The greenhouse diet : gypsy moth performance in a CO2-enriched world

Rising atmospheric CO2 is regarded as the main driver of global warming (Crowley, 2000). While temperature changes directly affect plants and animals (Root et al., 2003; Parmesan, 2006), the effects of CO2 on herbivores are mediated through changes in nutrient quality. Elevated concentrations of atmospheric CO2 are likely to increase photosynthetic activity and thus provide more C-based compounds which may alter plant chemical profiles and plant–herbivore–natural enemy interactions. There are several scenarios how insects will react when confronted with a different food quality. A nutrient poor diet, induced by nitrogen dilution, may result in compensatory feeding with either no adverse effects on insect performance or with negative effects on insect growth due to low digestibility of plant structural compounds (e.g. lignin) or toxic effects of secondary metabolites (e.g. tannins). Here we present data from on-tree feeding trials with larvae of the generalist herbivore Lymantria dispar and one of its natural enemies, the hymenopteran endoparasitoid Glyptapanteles liparidis, studied in 2005. The experiments were conducted at the Swiss free-air CO2 enrichment (FACE) site near Basel, in an approximately 80-100-yr-old, mixed-species forest. The data link changes in foliar chemistry of three tree species (Quercus petraea, Fagus sylvatica, Carpinus betulus) exposed to 540 ppm CO2 with herbivore and parasitoid performance.Steigende Konzentrationen an atmosphärischem CO2 beeinflussen den Chemismus von Pflanzen, vornehmlich durch eine Ankurbelung der Fotosynthese, wodurch sich auch die Nahrungsqualität für herbivore Insekten ändert. Die vorliegende Studie dokumentiert erste Ergebnisse aus einem Freilandversuch mit Raupen des Schwammspinners Lymantria dispar (Lep., Lymnatriidae) und seinem natürlichen Gegenspieler, der parasitischen Schlupfwespe Glyptapanteles liparidis (Hym., Braconidae), die sich auf einer web-FACE (free air CO2 enrichment) Versuchsfläche in einer 540 ppm CO2-Atmosphäre entwickelten. Die Ergebnisse verknüpfen Daten der Blattchemie von Eiche, Buche und Hainbuche mit jenen des Wachstums und der Entwicklung von Raupen und Parasitoiden. Unter erhöhten CO2 Konzentrationen produzierten die Blätter generell mehr Kohlenhydrate. Blieb in den Bäumen die Stickstoff (N)-Aufnahme hinter dem CO2-bedingten Anstieg an Kohlenstoff zurück (z.B. Eiche), konsumierten die Raupen über 50% mehr Blattmasse. Dennoch waren die Wachstumsraten dieser Tiere um ca. 15% niedriger und sie entwickelten sich langsamer als Raupen in normaler CO2 Atmosphäre (ca. 378 ppm). Bei einem gleichzeitigen Anstieg der N-Gehalte in den Blättern (z.B. Hainbuche) erreichten die Raupen trotz kürzerer Entwicklungsdauer eine deutlich höhere Biomasse. Die Puppen der Tiere, die sich in erhöhter CO2 Atmosphäre entwickelt hatten, waren bei allen 3 Baumarten schwerer als die der Kontrolltiere. Überraschenderweise zeigten sich die in der Leibeshöhle der Schwammspinnerraupen heranwachsenden Parasitoidenlarven von der veränderten Nahrungsqualität ihrer Wirte nicht beeinträchtigt. Ein etwaiges geringeres Nährstoffangebot glichen sie durch Verlängerung der endoparasitischen Entwicklungsphase aus. Die adulten Wespen von beiden CO2 Varianten unterschieden sich nicht voneinander

2. Wochenbericht M68/3

Meteor 68/3 Der dritte Fahrtabschnitt der 68. Meteor Expedition findet unter Fahrtleitung von Prof. Dr. Arne Körtzinger in der Zeit vom 12.07. bis 06.08.2006 statt Der Abschnitt steht als 2. Deutsche SOLAS-Expedition unter dem programmatischen Rahmen der internationalen „Surface Ocean Lower Atmosphere Study“.Sie bündelt ein breites Spektrum von biologischer, chemischer und physikalischer Ozeanographie sowie Atmosphärenchemie und ist regional auf den Küstenauftrieb vor Mauretanien fokussiert. Diese Region ist durch wichtige SOLAS-relevante Phänomene und Prozesse gekennzeichnet, zu denen atmosphärischer Staubeintrag aber vor allem Auftriebsphänome gehören, die für viele Komponenten (Eisen, Nährstoffe, CO2, flüchtige Halogenkohlenwasserstoffe) und Prozesse (Stickstoff-Fixierung, Ozean-Atmosphäre-Gasaustausch) eine zentrale Rolle spielen. Auftriebsgebiete in Regionen mit starkem Staubeintrag stellen gewissermaßen biogeochemische Reaktoren dar, die gleichzeitig durch vertikale (Makro- und Mikro-) Nährstoffeinträge aus der Atmosphäre und dem Mesopelagial angetrieben werden. Zugleich stellen sie Regionen dar, über die eine rasche Ventilation von unterhalb der Deckschicht produzierten klimarelevanten Spurengasen (CO2, Lachgas, Bromoform etc.) erfolgt. Die zu beobachtenden Ozean-Atmosphäre-Flussdichten liegen zum Teil um Größenordnungen über den im offenen oligotrophen Ozean vorgefundenen Verhältnissen. 2. Wochenbericht (17.-23. Juli 2006

SHORT CRUISE REPORT RV METEOR Cruise 68/3 from Mindelo, Cape Verde to Las Palmas de Gran Canaria, Spain July 10 to August 6, 2006

Meteor 68/3 Der dritte Fahrtabschnitt der 68. Meteor Expedition findet unter Fahrtleitung von Prof. Dr. Arne Körtzinger in der Zeit vom 12.07. bis 06.08.2006 statt Der Abschnitt steht als 2. Deutsche SOLAS-Expedition unter dem programmatischen Rahmen der internationalen „Surface Ocean Lower Atmosphere Study“.Sie bündelt ein breites Spektrum von biologischer, chemischer und physikalischer Ozeanographie sowie Atmosphärenchemie und ist regional auf den Küstenauftrieb vor Mauretanien fokussiert. Diese Region ist durch wichtige SOLAS-relevante Phänomene und Prozesse gekennzeichnet, zu denen atmosphärischer Staubeintrag aber vor allem Auftriebsphänome gehören, die für viele Komponenten (Eisen, Nährstoffe, CO2, flüchtige Halogenkohlenwasserstoffe) und Prozesse (Stickstoff-Fixierung, Ozean-Atmosphäre-Gasaustausch) eine zentrale Rolle spielen. Auftriebsgebiete in Regionen mit starkem Staubeintrag stellen gewissermaßen biogeochemische Reaktoren dar, die gleichzeitig durch vertikale (Makro- und Mikro-) Nährstoffeinträge aus der Atmosphäre und dem Mesopelagial angetrieben werden. Zugleich stellen sie Regionen dar, über die eine rasche Ventilation von unterhalb der Deckschicht produzierten klimarelevanten Spurengasen (CO2, Lachgas, Bromoform etc.) erfolgt. Die zu beobachtenden Ozean-Atmosphäre-Flussdichten liegen zum Teil um Größenordnungen über den im offenen oligotrophen Ozean vorgefundenen Verhältnissen

Institute stellen sich vor: Die Forschungseinheit Maritime Meteorologie des Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR an der Universität Kiel / The Research Unit Marine Meteorology at the Leibniz Institute of Marine Sciences at the University of Kiel (IFM-GEOMAR)

Die aktuelle thematische Ausrichtung der Maritimen Meteorologie trägt dem Sachverhalt Rechnung, dass der Zustand der Atmosphäre durch komplexe Wechselwirkungen mit dem Ozean, Land, Meereis und der Vegetation sowie durch den Einfluss äußerer Faktoren bestimmt wird. Zu letzteren gehören u.a. die Vulkane, die Sonne, aber auch anthropogene Faktoren wie etwa der Ausstoß von Treibhausgasen in die Atmosphäre. Die Intensität der Wechselwirkungen hängt stark von den betrachteten zeitlichen und räumlichen Skalen ab. Die Klimamodellierung unter Leitung von Mojib Latif bildet den Rahmen für die weiteren interagierenden Themenbereiche, die in der Maritimen Meteorologie bearbeitet werden. Hierzu gehören der globale und regionale Energieund Wasserkreislauf (Andreas Macke), die Analyse der Klimavariabiliät aus Modell und Beobachtung (Eberhard Ruprecht, Dietmar Dommenget) sowie die Rolle der ozeanischen Deckschicht (Dietmar Dommenget) und der mittleren Atmosphäre (Kirstin Krüger) im Wechselspiel mit Ozean und Atmosphäre. Present fields of research are based on the recognition that the current state of the atmosphere is a result of complex interactions with ocean, land surface, vegetation, and external influences such as volcanoes, the sun or anthropogenic factors, like the increasing atmospheric content of CO2, on all temporal and spatial scales. Climate modelling, headed by Mojib Latif, links all the Marine Meteorology research areas together. Andreas Macke is leading the working group of energy and water cycle, which comprises both, global and regional aspects. Climate variability is investigated on the basis of analyses and observations (Eberhard Ruprecht and Dietmar Dommenget). The role of the ocean’s mixed layer (Dietmar Dommenget) and of the middle atmosphere (Kirstin Krüger) on air-sea interaction are also subjects of research

4. Wochenbericht M68/3

Meteor 68/3 Der dritte Fahrtabschnitt der 68. Meteor Expedition findet unter Fahrtleitung von Prof. Dr. Arne Körtzinger in der Zeit vom 12.07. bis 06.08.2006 statt Der Abschnitt steht als 2. Deutsche SOLAS-Expedition unter dem programmatischen Rahmen der internationalen „Surface Ocean Lower Atmosphere Study“.Sie bündelt ein breites Spektrum von biologischer, chemischer und physikalischer Ozeanographie sowie Atmosphärenchemie und ist regional auf den Küstenauftrieb vor Mauretanien fokussiert. Diese Region ist durch wichtige SOLAS-relevante Phänomene und Prozesse gekennzeichnet, zu denen atmosphärischer Staubeintrag aber vor allem Auftriebsphänome gehören, die für viele Komponenten (Eisen, Nährstoffe, CO2, flüchtige Halogenkohlenwasserstoffe) und Prozesse (Stickstoff-Fixierung, Ozean-Atmosphäre-Gasaustausch) eine zentrale Rolle spielen. Auftriebsgebiete in Regionen mit starkem Staubeintrag stellen gewissermaßen biogeochemische Reaktoren dar, die gleichzeitig durch vertikale (Makro- und Mikro-) Nährstoffeinträge aus der Atmosphäre und dem Mesopelagial angetrieben werden. Zugleich stellen sie Regionen dar, über die eine rasche Ventilation von unterhalb der Deckschicht produzierten klimarelevanten Spurengasen (CO2, Lachgas, Bromoform etc.) erfolgt. Die zu beobachtenden Ozean-Atmosphäre-Flussdichten liegen zum Teil um Größenordnungen über den im offenen oligotrophen Ozean vorgefundenen Verhältnissen. 4. Wochenbericht (31. Juli - 6. August 2006

An analysis of the global atmospheric methane budget under different climates

Methane is the second most important gas after CO$_{2}$ in the atmosphere in terms of radiative forcing. It also plays an important role in tropospheric chemistry and influences the oxidation capacity of atmosphere and amount of CO, O$_{3}$ and water vapour. Various biogenic and anthropogenic sectors including gas and oil extraction, wetlands, animal ruminants emit methane in the atmosphere while it is mainly OH which displaces it. At present, the mean global methane concentration is balanced approximately at 1780 ppb after undergoing several changes over the past decades. The sources and sinks currently contribute between 450 and 510 Tg per year although the strength of each source components suffers from uncertainty. Methane is also assumed to be a key player in past climatic changes and its global abundance underwent several transitions which were recorded in the ice cores. One of the drastic changes in methane mixing ratio is observed during the last glacial-interglacial transition, as it shows an increasing trend from 350 ppb till it reaches 700 ppb at the pre-industrial Holocene. The post industrial increase in global methane concentration is also unprecedented. In this study, methane distribution at present climate as well as at Last Glacial Maximum (LGM) and pre-industrial era is simulated with a simplified global tropospheric model ECHAM MOZ. For this simulation, methane emissions from various inventories have been used. A new parameterisation method is developed to estimate wetland methane emission for present day which is later adapted for LGM and pre-industrial time. Wetlands are the largest natural source of methane, still suffers from huge uncertainties. Contrary to the other hydrological models, the present wetland parameterisation follows a simplified approach based on a handful of soilparameters from CARAIB vegetation model. This method is easily adaptable to past climate simulations. The model result for present day from ECHAM MOZ chemistry simulation has been validated with station observation data across the globe and a set of sensitivity analysis with the modified sources are carried out to optimize the global methane budget. One of the major findings from this study is the optimized wetland methane strength which falls in the lower range of IPCC AR4 report. The ECHAM MOZ transient simulation could produce the recent methane trend and inter annual variability between 1990 and 2006 reasonably well although shows an underestimation in a range of 20-40 ppb for the first eight years. This is perhaps caused due to the underestimation of the oil and gas extracted methane source used in the model. For LGM and pre-industrial period, the model, using my wetland methane source successfully reproduces the ice core methane records. Compared to previous studies, the present LGM model source strengthis weaker which raises the possibility of a less deviated sink than present. This is supported by some recent studies on the tropospheric oxidative chemistry which found less OH variability than previously assumed. The important aspect of the present study is that contrary to previous studies where sinks are often hold responsible to explain atmospheric methane variability, here the emphasis has been given to the role of changing source based on these recent findings

Eiskristallen in Wolken auf der Spur : neue DFG-Forschergruppe INUIT nimmt Arbeit auf

Wie bildet sich Eis in der Atmosphäre? Dieser für die Klimaforschung relevanten Frage geht die neue Forschergruppe »INUIT« nach. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligte etwa 2,6 Millionen Euro für die kommenden drei Jahre

Экологические риски ОАО «Бобруйский завод биотехнологий» в контексте «зеленой» экономики

Die ökologischen Risiken des Bobrujsk Werkes für Biotechnologie umfassen die Auswirkungen auf die Atmosphäre (Verletzung der Wärmehaltung, Einführung von fremden mikrobiellen Partikeln, Verschmutzung mit Kraftstoffs Verbren-nungsprodukten) und auf die Hydrosphäre (Verschmutzung durch Abwasser)