PhD Projekt

Die Digitalisierung in der Landwirtschaft umfasst das gesamte Spektrum neuartiger Technologien (KI, DT, PLF, IoT usw.) und Ansätze zur Modernisierung traditioneller landwirtschaftlicher Systeme. Aufgrund der vielen Bedürfnisse und Herausforderungen im Agrarsektor sind die Anforderungen (Effizienz, Resilienz, Nachhaltigkeit usw.) an solche Grundlagentechnologien vielfältig. Um die einzelnen Auswirkungen des Technologieeinsatzes in der Landwirtschaft zu bewerten, können je nach Zielsetzung unterschiedliche Methoden der Technologiebewertung (Technology Assessment) eingesetzt werden. Im letzten Jahrzehnt konzentrierte sich die Entwicklung agrarfreundlicher Systeme meist auf die Einhaltung von Nachhaltigkeitsziele (z.B. im Kontext von SDGs). Hierbei konnten Methoden wie Lebenszyklusanalysen (Life Cycle Assessments) verwendet werden, um die verschiedenen Inputs und Outputs von Technologien zu bewerten. Da solche Methoden nicht dafür entwickelt wurden, die systemischen Zusammenhänge von realen Systemen zu bewerten, können alternative Bewertungsansätze das Verständnis über Mensch-Umwelt Interdependenzen erhöhen, welche für die langfristige Bewirtschaftung unseres Ökosystems notwendig sind.

Neben den vielfältigen Wechselwirkungen, die auf natürliche Weise in jedem ökologischen Umfeld auftreten (Nahrungsnetze, Stoffkreisläufe usw.), fügt die Implementierung von Technologien in ökologische Systeme eine weitere Ebene der Komplexität hinzu und schafft noch mehr miteinander verflochtene Rückkopplungsmechanismen. Um ein ganzheitliches Verständnis der Überschneidungen zwischen neuen Technologien und ihren Auswirkungen auf landwirtschaftliche Systeme zu schaffen, ist ein tiefes Verständnis beider Systemvariablen (künstliche und natürliche) erforderlich. Da die Perspektiven, Technologien und Einflüsse zur Bewertung dieser Zusammenhänge sehr unterschiedlich sind, versprechen verschiedene Methoden und Ansätze eine vielfältige Anwendbarkeit. In dieser Dissertation werden daher verschiedene Methoden zur Bewertung der Komplexität von Technologien und ihrer Auswirkungen auf sozio-ökologische Systeme untersucht. Angesichts des Klimawandels und der damit verbundenen katastrophalen Auswirkungen (Starkregen, Dürren, Schädlinge usw.) wird dabei speziell die Identifizierung von Methoden untersucht, die in der Lage sind, die technologischen Auswirkungen auf die Resilienz von landwirtschaftlichen Systemen zu bewerten. Unter Verwendung theoretischer Konzepte aus verschiedenen Forschungsbereichen, die sich mit komplexen adaptiven Systemen befassen, aber auch unter Einbezug praktischer Anwendungen aus den Komplexitätswissenschaften, wird eine Vielzahl neuartiger Methoden und Frameworks zur Technologiebewertung auf ihre Anwendbarkeit zum Management komplexer Umweltsysteme untersucht.

Publikationen:

• Mallinger K., Tjoa A.M., Tjoa S. (2021): Current challenges of sustainable informatics. – OCG Journal 46 (1).
• Mallinger, K., and Mergili, M. (2022) The global iron industry and the Anthropocene, Anthropocene Review 9 (1)
• Mallinger, K. et al. (Accepted) Potentials and limitations of complexity metrics for the sustainable transition to Farming 4.0, Current Opinion in Environmental Sustainability: AI Open Issue 2023: Environmental Sustainability Science, Artificial Intelligence and Digitization