Die sozial-ökologische Forschung am Institut für Soziale Ökologie entwickelt Modelle, um Gesellschaft-Natur Interaktionen und Dynamiken bearbeitbar und sichtbar zu machen. Modelle sind immer vereinfachte Abbilder komplexer Sachverhalte, die in vielfacher Weise nützlich sein können: Sie helfen Zusammenhänge besser zu verstehen, vergangene Systemzustände zu rekonstruieren, Szenarien über zukünftige Entwicklungen zu erstellen, sowie inter- und transdisziplinäre Kommunikationsprozesse zu strukturieren. Diese Modelle sind in Theorien der Interaktion von Gesellschaft und Natur verwurzelt und ermöglichen strukturierte qualitative und quantitative Einsichten. Sie beschreiben auf unterschiedliche Weise die Wechselwirkungen zwischen Entscheidungen von Akteuren, politischen und institutionellen Rahmenbedingungen und sozioökonomischen Prozessen auf der einen Seite, sowie biophysischen und ökologischen Mustern und Prozessen auf der anderen Seite.  

Das Themenfeld befasst sich auch mit den praktischen Herausforderungen von quantitativen sozial-ökologischer Modellierung: wie lassen sich Modelle nachvollziehbar und öffentlich zugänglich machen (#OpenScience)? Wie können ihre oft hochdimensionalen Ergebnisse ausgewertet werden  (#BigData)? Können verschiedene methodische Ansätze sinnvoll kombiniert und verglichen werden? Mit zunehmender Komplexität der Modelle gewinnen auch Fragen der technischen Betreuung und Verwaltung von Software und Daten an Bedeutung, da sie einen erheblichen Einfluss auf das Projektmanagement und die Planung haben.

Die entwickelten Modelle dienen der Strukturierung interdisziplinärer und transdisziplinärer Kommunikation: Die Notwendigkeit, im Modell Variablen und deren wechselseitige Beeinflussung explizit zu machen, fördert die Genauigkeit im interdisziplinären Gedankenaustausch. Unsere bisherigen Erfahrungen zeigen auch, dass eine partizipative Modell-Entwicklung, bei der Modelle gemeinsam mit Stakeholdern entwickelt werden, sehr gut geeignet ist, Handlungsmöglichkeiten aufzuzeigen und so eine Verständigung über Zukunftsbilder innerhalb eines gemeinsamen Rahmens erlauben. 

Mit Hilfe von Modellen analysieren wir eine Vielfalt von sozial-ökologischen Prozessen und Fragestellungen. Bspw. modellieren wir Landnutzungsmuster, Ressourcen-Extraktion, gesellschaftliche Material- und Stoffkreisläufe, sowie Energieeinsatz und alle entstehenden Abfälle und Emissionen. Von Interesse sind etwa die Dynamiken gesellschaftlicher Bestände von Gebäuden, Infrastrukturen, Maschinen, sowie Menschen und Nutztieren, welche Ressourcenverbrauch sowie Abfälle und Emissionen bestimmen. In partizipativen, transdisziplinären Projekten nutzen wir qualitative Informationen, wie etwa Interviews, gemeinsam mit quantitativen Daten, um damit die Interaktionen von Akteuren mit ökologischen Systemen sowie sozio-ökonomischen Rahmenbedingungen zu modellieren. Dabei arbeiten wir auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Ebenen, von lokalen Studien in LTSER-Plattformen, diversen regionalen und urbanen Kontexten, bis hin zu internationalen und globalen Entwicklungen. 

Zentrale Fragen für das Themenfeld sind: 

  • Welche Arten von Modellen sind besonders gut geeignet, komplexe Interaktionen von Gesellschaft und Natur zu erforschen?
  • Welche Fragestellungen und Daten benötigen bzw. ermöglichen welche Arten von Modellierungen?
  • Welche Kompetenzen und technischen Infrastrukturen braucht die sozial-ökologische Modellierung?
  • Was sind die Grenzen (quantitativer) Modellierungen in der sozial-ökologischen Forschung?
     

Themenfeld-Verantwortlicher: Dominik Wiedenhofer
Stv. Themenfeld-Leitung: Jan Streeck

Zenodo Repositorien des Instituts für Soziale Ökologie:
https://zenodo.org/communities/sec_vienna/?page=1&size=20 


Am Institut für Soziale Ökologie werden verschiedene Modelle und Modellierungs-Strategien intensiv eingesetzt und weiterentwickelt. Diese Entwicklungen werden von Projekten in den jeweiligen inhaltlichen Themenfeldern getragen. Hier folgt nun eine Auswahl von Publikationen, welche größere Modelle des Instituts beschreiben:  

Kalt, Gerald, Andreas Mayer, Helmut Haberl, Lisa Kaufmann, Christian Lauk, Sarah Matej, Elin Röös, Michaela C. Theurl, und Karl-Heinz Erb. Exploring the Option Space for Land System Futures at Regional to Global Scales: The Diagnostic Agro-Food, Land Use and Greenhouse Gas Emission Model BioBaM-GHG 2.0. Ecological Modelling 459 (November 2021): 109729. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2021.109729

Egger, Claudine, Christoph Plutzar, Andreas Mayer, Iwona Dullinger, Stefan Dullinger, Franz Essl, Andreas Gattringer, Andreas Bohner, Helmut Haberl, und Veronika Gaube. Using the SECLAND Model to Project Future Land-Use until 2050 under Climate and Socioeconomic Change in the LTSER Region Eisenwurzen (Austria). Ecological Economics 201 (November 2022): 107559. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2022.107559

Roux, Nicolas, Lisa Kaufmann, Manan Bhan, Julia Le Noe, Sarah Matej, Perrine Laroche, Thomas Kastner, Alberte Bondeau, Helmut Haberl, und Karlheinz Erb. Embodied HANPP of Feed and Animal Products: Tracing Pressure on Ecosystems along Trilateral Livestock Supply Chains 1986–2013. Science of The Total Environment 851 (Dezember 2022): 158198. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158198

Wiedenhofer, Dominik, Jan Streeck, Hanspeter Wieland, Benedikt Grammer, André Baumgart, Barbara Plank, Christoph Helbig, Stefan Pauliuk, Helmut Haberl, und Fridolin Krausmann. From Extraction to End‐uses and Waste Management: Modeling Economy‐wide Material Cycles and Stock Dynamics around the World. Journal of Industrial Ecology, (November 2024): 13575. https://doi.org/10.1111/jiec.13575.

 

Inhaltliche Reviews verschiedener Modelle & Modellierungs-Strategien, teilw. auch von AutorInnen außerhalb des Instituts für Soziale Ökologie: 

Bhan, Manan, Simone Gingrich, Nicolas Roux, Julia Le Noë, Thomas Kastner, Sarah Matej, Florian Schwarzmueller, und Karl-Heinz Erb. Quantifying and Attributing Land Use-Induced Carbon Emissions to Biomass Consumption: A Critical Assessment of Existing Approaches. Journal of Environmental Management 286 (Mai 2021): 112228. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112228

Lanau, Maud, Gang Liu, Ulrich Kral, Dominik Wiedenhofer, Elisabeth E.E. Keijzer, Chang Yu, und Christina Ehlert. Taking Stock of Built Environment Stock Studies: Progress and Prospects. Environmental Science & Technology (27. Juni 2019): acs.est.8b06652. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b06652

Haberl, Helmut, Dominik Wiedenhofer, Stefan Pauliuk, Fridolin Krausmann, Daniel B. Müller, und Marina Fischer-Kowalski. Contributions of Sociometabolic Research to Sustainability Science. Nature Sustainability 2, Nr. 3 (März 2019): 173–84. https://doi.org/10.1038/s41893-019-0225-2

Hertwich, Edgar, Niko Heeren, Brandon Kuczenski, Guillaume Majeau-Bettez, Rupert J. Myers, Stefan Pauliuk, Konstantin Stadler, und Reid Lifset. Nullius in Verba1: Advancing Data Transparency in Industrial Ecology: Advancing Data Transparency in IE. Journal of Industrial Ecology 22, Nr. 1 (Februar 2018): 6–17. https://doi.org/10.1111/jiec.12738

Schaffartzik, Anke, Helmut Haberl, Thomas Kastner, Dominik Wiedenhofer, Nina Eisenmenger, und Karl-Heinz Erb. Trading Land: A Review of Approaches to Accounting for Upstream Land Requirements of Traded Products. Journal of Industrial Ecology 19, Nr. 5 (2015): 703–14. https://doi.org/10.1111/jiec.12258

Wiedenhofer, Dominik, Jan Streeck, Frauke Wiese, Elena Verdolini, Alessio Mastrucci, Yiyi Ju, Benigna Boza-Kiss, et al. 2024. Industry Transformations for High Service Provisioning with Lower Energy and Material Demand: A Review of Models and Scenarios. Annual Review of Environment and Resources 49 (Oktober 2024): 249-279. https://doi.org/10.1146/annurev-environ-110822-044428.

Wiedmann, Thomas, und Manfred Lenzen. Environmental and Social Footprints of International Trade. Nature Geoscience 11, Nr. 5 (Mai 2018): 314–21. https://doi.org/10.1038/s41561-018-0113-9

Laufende Forschungsprojekte

Integrated Research Infrastructure Services for Climate Change risks (IRISCC)

Projektleitung: Veronika Gaube
Laufzeit: 01.04.2024 - 31.03.2029
Gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften (EU)
 

REMASS - Resilienz und Formbarkeit des sozialen Stoffwechsels

Projektleitung: Helmut Haberl
Laufzeit: 01.10.2024 - 30.09.2029
Gefördert durch: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
https://boku.ac.at/remass


Transforming essential provision systems through eco-social corridors 

Projektleitung: Melanie Pichler
Laufzeit: 15.09.2024 - 14.09.2027
Gefördert durch: FFG


Towards Sustainable Land-use Strategies in the Context of Climate Change and Biodiversity Challenges in Europe

Projektleitung: Veronika Gaube
Laufzeit: 01.06.2023 - 31.05.2027
Gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften (EU)


CircEUlar - Developing circular pathways for a EU low-carbon transition

Projektleitung: Dominik Wiedenhofer
Laufzeit: 01.09.2022-31.08.2026
Gefördert durch: Europäische Kommission


EDITS - Energy Demand Changes Induced by Technological and Social Innovations

Laufzeit: 09.03.2021-31.12.2025 (jährliche Projekte)
Projektleitung: Wiedenhofer Dominik 
Gefördert durch: Research Institute of Innovative Technology for the Earth

Abgeschlossene Forschungsprojekte

ALISEN - (Analyzing LInkages of SocioEcological Nitrogen flows) - Ernährungssystem und Stickstoffflüsse: Ein integriertes sozialökologisches Modell für das Ennstal, Oberösterreich, 1830-2030

Schlagworte: LTSER, Stickstoffflüsse, integrierte Modellierung, Ernährungssystem
Projektleitung: Veronika Gaube
Laufzeit: 01.05.2012-30.04.2020
Gefördert durch: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)


Insource - INtegrated analysis and modeling for the management of sustainable urban FWE ReSOURCEs

Projektleitung: Erb Karlheinz
Laufzeit: 01.05.2018-30.04.2021
Gefördert durch: FFG - Forschungsförderungsgesellschaft


LUBIO - Landnutzung, Klimawandel und Biodiversität in Kulturlandschaften

Projektleitung: Gaube Veronika
Laufzeit: 01.05.2015-31.01.2019
Gefördert durch: Österreichische Akademie der Wissenschaften


MAT_STOCKS - Understanding the Role of Material Stock Patterns for the Transformation to a Sustainable Society

Projektleitung: Haberl Helmut
Laufzeit: 01.03.2018-31.08.2024
Gefördert durch: Europäische Kommission
matstocks.boku.ac.at


MISO - Material Inputs, Stocks and Outputs: A model of global material stocks and flows (MISO)

Projektleitung: Krausmann Fridolin
Laufzeit: 01.01.2015-31.12.2018
Gefördert durch: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)


MoLUP - Mountain ecosystem in a changing world: land use, pollution and pathogens

Projektleitung: Gaube Veronika
Laufzeit: 01.06.2017-29.02.2020
Gefördert durch: Österreichische Akademie der Wissenschaften


UTE - Stadtzeiten und Energiekonsum: Ein sozialökologisches Modell zur Abschätzung von Zeitverwendung und Energiestoffwechsel

Schlagworte: Zeitverwendung, Energieflussanalyse
Projektleitung: Marina Fischer-Kowalski
Laufzeit: 01.09.2011 - 31.08.2014
Gefördert durch: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)


VOLANTE - Visionen für nachhaltige Landnutzungsänderungen in Europa

Schlagworte: Landnutzung
Projektleitung: Karlheinz Erb 
Laufzeit: 01.11.2010 - 30.05.2015
Gefördert durch: Europäische Union


​​​​​​​ZEAFOLU - Zero emissions from agriculture, forestry and other land use in the Eisenwurzen and beyond

Projektleitung: Christian Lauk
Laufzeit: 01.09.2017 - 30.09.2020
Gefördert durch: Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW)