sedimentary basins and potential fossil fields. - The area of the great pass. - P'ang Kiang. - The paper-shales of mile 299. - The flaming cliffs of Uskuk. - Oshih (Ashile) basin. - Djadokhta. - Ardyn Obo. - Shara Muraci. - Ulan Nor. - The badlands of the Ongin Gol. - Structural and historical problems. - The Camp Jurassic area. - The crystalline upland east of the Ongin Gol. - The transition country of Gangin Daba. - Sair Usu. - Los in Sumu. - Jisu Honguer. - Genral problems. - PART IV. - SUMMARIES AND DISCUSSIONS. - Introduction. - XVII. - Structural elements of the Oldrock floor. - Two major divisions. - Subdivision of the Oldrock floor. - Mesozoic intrusives. - Jurassic sediments. - Paloeozoic strata. - The great Mongolian bathylith. - The Khangai graywacke series. - The ancient crystalline complex. - The Wu T'ai system. - The T'ai Shan complex. - XVIII. - Surface features and their origin. - Basins and mountains. - The basin of Mongolia. - Deserts in general. - The shaping processes. - Major subdivisions of the Mongolian Basin. - Talas of the eastern and southern province. - The western faulted talas. - Mountains. - Fault-block mountains of the Altai type. - Ikhe Bogdo. - Baga Bogdo. - Artsa Bogdo. - Gurbun Saikhan. - The mountains of the eastern province. - Volcanic mountains. - The structure lines of Mongolia. - XIX. - Surface features and their origin (continued). - Plateaus, plains and flatlands. - Introduction - the level lands of the desert. - Agencies which carve the erosion plane. - Erosion by wind. - Rainfall. - Drainage. - Immigrant streams. - Native streams. - Erosive work of running water. - The Piedmont Slope. - The Gobi erosion plane. - Original slopes of the erosion plane. - Deformation of the Gobi surface. - Deposits on the Gobi upland. - Redissection of the Gobi erosion plane. - Summary of the Gobi erosion plane. - Desert Hollows. - The older Peneplanes. - The pre-Cretaceous peneplane. - The Mongolian peneplane. - The Khangai peneplane. - Relations of the Khangai and Mongolian peneplanes . - Relations of the Mongolian peneplane and the Gobi erosion plane. - Relations between the Gobi erosion plane and the lowlands of the P'ang Kiang stage. - Comparison of peneplanes with those of surrounding regions. -

Note: Zugleich: Dissertation, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, 1999 , INHALTSVERZEICHNIS 1. Einleitung 1.1 Kenntnisstand und offene Fragen 1.2 Fragestellung und Ziele dieser Arbeit 2. Umweltbedingungen in den Arbeitsgebieten 2.1 Hydrographie, Eisverhältnisse und NAO 2.2 Zur Variation von Wassertiefe und Breite der Dänemarkstraße und zur Vereisung Islands während des letzten Glazials 3. Methoden 3.1 Auswahl der Kernstationen 3.2 Probennahme und Analysen (Übersicht) 3.3 Zur Rekonstruktion von Paläobedingungen im Oberflächenwasser Zur Aussage stabiler Isotopenverhältnisse in planktischen Foraminiferen Zur Messung stabiler Isotopenverhältnisse Zur Massenspektrometrie Zur Rekonstruktion von Oberflächentemperaturen Alkane und Alkohole als Maß für Staubeintrag Eistranspmtiertes Material und vulkanische Aschen 3.4 Zur Rekonstruktion von Paläobedingungen im Zwischen-/ Tiefenwasser Häufigkeit von Cibicides- und anderen benthischen Arten (inkl. Taxonomie) Stabile Isotopenverhältnisse in benthischen Foraminiferen 3.5 AMS 14C-Datierungen Probenreinigung 3. 6 Hauptelementanalysen von vulkanischen Asche-Leithorizonten 3. 7 Geomagnetische Meßgrößen und magnetische Suszeptibiltät 3.8 Techniken zur Spektralanalyse 4. Methodische Ergebnisse 4.1 Zum Einfluß der Probenreinigung auf δ18O-/ δ13C-Werte 4.2 Probleme bei der langfristigen Reproduzierbarkeit von δ18O-Zeitreihen 4.3 Einfluß der Korngröße und Artendefinition planktischer Foraminiferen auf SST-Rekonstruktionen in hohen Breiten 4.4 Vergleich der stabilen Isotopenwerte von Cibicides lobatulus und Cibicidoides wuellerstorfi 5. Stratigraphische Grundlagen und Tiefenprofile der Klimasignale 5.1 Stratigraphische Korrelation zwischen parallel-gekernten GKG- und SL-/KL-Profilen 5.2 Flanktische δ18O-/ δ13C-Kurven, 14C-Alter und biostratigraphische Fixpunkte Westliches Islandbecken Kern PS2644 Kern PS2646 Kern PS2647 Kern 23351 Vøring-Plateau Kern 23071 Kern 23074 5.3 Benthische δ18O-/ δ13C-Werte in Kern PS2644 5.4 Siliziklastische Sedimentkomponenten: Eistransportiertes Material Westliches Islandbecken Kern PS2644 Kern PS2646 Kern PS2647 Vøring-Plateau Kern 23071 Kern 23074 5.5 Vulkanische Glasscherben in Kern PS2644: Wind- und Eiseintrag 5.6 Geochemie und Alter einzelner Tephralagen als Leithorizonte Westliches Islandbecken Kern PS2644 Kern PS2646 Kern PS2647 Vøring-Plateau Kern 23071 Kern 23074 5.7 Magnetische Suszeptibilität in den Kernen PS2644, PS2646 und PS2647 Kern PS2644 Kern PS2646 und PS2647 5.8 Geomagnetische Feldintensität und Richtungsänderungen in Kern PS2644 5.9 Variation von Planktonfauna und -flora Westliches Islandbecken: Kern PS2644 Kern PS2646 und PS2647 Vøring-Plateau: Kern 23071 und 23074 5.10 Benthische Foraminiferen in Kern PS2644 6. Entwicklung von Temperatur und Salzgehalt nördlich der Dänemark-Straße 6.1 Variation der Oberflächentemperatur nach Planktonforaminiferen 6.2 Variation der Oberflächentemperatur nach Uk37 6.3 Variation der Oberflächensalinität 7. Die Feinstratigraphie von Kern PS2644 als Basis für eine Eichung der 14C-Altersskala 22 - 55 ka 7.1 Korrelation zwischen den Klimasignalen in Kern PS2644 und der GISP2-Klimakurve zum Kalibrieren der 14C-Alter und Erstellen eines Altersmodells Tephrachronologische Marker Korrelationsparameter und -regeln Sonderfälle/ Probleme bei der Korrelation 7.2 Alters-stratigraphische Korrelation der Klimakurven von Kern 23071 und 23074 7.3 Variation der Altersanomalien zwischen 20 und 55 14C-ka 7.4 Variabilität des planktischen 14C-Reservoiralters in Schmelzwasserbeeinflußten Seegebieten Variation der planktischen 14C-Alter unmittelbar an der Basis von Heinrich-Ereignis 4 Unterschiede zwischen planktischen und benthischen 14C-Altern in der westlichen Islandsee. Zur Erklärung der inversen Altersdifferenzen 7.5 Differenz zwischen 14C- und Kalenderalter: Zeitliche Variation unter Einfluß des Erdmagnetfeldes - Modell und Befund 7.6 Sedimentationsraten der Kerne 23071, 23074 und PS2644 nach dem GISP2-Altersmodell Vøring-Plateau: Kerne 23071 und 23074 Südwest-Islandsee: Kern PS2644 8. Klimaoszillationen im Europäischen Nordmeer in der Zeit und Frequenzdomäne 8.1 "Der Einzelzyklus" in den Klimakurven von Kern PS2644 8.2 Zur Veränderlichkeit der Warm- und Kaltextreme sowie Zyklenlänge Besonderheiten in der Zyklenlänge Variation der Kalt-(Stadiale) Variation der Interstadiale 8.3 Periodizitäten der Klimasignale im Frequenzband der D.-Oe.-Zyklen. Der D.-Oe.-Zyklus von 1470 J., seine Multiplen und harmonischen Schwingungen Weitere Frequenzen: 1000-1150 Jahre- und 490- 510 Jahre-Zyklizitäten Höhere Frequenzen im Bereich von Jahrhunderten und Dekaden 8.4 Phasenbeziehungen und (örtliche) Steuemngsmechanismen der Dansgaard-Oeschger-Zyklen 9. Schlußfolgerungen Danksagung Literaturverzeichnis Anhang

Note: Zugleich: Dissertation, Freie Unversität Berlin, [ca. 1963] , INHALTSVERZEICHNIS PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 1. BEMERKUNGEN ZUM BEOBACHTUNGSGELÄNDE UND ZUM BEOBACHTUNGSMATERIAL 1.1 Das Beobachtungsgelände 1.2 Das Beobachtungsmaterial 2. HOMOGENITÄTSBETRACHTUNGEN 2.1 Temperatur 2.2 Niederschlag 2.3 Wind 2.4 Sonnenschein und Bewölkung 3. TEMPERATURVERHÄLTNISSE 3.1 Monats- und Jahreswerte 3.2 Tageswerte 3.3 Pentadenwerte 3.4 Häufigkeitsbetrachtungen 3.5 Interdiurne Veränderlichkeit 3.6 Der tägliche Gang 3.7 Vorkommen bestimmter Schwellenwerte 3.71 Frost- und Eistage 3.72 Sommer- und Tropentage 4. DER WASSERGEHALT DER LUFT 4.1 Monats- und Jahreswerte 4.2 Tageswerte 4.3 Häufigkeitsbetrachtungen 4.4 Interdiurne Veränderlichkeit 4.5 Der tägliche Gang 5. BEWÖLKUNGSVERHÄLTNISSE 5.1 Monats- und Jahreswerte 5.2 Tageswerte 5.3 Häufigkeitsbetrachtungen 5.4 Der tägliche Gang 5.5 Heitere und trübe Tage 5.6 Nebel 6. SONNENSCHEIN 6.1 Monats- und Jahreswerte 6.2 Tageswerte 6.3 Der tägliche Gang 7. NIEDERSCHLAGSVERHÄLTNISSE 7.1 Monats- und Jahreswerte 7.2 Niederschlagsbereitschaft 7.3 Tageswerte 7.4 Der tägliche Gang 7.5 Häufigkeitsbetrachtungen 7.6 Niederschlags- und Trockenperioden 7.7 Niederschlag und Wind· 7.8 Schneeverhältnisse 7.81 Schneefall und Schneedecke 7.82 Schneehöhe 7.9 Gewitter 8. WINDVERHÄLTNISSE 8.1 Windrichtung 8.2 Windgeschwindigkeit 8.21 Der jährliche Gang 8.22 Häufigkeitsbetrachtungen 8.23 Sturmtage und Windstillen 8.24 Der tägliche Gang 9.ZUSAMMENFASSUNG VERZEICHNIS DER TEXTTABELLEN VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN LITERATURVERZEICHNIS TABELLENANHANG

Note: Contents Part I Arctic Climate and Greenland 1 Arctic Climate Change, Variability, and Extremes / John E. Walsh 2 Precipitation Characteristics and Changes / Hengchun Ye, Daqing Yang, Ali Behrangi, Svetlana L. Stuefer, Xicai Pan, Eva Mekis, Yonas Dibike, and John E. Walsh 3 Snow Cover - Observations, Processes, Changes, and Impacts on Northern Hydrology / Ross Brown, Philip Marsh, Stephen Déry, and Daqing Yang 4 Evaporation Processes and Changes Over the Northern Regions / Yinsheng Zhang, Ning Ma, Hotaek Park, John E. Walsh, and Ke Zhang 5 Greenland Ice Sheet and Arctic Mountain Glaciers / Sebastian H. Mernild, Glen E. Liston, and Daqing Yang Part II Hydrology and Biogeochemistry 6 Regional and Basin Streamflow Regimes and Changes: Climate Impact and Human Effect / Michael Rawlins, Daqing Yang, and Shaoqing Ge 7 Hydrologic Extremes in Arctic Rivers and Regions: Historical Variability and Future Perspectives / Rajesh R. Shrestha, Katrina E. Bennett, Daniel L. Peters, and Daqing Yang 8 Overview of Environmental Flows in Permafrost Regions / Daniel L, Peters, Donald J. Baird, Joseph Culp, Jennifer Lento, Wendy A. Monk, and Rajesh R. Shrestha 9 Yukon River Discharge Response to Seasonal Snow Cover Change / Daqing Yang, Yuanyuan Zhao, Richard Armstrong, Mary J. Brodzik, and David Robinson 10 Arctic River Water Temperatures and Thermal Regimes / Daqing Yang, Hoteak Park, Amber Peterson, and Baozhong Liu 11 Changing Biogeochemical Cycles of Organic Carbon, Nitrogen, Phosphorus, and Trace Elements in Arctic Rivers / Jonathan O'Donnell, Thomas Douglas, Amanda Barker, and Laodong Guo 12 Arctic Wetlands and Lakes-Dynamics and Linkages / Kathy L. Young, Laura Brown, and Yonas Dibike 13 River Ice Processes and Changes Across the Northern Regions / Daqing Yang, Hotaek Park, Terry Prowse, Alexander Shiklomanov, and Ellie McLeod Part III Permafrost and Frozen Ground 14 Permafrost Features and Talik Geometry in Hydrologic System / Kenji Yoshikawa and Douglas L. Kane 15 Ground Temperature and Active Layer Regimes and Changes / Lin Zhao, Cangwei Xie, Daqing Yang, and Tingjun Zhang 16 Permafrost Hydrology: Linkages and Feedbacks / Tetsuya Hiyama, Daqing Yang, and Douglas L. Kane 17 Permafrost Hydrogeology / Barret L. Kurylyk and Michelle A. Walvoord Part IV Ecosystem Change and Impact 18 Greenhouse Gases and Energy Fluxes at Permafrost Zone / Masahito Ueyama, Hiroki Iwata, Hideki Kobayashi, Eugénie Euskirchen, Lutz Merbold, Takeshi Ohta, Takashi Machimura, Donatella Zona, Walter C. Oechel, and Edward A. G. Schuur 19 Spring Phenology of the Boreal Ecosystems / Nicolas Delbart 20 Diagnosing Environmental Controls on Vegetation Greening and Browning Trends Over Alaska and Northwest Canada Using Complementary Satellite Observations / Youngwook Kim, John S. Kimball, Nicholas Parazoo, and Peter Kirchner 21 Boreal Forest and Forest Fires / Yongwon Kim, Hideki Kobayashi, Shin Nagai, Masahito Ueyama, Bang-Yong Lee, and Rikie Suzuki 22 Northern Ecohydrology of Interior Alaska Subarctic / Jessica M. Young-Robertson, W. Robert Bolton, and Ryan Toohey 23 Yukon River Discharge-NDVI Relationship / Weixin Xu and Daqing Yang Part V Cross-System Linkage and Integration 24 River Freshwater Flux to the Arctic Ocean / Alexander Shiklomanov, Stephen Déry, Mikhail Tretiakov, Daqing Yang, Dmitry Magritsky, Alex Georgiadi, and Wenqing Tang 25 River Heat Flux into the Arctic Ocean / Daqing Yang, Shaoqing Ge, Hotaek Park, and Richard L. Lammers 26 Cold Region Hydrologic Models and Applications / Hotaek Park, Yonas Dibike, Fengge Su, and John Xiaogang Shi 27 Regional Climate Modeling in the Northern Regions / Zhenhua Li, Yanping Li, Daqing Yang, and Rajesh R. Shrestha 28 High-Resolution Weather Research Forecasting (WRF) Modeling and Projection Over Western Canada, Including Mackenzie Watershed / Yanping Li and Zhenhua Li 29 Responses of Boreal Forest Ecosystems and Permafrost to Climate Change and Disturbances: A Modeling Perspective / Shuhua Yi and Fengming Yuan 30 Future Trajectory of Arctic System Evolution / Kazuyuki Saito, John E. Walsh, Arvid Bring, Ross Brown, Alexander Shiklomanov, and Daqing Yang Correction to: Arctic Hydrology, Permafrost and Ecosystems / Daqing Yang, and Douglas L. Kane

Note: Inhaltsverzeichnis Mitarbeiter*innen des Beirats Danksagung Kästen Tabellen Abbildungen Akronyme Zusammenfassung 1 Einleitung 2 Land als Schlüssel zur Nachhaltigkeit – ein systemischer Blick 2.1 Landressourcen unter Druck: Nutzungskonkurrenzen, Übernutzung, Degradation 2.1.1 Ausmaß und Trends der Degradation terrestrischer Ökosysteme 2.1.2 Treiber von Landdegradation und Folgen 2.1.3 Land Degradation Neutrality als Ziel internationaler Nachhaltigkeitspolitik 2.2 Das Trilemma der Landnutzung 2.2.1 Die Klimakrise 2.2.2 Die Krise des Ernährungssystems 2.2.3 Die Biodiversitätskrise 2.3 Zukunftsvision für einen nachhaltigen Umgang mit Land 2.3.1 Ein nachhaltiger Umgang mit Land: systemisch, synergistisch, solidarisch 2.3.2 Die Transformation zu einem nachhaltigen Umgang mit Land gestalten 3 Mehrgewinnstrategien für einen nachhaltigen Umgang mit Land 3.1 Renaturierung: Landbasierte CO2-Entfernung synergistisch gestalten 3.1.1 CO2-Senken: Ausgangssituation 3.1.1.1 CO2-Entfernung aus der Atmosphäre: Konzept und Definition 3.1.1.2 Landbasierte Ansätze zur CO2-Entfernung: Technologien, Potenziale und Begleitwirkungen 3.1.1.3 Die Rolle von Methoden der CO2-Entfernung in Klimaschutzszenarien 3.1.2 Grundsätze zur nachhaltigen CO2-Entfernung: Unsicherheiten beleuchten, Risiken begrenzen, Mehrgewinne beflügeln 3.1.3 Mehrgewinnstrategie „Renaturierung degradierter terrestrischer Ökosysteme" 3.1.3.1 Renaturierung als Strategie zur Revitalisierung von Ökosystemfunktionen 3.1.3.2 Wiederaufforstung 3.1.3.3 Renaturierung von Graslandökosystemen 3.1.3.4 Renaturierung von Mooren 3.1.3.5 Renaturierung im Fokus internationaler Nachhaltigkeitspolitik 3.1.3.6 Umsetzung von Renaturierungsmaßnahmen 3.1.3.7 Folgerungen zu Renaturierung 3.1.4 Handlungsempfehlungen 3.1.4.1 Handlungsempfehlungen für Maßnahmen zur Entfernung von CO2 3.1.4.2 Handlungsempfehlungen zur Renaturierung degradierter Ökosysteme 3.1.5 Forschungsempfehlungen 3.1.5.1 Forschungsempfehlungen: CO2-Entfernung 3.1.5.2 Forschungsempfehlungen: Renaturierung 3.2 Schutzgebietssysteme ausweiten und aufwerten 3.2.1 Ökosystemschutz: Probleme und Mehrgewinne 3.2.2 Internationale Ziele für den Ökosystemschutz 3.2.3 Die Ausweitung und Aufwertung von Schutzgebietssystemen als Mehrgewinnstrategie 3.2.3.1 Schutzgebietssysteme als Instrumente des Ökosystem- und Biodiversitätsschutzes 3.2.3.2 Mehrgewinne in Schutzgebietssystemen 3.2.3.3 Zielerreichung und künftige Ziele 3.2.3.4 Schutzgebietssysteme unter Druck: Treiber, Handlungsbedarfe, Barrieren und Akteure 3.2.3.5 Fokus indigene Völker und lokale Gemeinschaften: Hüter*innen der Ökosysteme 3.2.3.6 Fokus Landschaft: vernetzte Schutzgebietssysteme in einem integrierten Landschaftsansatz 3.2.3.7 Fokus Finanzierung von Schutzgebietssystemen 3.2.4 Folgerungen 3.2.5 Handlungsempfehlungen 3.2.6 Forschungsempfehlungen 3.3 Landwirtschaftssysteme diversifizieren 3.3.1 Heutige Landwirtschaftssysteme stoßen an die Grenzen 3.3.1.1 Industrielle Landwirtschaft: Beispiel EU 3.3.1.2 Ertragsarme Subsistenzlandwirtschaft und persistierende Ernährungsunsicherheit: Beispiel Subsahara-Afrika 3.3.1.3 Wirkung des internationalen Agrarhandels auf Resilienz gegenüber Krisen und nachhaltige Entwicklung: Die Beispiele EU und Subsahara-Afrika 3.3.2 Mehrgewinnstrategien zur Diversifizierung von Landwirtschaftssystemen 3.3.2.1 Zielbild und Grundsätze 3.3.2.2 Ökologisierung der industriellen Landwirtschaft in der EU 3.3.2.3 Landwirtschaftliche Produktivität in Subsahara-Afrika nachhaltig steigern, Klimaanpassung und Ernährungssicherung erreichen 3.3.2.4 Ausrichtung des Agrarhandels auf Resilienz und Nachhaltigkeit 3.3.2.5 Ökologisierung versus Intensivierung und die Messung der Treibhausgase: Eine Einordnung 3.3.2.6 Komponenten der Mehrgewinnstrategien 3.3.3 Handlungsempfehlungen 3.3.3.1 Handlungsempfehlungen für die Ökologisierung der industriellen Landwirtschaft der EU und die GAP nach 2020 3.3.3.2 Handlungsempfehlungen für Subsahara-Afrika und für die Entwicklungszusammenarbeit 3.3.3.3 Handlungsempfehlungen zum Handel 3.3.4 Forschungsempfehlungen 3.3.4.1 Forschungsempfehlungen zur EU 3.3.4.2 Forschungsempfehlungen zur Landnutzung in Subsahara-Afrika 3.3.4.3 Forschungsempfehlungen zum Handel. 3.4 Die Transformation der tierproduktlastigen Ernährungsstile in den Industrieländern vorantreiben 3.4.1 Problemstellung: Das globale Ernährungssystem 3.4.1.1 Definition und Entwicklung des Ernährungssystems 3.4.1.2 Auswirkungen des Ernährungssystems 3.4.1.3 Ernährungsstile 3.4.1.4 Treiber für die Missstände im Ernährungssystem 3.4.2 Transformation des Ernährungssystems durch Transformation von Ernährungsstilen 3.4.2.1 Potenziale auf Seiten der Nachfrage 3.4.2.2 Zielbild: Mehrgewinn durch die Transformation tierproduktlastiger Ernährungsstile in den Industrieländern 3.4.3 Eine Frage des Bewusstseins? Von den vielfältigen Bedingungen der Entwicklung und Veränderung von Ernährungsstilen 3.4.3.1 Ernährungsstile und Konzerninteressen global betrachtet 3.4.3.2 Einflüsse auf die Entwicklung von Ernährungsstilen 3.4.3.3 Nahrungsaufnahme als soziale Situation 3.4.3.4 Brüche in der Ernährungsbiografie und Wertewandel im Ernährungsstil 3.4.3.5 Kontext und Ressourcen als mögliche Ansatzpunkte für Veränderung von Ernährungsstilen 3.4.3.6 Fazit: normative nachhaltige Orientierung in der Gemeinschaftsverpflegung als besonderer Transformationsauslöser 3.4.4 Ansatzpunkte zur Stärkung der Transformation von Ernährungsstilen 3.4.4.1 Steuerung mit Spielräumen zur Achtung von Eigenart 3.4.4.2 Transformation durch wahre Preise und nachhaltiges Angebot 3.4.4.3 Vielfältige Nuclei der Transformation 3.4.4.4 Transformationspotenzial durch Stärkung von Wissensressourcen (Siegel und Leitlinien) 3.4.4.5 Transformationsansätze in der Gemeinschaftsverpflegung: Hebung mehrfachen Transformationspotenzials 3.4.5 Handlungsempfehlungen 3.4.5.1 Nachhaltige Ernährung durch mit der Planetary Health Diet konforme Leitlinien konsequent zur Norm erheben 3.4.5.2 Den Trend zu tierproduktarmer Ernährung unterstützen und Ernährungsbiografien nachhaltig prägen 3.4.5.3 Konsument*innen darin unterstützen, nachhaltige Ernährungsstile zu praktizieren 3.4.5.4 „Gesunden Handel“ national und international fördern 3.4.6 Forschungsempfehlungen 3.4.6.1 Transformative Forschung zur Stärkung nachhaltiger Ernährungsstile 3.4.6.2 Bestehende Forschungsprogramme im Ernährungsbereich um nachhaltige Aspekte erweitern 3.5 Bioökonomie verantwortungsvoll gestalten und dabei Holzbau fördern 3.5.1 Probleme und Potenziale der verstärkten Nutzung biologischer Ressourcen 3.5.2 Zielbild und wichtige Handlungsfelder für eine nachhaltige Bioökonomie 3.5.2.1 Zielbild einer nachhaltigen Bioökonomie 3.5.2.2 Wichtige Handlungsfelder für eine nachhaltige Bioökonomie 3.5.3 Mehrgewinnstrategie Holzbau 3.5.3.1 Potenziale des Holzbaus als Ergänzung und Alternative zu konventionellen Bauweisen 3.5.3.2 Bestehende Instrumente zur Förderung des Holzbaus 3.5.4 Handlungsempfehlungen 3.5.4.1 Handlungsempfehlungen für Holzbau 3.5.4.2 Handlungsempfehlungen für Bioökonomie insgesamt 3.5.5 Forschungsempfehlungen 3.5.5.1 Forschungsempfehlungen zum Holzbau 3.5.5.2 Forschungsempfehlungen für Bioökonomie insgesamt 3.6 Zusammenspiel und Umsetzung von Mehrgewinnstrategien 3.6.1 Zusammenspiel zwischen Mehrgewinnstrategien: Beispiele 3.6.2 Umsetzung von Mehrgewinnstrategien im Kontext des integrierten Landschaftsansatzes 4 Transformative Governance für einen solidarischen Umgang mit Land 4.1 Pionier*innen des Wandels: Akteure zur Verantwortungsübernahme ermächtigen 4.1.1 Möglichkeiten und Grenzen eines nachhaltigen solidarischen Konsums 4.1.2 Pionier*innen des Wandels in wirkmächtigen Rollen 4.1.3 Empfehlungen zur Förderung von solidarischem Konsum und von Nischenakteuren in der Landwende 4.2 Gestaltender Staat: Rahmenbedingungen für den solidarischen Umgang mit Land schaffen 4.2.1 Nachhaltiges Verhalten belohnen, Umweltschäden bepreisen: Anreiz- und Preisinstrumente 4.2.2 Nachhaltigkeit einfordern: freiwillige und

Note: ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК «УСТЬ-ЛЕНСКИЙ)): СТРУКТУРА И ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 2. КОНСПЕКТ ФЛОРЫ ОКРЕСТНОСТЕЙ МБС "ЛЕНА-НОРДЕНШЕЛЬД" З. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФЛОРЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 4. СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ЛАРИОНОВ (1957-1995) БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК , TABLE OF CONTENTS INTRODUCTION 1. STATE NATURE RESERVE "UST-LENSKY": STRUCTURE AND PHYSICAL AND GEOGRAPHICAL CONDITIONS 2. ABSTRACT OF THE FLORA OF THE SURROUNDINGS OF MBS "LENA-NORDENSHELD" 3. RESULTS OF STUDIES OF FLORA AND THEIR DISCUSSION 4. SERGEY VLADIMIROVICH LARIONOV (1957-1995) REFERENCES

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2021 , Contents List of Figures List of Tables I Preamble 1 Introduction 1.1.1 The Journey from Weather to Climate 1.1.2 The Climate Background 1.1.3 Pollen as Quantitative Indicators of Past Changes 1.2 Overview and Aims of Manuscripts 1.2.1 List of Manuscripts 1.2.2 Short Summaries of the Manuscripts 1.3 Author Contributions to the Manuscripts II Manuscripts 2 Comparing estimation of techniques for temporal Scaling 2.1 Introduction 2.2 Data and Methods 2.2.1 Scaling estimation methods 2.2.2 Evaluation of the estimators 2.2.3 Data 2.3 Results 2.3.1 Effect of Regular and Irregular Sampling 2.3.2 Effect of Time series length 2.3.3 Application to database 2.4 Discussion 2.5 Conclusions 3 Land temperature variability driven by oceans at millennial timescales 4 Variability of surface climate in simulations of past and future 4.1 Introduction 4.2 Data and Method 4.2.1 Model simulations 4.2.2 The Last Glacial Maximum experiment 4.2.3 The mid Holocene experiment (midHolocene) 4.2.4 The warming experiments 1pctCO2 and abrupt4xCO2 4.2.5 Preprocessing of model simulations 4.2.6 Comparisons across the ensemble 4.2.7 Diagnosing variability changes 4.2.8 Changes in precipitation extremes 4.2.9 Timescale-dependence of the variability changes 4.3 Results 4.3.1 Hydrological sensitivity across the ensemble 4.3.2 Changes in local interannual variability 4.3.3 Changes in modes of variability 4.3.4 Circulation patterns underlying extratropical precipitation extremes 4.3.5 Changes in. the spectrum of variability 4.4 Discussion 4.4.1 Changes in climate variability with global mean temperature 4.4.2 Temperature vs. precipitation scaling 4.4.3 Comparison to climate reconstructions and observations 4.4.4 Limitations 4.5 Conclusions 5 Holocene vegetation variability in the Northern Hemisphere 5.1 Introduction 5.2 Data and Methods 5.2.1 Pollen Database 5.2.2 Principal Component Analysis 5.2.3 Timescale-dependent Estimates of Variability 5.2.4 Biome Classification 5.3 Results 5.3.1 General Vegetation Variability Analysis 5.3.2 Comparison of Forested and Open Land Vegetations 5.3.3 Comparison of Broadleaf and Needleleaf Fore ts 5.3.4 Comparison of Temperate and Boreal Coniferous Forests 5.3.5 Comparison of Evergreen and Deciduous Boreal Forests 5.4 Discussion 5.5 Conclusion III Postamble 6 General discussion and conclusion 6.1 Overview 6.2 Timescale-Dependent Estimates of Variability 6.3 Climate and Vegetation Variabilities in the Holocene 6.4 Implications for the 21th Century 6.5 Outlook IV Appendix A Supplementary figures from "Comparing estimation techniques for temporal scaling in paleo-climate timeseries" A.1 Block Average Results A.2 First-Order Correction for the Effect of Interpolation A.3 Change in Bias and Standard Deviation B Methods and supplementary information from "Land temperature variability driven by oceans at millennial timescales" B.1 Methods B.1.1 Reconstructions B.1.2 Significance Testing B.1.3 Testing for Anthropogenic Impacts B.1.4 Instrumental Data B.1.5 Model Data B.1.6 Spectral Estimates B.1.7 Variance Ratios B.1.8 Sub-Decadal Variability Binning B.1.9 Correlation B.1.10 Moran's I B.2 Supplementary Information B.2.1 Tree Ring Data Analysis B.2.2 Energy-Balance Equations B.3 Extended Data Figures C Supplementary figures from "Variability of surface climate in simulations of past and future" D Supplementary figures from "Characterization of holocene vegetation variability in the Northern Hemisphere" Bibliography

Note: Inhalt Vorwort Kapitel 1 Unsere Ozeane – Quelle des Lebens Kapitel Von der Bedeutung und der Endlichkeit der Meere Conclusio: Abschied von der Unendlichkeitsillusion Kapitel 2 Der Ozean im Klimawandel Die fatalen Folgen der Wärme Ein Angriff auf die Artenvielfalt Conclusio: Gradmesser Ozean Kapitel 3 Nahrung aus dem Meer Problemzone Fischerei Wachstumssektor Aquakultur Conclusio: Ein Nahrungslieferant am Limit Kapitel 4 Transporte über das Meer Die Schifffahrt am Scheideweg Conclusio: Eine Schlüsselbranche unter Druck Kapitel 5 Energie und Rohstoffe aus dem Meer Tiefseebergbau: Die Pläne nehmen Gestalt an Energiequelle Meer: Potenzial und Erwartungen Conclusio: Unsere Ozeane: voller Energie Kapitel 6 Die Verschmutzung der Meere Ein Problem gigantischen Ausmaßes Conclusio: Meere voller Müll und Schadstoffe Kapitel 7 Der Wettstreit um die genetische Vielfalt der Meere Wirkstoffe aus dem Meer Conclusio: Der Beginn einer goldenen Ära Kapitel 8 Anspruch und Wirklichkeit des Meeresmanagements Die Rechtsordnung der Ozeane Neue Ansätze des Meeresmanagement Der Ozean: Krisenschauplatz und Teil der Lösung Conclusio: Nachhaltiges Meeresmanagement – eine Herkulesaufgabe Gesamt-Conclusio Glossar Abkürzungen Quellenverzeichnis Mitwirkende Index Partner und Danksagung Abbildungsverzeichnis Impressum

Note: Zugleich: Dissertation, Freie Unversität Berlin, [ca. 1963] , INHALTSVERZEICHNIS PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 1. BEMERKUNGEN ZUM BEOBACHTUNGSGELÄNDE UND ZUM BEOBACHTUNGSMATERIAL 1.1 Das Beobachtungsgelände 1.2 Das Beobachtungsmaterial 2. HOMOGENITÄTSBETRACHTUNGEN 2.1 Temperatur 2.2 Niederschlag 2.3 Wind 2.4 Sonnenschein und Bewölkung 3. TEMPERATURVERHÄLTNISSE 3.1 Monats- und Jahreswerte 3.2 Tageswerte 3.3 Pentadenwerte 3.4 Häufigkeitsbetrachtungen 3.5 Interdiurne Veränderlichkeit 3.6 Der tägliche Gang 3.7 Vorkommen bestimmter Schwellenwerte 3.71 Frost- und Eistage 3.72 Sommer- und Tropentage 4. DER WASSERGEHALT DER LUFT 4.1 Monats- und Jahreswerte 4.2 Tageswerte 4.3 Häufigkeitsbetrachtungen 4.4 Interdiurne Veränderlichkeit 4.5 Der tägliche Gang 5. BEWÖLKUNGSVERHÄLTNISSE 5.1 Monats- und Jahreswerte 5.2 Tageswerte 5.3 Häufigkeitsbetrachtungen 5.4 Der tägliche Gang 5.5 Heitere und trübe Tage 5.6 Nebel 6. SONNENSCHEIN 6.1 Monats- und Jahreswerte 6.2 Tageswerte 6.3 Der tägliche Gang 7. NIEDERSCHLAGSVERHÄLTNISSE 7.1 Monats- und Jahreswerte 7.2 Niederschlagsbereitschaft 7.3 Tageswerte 7.4 Der tägliche Gang 7.5 Häufigkeitsbetrachtungen 7.6 Niederschlags- und Trockenperioden 7.7 Niederschlag und Wind· 7.8 Schneeverhältnisse 7.81 Schneefall und Schneedecke 7.82 Schneehöhe 7.9 Gewitter 8. WINDVERHÄLTNISSE 8.1 Windrichtung 8.2 Windgeschwindigkeit 8.21 Der jährliche Gang 8.22 Häufigkeitsbetrachtungen 8.23 Sturmtage und Windstillen 8.24 Der tägliche Gang 9.ZUSAMMENFASSUNG VERZEICHNIS DER TEXTTABELLEN VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN LITERATURVERZEICHNIS TABELLENANHANG

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2021 , Table of Contents Acknowledgements Abstract Zusammenfassung List of figure List of tables List of abbreviation Chapter 1 1. Introduction 1.1 Research background 1.1.1 Response of mountain plant diversity to climate change 1.1.2 Response of Arctic vegetation composition and diversity to climate change 1.1.3 Understanding the critical mechanisms of community assembly are essential for sustaining ecosystem services 1.1.4 Pollen analysis as a traditional tool for representing palaeovegetation 1.1.5. Sedimentary ancient DNA (sedaDNA) is a useful tool for Quaternary ecology tracking 1.2 Study area 1.3 Aims and objectives 1.4 Structure of the thesis 1.4.1 Overview of the chapter 1.4.2 Author's contributions 1.4.3 Methods Chapter 2 2 Manuscript 1: Sedimentary ancient DNA reveals warming-induced alpine habitat loss threat to Tibetan Plateau plant diversity 2.1 Abstract 2.2 Introduction 2.3 Results and discussion 2.4 Methods 2.5 Acknowledgements · Chapter 3 3 Manuscript 2: Holocene vegetation and plant diversity changes in the north-eastern Siberian treeline region from pollen and sedimentary ancient DNA 3.1 Abstract 3.2 Introduction 3.3 Materials and methods 3.3.1 Study area 3.3.2 Lake sediment cores and subsampling 3.3.3 Dating 3.3.4 Pollen analysis 3.3.5 DNA extraction and amplification 3.3.6 Sequencing filtering and taxonomic assignment 3.3.7 Statistical analyses 3.4 Results 3.4.1 Chronology 3.4.2 SedaDNA and pollen assemblages 3.4.3 Gradient analysis and correlation analysis 3.5 Discussion 3 .5.1 Contributions of pollen and sedaDNA to vegetation reconstruction and taxon richness 3.5.2 Variation in Holocene vegetation composition in the Omoloy area, north-eastern Siberia 3.5.3 SedaDNA-based plant diversity changes within lake catchments of the Omoloy region 3.6 Conclusions 3.7 Acknowledgements Chapter 4 4 Manuscript 3: Vegetation reconstruction from Siberia and Tibetan Plateau using modern analogue technique - comparing sedimentary ancient DNA (sedaDNA) and pollen data 4.1 Abstract 4.2 Introduction 4.3 Materials and methods 4.3.1 Sites ofthe modern analogues 4.3.2 Sedimentary (ancient) DNA collection 4.3.3 Metabarcoding data processing and filtering 4.3.4 Pollen data collection 4.3.5 Numerical analysis 4.4 Results 4.4.1 Modern training-set, ROC curve analyses and AT results 4.4.2 Modern analogues for Lake Naleng and Omoloy lake II 4.4.3 Vegetation type reconstruction based on MAT 4.4.4 Projecting fossil samples in ordination space of modern assemblages 4.4.5 Comparing past and present intertaxa relationships 4.5 Discussion 4.5.1 Assessment of analogue quality using modem training-sets 4·5·2 Comparison of sed(a)DNA-based and pollen-based vegetation reconstruction for the Lake Naleng, Tibetan Plateau 4.5.3 Comparison of sedDNA based and pollen-based vegetation reconstruction for the Lake Omoloy, northern Siberia 4.6 Conclusions 4.7 Acknowledgements Chapter 5 5 Manuscript 4: Terrestrial-aquatic ecosystem links on the Tibetan Plateau inferred from sedaDNA shotgun sequencin 5.1 Abstract 5.2 Introduction 5.3 Results 5.4 Discussions 5.5 Methods 5.6 Acknowledgments Chapter 6 6 Synthesis 6.1 The ability of metabarcoding and metagenomic shotgun sequencing to reveal ecological community pattern 6.2 Driver of plant diversity change in high altitude and high latitudes 6.3 High-altitude and high-latitude vegetation type change 6.4 Past terrestrial and aquatic ecological change at ecosystem-scale 6.5 Conclusions and outlook Appendix 1 Appendix-1 Materials for Manuscript #1 1.1 Appendix discussion: Contamination in NTC6 2. Appendix-2 Materials for Manuscript #2 3. Appendix-3 Materials for Manuscript #3 4. Appendix-4 Materials for Manuscript #4 References Eidesstattliche Erklarung

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2021 , Contents List of abbreviations Acknowledgements Summary Zusammenfassung 1 Scientific background 1.1 Motivation 1.2 The arctic-boreal ecotone in time and space 1.2.1 Terrestrial plants composition and biodiversity 1.2.2. Lake macrophytes and diatoms 1.3 Sedimentary DNA metabarcoding as an ecologicalproxy 1.4 Study area 1.5 Objectives of the thesis 1.6 Methods 1.7 Thesis organizations 1.7.1 Manuscripts and chapters 1.7.2 Non-finalized research 1.7.2 Author contributions 2 Manuscript I: Genetic and morphological diatom composition in surface sediments from glacial and thermokarst lakes in the Siberian Arctic 2.1 Abstract 2.2 Introduction 2.3 Materials and methods 2.3.1 Sampling and collection of environmental data 2.3.2 Diatom genetic assessment 2.3.3 Raw sequence processing and taxonomic assignment 2.3.4 Morphological diatom identification 2.3.5 Statistical analyses 2.4 Results 2.4.1 Genetic-based diatom composition, diversityand diatom-environment relationship 2.4.2 Morphological-based diatom composition, diversity and diatom-environment relationship 2.4.3 Comparison of spatial diatom patterns obtained from the genetic and morphological approaches 2.5 Discussion 2.5.1 Genetic and morphological diatom composition and diversity 2.5.2 Diatom composition is affected by lake type and lake water parameters 2.6 Conclusions 2.7 Acknowledgments 3 Manuscript II: Plant sedimentary ancient DNA from Far East Russia covering the last 28 ka reveals different assembly rules in cold and warm climates 3.1 Abstract 3.2 Introduction 3.3 Methods 3.3.1 Study area 3.3.2 Sampling and dating 3.3.3 Genetic laboratory works 3.3.4 Processing the sequence data 3.3.5 Statistical analyses 3.4 Results 3.4.1 Overview of the sequencing data and taxonomic composition 3.4.2 Taxonomic alpha and beta diversity 3.4.3 Phylogenetic alpha and beta diversity 3.4.4 Relationship between taxonomic composition and phylogenetic diversity 3.5 Discussion 3.5.1 Vegetation history revealed by sedaDNA 3.5.2 Patterns oftaxonomic alpha diversity and their relationship to community composition 3.5.3 Relationship between richness and phylogenetic alpha and beta diversity 4 Manuscript III: Sedimentary DNA identifies modem and past macrophyte diversity and its environmental drivers in high latitude and altitude lakes in Siberia and China 4.1 Abstract 4.2 Introduction 4.3 Materialsand Methods 4.3.1 Field sampling of surface and core samples 4.3.2 Environmental data 4.3.3 Molecular genetic laboratory work 4.3.4 Bioinformatic analyses 4.3.5 Statistical analyses 4.4 Results 4.4.1 Macrophyte diversity in surface sediments inferred from sedDNA 4.4.2 Relationship of modem macrophyte richness and environmental variables 4.4.3 The relationship between modem macrophyte community and environmental variables 4.4.4 Past macrophyte richness and composition inferred from sedaDNA 4.4.5 Past macrophyte compositional changes and its environmental drivers 4.5 Discussion 4.5.1 Retrieval of aquatic plant diversity using the tmL P6 loop plant DNA metabarcode 4.5.2 Modem macrophyte diversity and its relation to environmental factors 4.5.3 Temporal macrophyte diversity as an indicator for past environmental change 4.6 Conclusion 5 Synopsis 5.1 Potential and limitations of sedimentary DNA in the applied study 5.1.1 Sedimentary DNA is a powerful proxy 5.1.2 Limitations in sedimentary DNA 5.2 Spatial patterns of vegetation, macrophytes and diatoms 5.2.1 Composition and diversity of vegetation 5.2.2 Composition and diversity of macrophytes 5.2.3 Composition and diversity of diatoms 5.3 Temporal patterns of vegetation, macrophytes and diatoms 5.3.1 Composition and diversity of vegetation 5.3.2 Composition and diversity of macrophytes 5.3.3 Composition and diversity of diatoms 5.4 Outlooks and conclusions Appendices Appendix 1 for Manuscript I Appendix 2 for Manuscript II Appendix 3 for Manuscript III References

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2021 , CONTENTS 1 INTRODUCTION 1.1 Motivation: Aerosol and cloud relevance to Arctic amplification 1.2 Theoretical background 1.2.1 Atmospheric aerosol 1.2.2 Aerosol in the Arctic 1.2.3 Cirrus clouds 1.3 Research questions 2 METHODS 2.1 lidar remote sensing techniqu 2.1.1 Elastic and Raman lidar equations 2.1.2 lidar signal corrections 2.1.3 Derivation of particle optical properties and related uncertainties 2.2 Lidar systems 2.2.1 Ground-based system KARL 2.2.2 Air-borne system AMALi 2.2.3 Space-borne system CALIOP 2.3 Ancillary instrumentation 2.3.1 Radiosondes 2.3.2 Sun-photometers 2.3.3 Radiation sensors 2.4 Modeling tools 2.4.1 Air mass backward trajectories 2.4.2 Aerosol microphysics retrieval algorithm 2.4.3 Radiative transfer model SCIATRAN 2.4.4 Multiple-scattering correction model 2.4.5 Simplified cloud radiative effect model 3 ARCTIC AEROSOL PROPERTIES AND RADIATIVE EFFECT (CASE STUDIES) 3.1 Aerosol in the upper troposphere (Spring) 3.1.1 Overview of aerosol observations and air mass origin 3.1.2 Modification of aerosol optical and microphysical properties 3.1.3 Aerosol radiative effect (ARE) 3.2 Sensitivities of the spring-time Arctic ARE 3.2.1 Sensitivity on aerosol related parameters 3.2.2 Sensitivity on ambient conditions 3.3 Aerosol in the lower troposphere (Winter) 3.3.1 Overview of remote sensing and in-situ measurements 3.3.2 Aerosol properties from the remote sensing perspective: KARL and CALIOP 3.3.3 Aerosol microphysical properties from in-situ and remote sensing perspectives 3.4 Discussion and Conclusions 4 DEVELOPMENT OF A CIRRUS CLOUD RETRIEVAL SCHEME 4.1 Fine-scale cirrus cloud detection 4.1.1 Selection of cirrus clouds 4.1.2 Wavelet Covariance Transform method 4.1.3 Revised detection method: Dynamic Wavelet Covariance Transform 4.2 Comparison of dynamic and static cirrus detection 4.3 Cirrus cloud optical retrievals 4.3.1 Existing cirrus optical retrievals: double-ended Klett and Raman 4.3.2 Temporal averaging within stationary periods 4.3.3 Revised optical retrieval: constrained Klett method 4.4 Comparison to established optical retrievals 4.5 How uncertainties in cirrus detection affect the optical retrievals? 4.6 Discussion 4.6.1 Limitations of cirrus retrieval schemes 4.6.2 Strengths of the revised retrieval scheme 4.7 Conclusions 5 LONG-TERM ANALYSIS OF ARCTIC CIRRUS CLOUD PROPERTIES 5.1 Overview of cirrus occurrence and meteorological conditions over Ny-Ålesund 5.2 Quality assurance of optical properties 5.2.1 Specular reflection effect 5.2.2 Investigation of extreme cirrus lidar ratio values 5.2.3 Multiple-scattering correction 5.3 Overview of cirrus optical properties over Ny-Ålesund 5.4 Inter-relations of cirrus properties 5.5 Dependence on meteorological conditions 5.5.1 Cirrus clouds in the tropopause 5.6 CRE estimation at TOA: sensitivity analysis 5.7 Conclusions 6 CONCLUSIONS AND OUTLOOK A CIRRUS DETECTION SENSITIVITIES a.1 Wavelet Covariance Transform - dilation sensitivity a.2 Wavelet Covariance Transform - wavelength dependency B CIRRUS OPTICAL CHARACTERIZATION SENSITIVITIES b.1 Reference value accuracy and limitations b.2 Inherent uncertainties of constrained Klett C MULTIPLE-SCATTERING CORRECTION FOR CIRRUS CLOUDS D SEASONAL CIRRUS PROPERTIES: DESCRIPTIVE STATISTICS BIBLIOGRAPHY

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2021 , Table of Contents Abstract Zusammenfassung List of Figures List of Tables Abbreviations 1 Introduction 1.1 Scientific background and motivation 1.1.1 Permafrost and climate change 1.1.2 Permafrost thaw and disturbances 1.1.3 Abrupt permafrost disturbances 1.1.4 Remote sensing 1.1.5 Remote sensing of permafrost disturbances 1.2 Aims and objectives 1.3 Study area 1.4 General data and methods 1.4.1 Landsat and Sentinel-2 1.4.2 Google Earth Engine 1.5 Thesis structure 1.6 Overview of publications and authors’ contribution 1.6.1 Chapter 2 - Comparing Spectral Characteristics of Landsat-8 and Sentinel-2 Same-Day Data for Arctic-Boreal Regions 1.6.2 Chapter 3 - Mosaicking Landsat and Sentinel-2 Data to Enhance LandTrendr Time Series Analysis in Northern High Latitude Permafrost Regions 1.6.3 Chapter 4 - Remote Sensing Annual Dynamics of Rapid Permafrost Thaw Disturbances with LandTrendr 2 Comparing Spectral Characteristics of Landsat-8 and Sentinel-2 Same-Day Data for Arctic-Boreal Regions 2.1 Abstract 2.2 Introduction 2.3 Materials and Methods 2.3.1 Study Sites 2.3.2 Data 2.3.3 Data Processing 2.3.3.1 Filtering Image Collections 2.3.3.2 Creating L8, S2, and Site Masks 2.3.3.3 Preparing Sentinel-2 Surface Reflectance Images in SNAP 2.3.3.4 Applying Site Masks 2.3.4 Spectral Band Comparison and Adjustment 2.4 Results 2.4.1 Spectral Band Comparison 2.4.2 Spectral Band Adjustment 2.4.3 ES and HLS Spectral Band Adjustment 2.5 Discussion 2.6 Conclusions 2.7 Acknowledgements 2.8 Appendix Chapter 2 3 Mosaicking Landsat and Sentinel-2 Data to Enhance LandTrendr Time Series Analysis in Northern High Latitude Permafrost Regions 3.1 Abstract 3.2 Introduction 3.3 Materials and Methods 3.3.1 Study Sites 3.3.2 Data 3.3.3 Data Processing and Mosaicking Workflow 3.3.4 Data Availability Assessment 3.3.5 Mosaic Coverage and Quality Assessment 3.4 Results 3.4.1 Data Availability Assessment 3.4.2 Mosaic Coverage and Quality Assessment 3.5 Discussion 3.6 Conclusions 4 Remote Sensing Annual Dynamics of Rapid Permafrost Thaw Disturbances with LandTrendr 4.1 Abstract 4.2 Introduction 4.3 Study Area and Methods 4.3.1 Study area 4.3.2 General workflow and ground truth data 4.3.3 Data and LandTrendr 4.3.4 Index selection 4.3.5 Temporal Segmentation 4.3.6 Spectral Filtering 4.3.7 Spatial masking and filtering 4.3.8 Machine-learning object filter 4.4 Results 4.4.1 Focus sites 4.4.2 North Siberia 4.5 Discussion 4.5.1 Mapping of RTS 4.5.2 Spatio-temporal variability of RTS dynamics 4.5.3 LT-LS2 capabilities and limitations 4.6 Conclusion 4.7 Appendix 5 Synthesis and Discussion 5.1 Google Earth Engine 5.2 Landsat and Sentinel-2 5.3 Image mosaics and disturbance detection algorithm 5.4 Mapping RTS and their annual temporal dynamics 5.5 Limitations and technical considerations 5.6 Key findings 5.7 Outlook References Acknowledgements