Impacts of land-use conversion in Sumatra, Indonesia on soil nitrogen cycling, soil nutrient stocks and ecosystem dynamics

Innerhalb der letzten zwei Jahrzehnte ist die Entwaldungsrate auf Sumatra, Indonesien stark gestiegen, dies geht einher mit eine Umwandlung von Tieflandwäldern in Ölpalm- (Elaeis guineensis) und Kautschukmonokulturplantagen (Hevea brasiliensis). Es wurde festgestellt, dass Landnutzungsänderungen in landwirtschaftlichen Systemen die Bodennährstoffbestände sowie die Umsatzrate von Bodennährstoffen senkt, dies kann zu einer Abhängigkeit vom Einsetzen von Düngemitteln führen, die nur eine zeitweise Verfügbarkeit von Nährstoffen gewährleistet. Des Weiteren bedroht die Umwandlung von Wald in Monokulturen die hohe Biodiversität, welche in tropischen Wäldern vorherrscht, was wiederum die Funktionsweise des Ökosystems beeinflusst. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag darin, die Auswirkungen der Landnutzungsänderung auf Bodennährstoffhaushalt und Ökosystemdynamiken festzustellen, sowie die Mechanismen die für die Veränderungen verantwortlich sind zu verstehen. Alle Drei Studien waren Teil eines großen interdisziplinären Projekts welches die ökologischen und sozialen Effekte von tropischen Landnutzungsveränderungen untersucht. Die Probenentnahme für jede Studie erfolgte in der Region von Jambi auf Sumatra, Indonesien – ein Gebiet das früher dicht bewaldet war, aber eine starke Entwaldung erfahren hat. Es wurden zwei Landschaften ausgesucht, die sich über ihre vorherrschende Bodentextur und ihren Bodentyp definieren und die Region natürlich repräsentieren: zum einen waren dies lehmige Acrisole und zum anderem tonige Acrisole. In den beiden Bodenlandschaften wurden vier Systeme untersucht: Tieflandregenwald und regenerierter Wald durchsetz mit Kautschukbäumen (hier benannt als „Jungle-rubber“) sowie Monokulturen von Kautschuk (Sein bis 17 Jahre alt) und Ölpalmen (Neun bis 16 Jahre alt). Das Ziel der ersten Studie war zu bewerten, wie sich die Umsatzrate von Stickstoff (N) im Boden in Bezug auf die Umwandlung von Wald in Kautschuk- und Ölpalmplantagen verändert. Die Bruttoumsatzrate von Stickstoff im Boden wurde mit der 15N-Verdünnungsmethode mit in situ Inkubation der Bodenbohrkerne bestimmt. In den Lehm-Acrisolen, in denen die Bodenfruchtbarkeit gering war, waren auch die mikrobielle Biomasse, die Bruttostickstoffmineralisation und die Immobilisierung von Ammonium (NH4+) gering und es wurden keine signifikanten Veränderungen durch die Landnutzung aufgezeigt. Die Ton-Acrisole welche eine höhere Ausgangsfruchtbarkeit, bezogen auf die Referenzflächen, aufwiesen, waren auch einen höheren Anteil an mikrobielle Biomassen sowie durch höhere NH4+-Umwandlungsraten im Vergleich zu den Lehm-Acrisolen gekennzeichnet. In den Ton-Acrisolen hat die Umwandlung von Wald und Jungle-rubber in Kautschuk- und Ölpalmplantagen zu einer Verringerung der Bodenfruchtbarkeit geführt, was wiederum zu einer Reduzierung der mikrobiellen Biomasse und der NH4+-Umwandlungsraten beigetragen hat. Unsere Ergebnisse lassen annehmen, das je höher die Ausgangsbodenfruchtbarkeit und Stickstoffverfügbarkeit im Boden ist, desto höher ist die Reduktionen durch die Landnutzungsänderungen. Das Ziel der zweiten Studie war es, Veränderungen biochemischer Charakteristika des Bodens sowie des Nährstoffbestandes bis 2 m Bodentiefe in den verschiedenen Landnutzungssystemen zu erfassen und die Proportionen der Gesamtvarianz der biochemischer Bodencharakteristika zu bestimmen, die durch die räumlichen Komponenten in unserem experimentellem Design hervorgerufen werden. Der Tongehalb beeinflusst die Bodenfruchtbarkeit und die größeren Nährstoffbestände wurden in den Referenzflächen der Ton-Acrisolen gefunden. Bewirtschaftungspraktiken in den veränderten Landnutzungssystemen übten den größten Einfluss auf Boden-pH, Basensättigung, extrahierbaren Phosphor und austauschbares Natrium aus. Die Mehrheit der biochemischen Bodencharakteristika und der Nährstoffbestände wurden nicht signifikant durch Landnutzungsänderungen verändert. Basierend auf der Varianzkomponentenanalyse der verschachtelten räumlichen Struktur des experimentellen Designs, wurde die Gesamtvarianz von vielen biochemischen Bodencharakteristika durch die Abweichungen zwischen replizierten Plots und nicht durch die unterschiedliche Landnutzung erklärt. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass wenn man signifikante Effekte von Landnutzungsänderungen auf biochemische Bodencharakteristika feststellen will, die Stichprobenzahl replizierter Plots pro Landnutzungssystem erhöht werden muss. Das Ziel der dritten Studie war es, zwischen direkten Landnutzungseffekten und indirekten „Bottom-up“-Effekten auf ober- und unterirdisch lebende Taxa zu differenzieren. Es wurden allgemeine „Multilevel path“- Modelle (eine Form von Strukturgleichungsmodellen), die eine Berechnung direkter und interaktiver Effekte von Landnutzung mit abiotischen Variablen und „Bottom-up“-Effekten zwischen biotischen Variablen zulassen, auf der Basis von Daten von Pflanzen, Mikroorganismen, Invertebraten der Streuschicht, baumbewohnende Ameisen, Vögeln und Umweltparametern (Boden- und Mikroklimaeigenschaften) entworfen. Die Ergebnisse der „Multilevel path“- Modelle zeigen, dass die Landnutzungsänderungen direkte Effekte auf Pflanzen, unterirdisch lebende Taxa einer niedrigen trophischen Ebene (z.B. Saprobionten und Herbivoren) und baumbewohnende Ameisen haben, fast alle Landnutzungsauswirkungen auf höhere trophische Ebenen von Invertebraten und Vögel waren jedoch „Bottom-up“-kontrolliert. Diese Studie lässt erkennen, dass Landnutzungsveränderungen, direkt und indirekt, ökologische Verschiebungen im großen Rahmen lenken. Die gefundenen Effekte auf höhere trophische Ebenen sind jedoch meistens von den Organismen der darunterliegenden trophischen Ebenen abhängig. Die Stickstoffumsatzraten im Boden und der Umfang der Stickstoffpools, welche in der ersten Studie gemessen wurden, wurden parallel mit Studien zur Stickstoffoxidemission und Stickstoffauswaschung des Bodens durchgeführt, um ein ganzheitliches Bild des Stickstoffhaushaltes in den veränderten Landschaft zu erhalten. Analysen zur Probenoptimierung wurden für die biochemischen Bodencharakteristika der oberen Bodenschicht bis 0,5 m aus der zweiten Studie durchgeführt, um festzustellen was die minimale Anzahl an Replikaten pro Landnutzungstyp ist, um signifikante Unterschiede zwischen den Landnutzungssystemen in unserem experimentellen Design festzustellen. Die Bodenkomponenten die in die „Multilevel path“- Modelle integriert waren, wurden erfasst und direkte Zusammenhänge zwischen diesen Bodeneigenschaften und der Biodiversität des Ökosystems und den Biomassen wurden untersucht, um ein besseres Verständnis davon zu bekommen, welche Rolle Bodennährstoffbeständen für die transformierten Systeme spielen. Insgesamt zeigen die Ergebnisse der drei Studien, dass die Bodennährstoffbestände eine wichtige Komponente des Ökosystems darstellt und Veränderungen der Bodennährstoffbestände durch Landnutzungsänderungen Auswirkungen auf die Biodiversität und die Funktionsweise des Ökosystems haben können

Phonons of Metallic Vicinal Surfaces

We present an analysis of the vibrational dynamics of metal vicinal surfaces using the embedded atom method to describe the interaction potential and both a real space Green's function method and a slab method to calculate the phonons. We report two main general characteristics : a global shift of the surface vibrational density of states resulting from a softening of the force field. The latter is a direct result of the reduction of coordination for the different type of surface atoms; and an appearance of high frequency modes above the bulk band, resulting from a stiffening of the force field near the step atom. The latter is due to a rearrangement of the atomic positions during the relaxation of the surface atoms yielding a large shortening of the nearest neighbor distances near the step atoms.Comment: 6 figures, to appear in Sur. Sci. proceedings of VAS1

A Nonparametric Efficiency Analysis of Bean Producers from North and South Kivu

The purpose of this research is to determine how technically efficient small-scale producers are in two provinces (North and South Kivu) in the Democratic of Republic (DR) of Congo at producing two different varieties of beans: bush and climbing beans. In addition to calculating the efficiency scores, this research attempts to identify what producer and field characteristics affect these scores. We hypothesize that bean producers will be more productive than producers in South Kivu and that climbing bean producers will be more productive than bush bean producers. Technical efficiency is estimated using a nonparametric approach. A tobit model is used to examine the effect of producer and field characteristic on the efficiency score. On average, farms were 66% technically efficient. North Kivu bean producers and climbing bean producers have, on average, a higher technical efficiency score than their counterparts. Implications from this research suggest that there is room for improvement in the technical efficiency scores for producers in DR of Congo. Based on the results, it may be more productive to continue focusing on improving the yield and nutritional content of climbing beans.Production Economics, Production Economics,

Sound and The Moving Image:Critical Characteristics for Spectator Response

The prevailing wisdom in the film and video production industries is that audio information outweighs visual information when it comes to spectator responses, but there are few empirical studies to support this claim. In previous research, four critical characteristics of sound have been identified: (1) Music, (2) visual/sound contradictions (defined as sound that is inconsistent with audience expectations based on visual information), (3) multi-channel sound, and (4) sound quality. Building on our previous research into music and film, we have found that many researchers have looked into the question of how music affects emotions (Eschrich et al., 2008; Have, 2008; Konecni, 2008; etc.), but few have investigated how music affects spectators’ perception of a film. Research into the effects of the other characteristics is almost non-existent and does not include any empirical studies. We propose four experiments to investigate the four different characteristics and how they affect spectators (e.g., their presence responses, affective measures, enjoyment). We have produced a short film, “Chase Her,” that will be manipulated in various ways (including adding music representative of different genres and recording realistic sounds and “contradictory” sounds in our new Foley studio) to test the four characteristics’ effects on audiences

A Study on How Creative Geography Affects Spatial Presence :FR:AMES (Film Research: Advanced Methods for Empirical Study)

Reality TV viewers expect a naturalistic environment in which relatively ordinary people interact with each other. However, much of reality TV is contrived by producers, and the extent to which they manipulate it can shape viewer responses. Findings will inform scholarship on reality TV, creative geography, and spatial presence.https://engagedscholarship.csuohio.edu/u_poster_2012/1005/thumbnail.jp

The First Data Release from SweetSpot: 74 Supernovae in 36 Nights on WIYN+WHIRC

SweetSpot is a three-year National Optical Astronomy Observatory (NOAO) Survey program to observe Type Ia supernovae (SNe Ia) in the smooth Hubble flow with the WIYN High-resolution Infrared Camera (WHIRC) on the WIYN 3.5-m telescope. We here present data from the first half of this survey, covering the 2011B-2013B NOAO semesters, and consisting of 493 calibrated images of 74 SNe Ia observed in the rest-frame near-infrared (NIR) from $0.02 < z < 0.09$. Because many observed supernovae require host galaxy subtraction from templates taken in later semesters, this release contains only the 186 NIR ($JHK_s$) data points for the 33 SNe Ia that do not require host-galaxy subtraction. The sample includes 4 objects with coverage beginning before the epoch of B-band maximum and 27 beginning within 20 days of B-band maximum. We also provide photometric calibration between the WIYN+WHIRC and Two-Micron All Sky Survey (2MASS) systems along with light curves for 786 2MASS stars observed alongside the SNe Ia. This work is the first in a planned series of three SweetSpot Data Releases. Future releases will include the full set of images from all 3 years of the survey, including host-galaxy reference images and updated data processing and host-galaxy reference subtraction. SweetSpot will provide a well-calibrated sample that will help improve our ability to standardize distance measurements to SNe Ia, examine the intrinsic optical-NIR colors of SNe Ia at different epochs, explore nature of dust in other galaxies, and act as a stepping stone for more distant, potentially space-based surveys.Comment: Published in AJ. 10 tables. 11 figures. Lightcurve plots included as a figureset and available in source tarball. Data online at http://www.phyast.pitt.edu/~wmwv/SweetSpot/DR1_data

Ab initio Calculations of Multilayer Relaxations of Stepped Cu Surfaces

We present trends in the multilayer relaxations of several vicinals of Cu(100) and Cu(111) of varying terrace widths and geometry. The electronic structure calculations are based on density functional theory in the local density approximation with norm-conserving, non-local pseudopotentials in the mixed basis representation. While relaxations continue for several layers, the major effect concentrates near the step and corner atoms. On all surfaces the step atoms contract inwards, in agreement with experimental findings. Additionally, the corner atoms move outwards and the atoms in the adjacent chain undergo large inward relaxation. Correspondingly, the largest contraction (4%) is in the bond length between the step atom and its bulk nearest neighbor (BNN), while that between the corner atom and BNN is somewhat enlarged. The surface atoms also display changes in registry of upto 1.5%. Our results are in general in good agreement with LEED data including the controversial case of Cu(511). Subtle differences are found with results obtained from semi-empirical potentials.Comment: 21 pages and 3 figure

Mandatory Identification Bar Checks: How Bouncers Are Doing Their Job

The behavior of bouncers at on site establishments that served alcohol was observed. Our aim was to better understand how bouncers went about their job when the bar had a mandatory policy to check identification of all customers. Utilizing an ethnographic decision model, we found that bouncers were significantly more likely to card customers that were more casually dressed than others, those who were in their 30s, and those in mixed racial groups. We posit that bouncers who failed to ask for identification did so because they appeared to know customers, they appeared to be of age, or they took a break and no one was checking for identification at the door. We found that bouncers presented a commanding presence by their dress and demeanor. Bouncers, we posit, function in three primary roles: customer relations, state law management, and establishment rule enforcer

Insights into the Evolution of Cotton Diploids and Polyploids from Whole-Genome Re-sequencing

Understanding the composition, evolution, and function of the Gossypium hirsutum (cotton) genome is complicated by the joint presence of two genomes in its nucleus (AT and DT genomes). These two genomes were derived from progenitor A-genome and D-genome diploids involved in ancestral allopolyploidization. To better understand the allopolyploid genome, we re-sequenced the genomes of extant diploid relatives that contain the A1 (Gossypium herbaceum), A2 (Gossypium arboreum), or D5 (Gossypium raimondii) genomes. We conducted a comparative analysis using deep re-sequencing of multiple accessions of each diploid species and identified 24 million SNPs between the A-diploid and D-diploid genomes. These analyses facilitated the construction of a robust index of conserved SNPs between the A-genomes and D-genomes at all detected polymorphic loci. This index is widely applicable for read mapping efforts of other diploid and allopolyploid Gossypium accessions. Further analysis also revealed locations of putative duplications and deletions in the A-genome relative to the D-genome reference sequence. The approximately 25,400 deleted regions included more than 50% deletion of 978 genes, including many involved with starch synthesis. In the polyploid genome, we also detected 1,472 conversion events between homoeologous chromosomes, including events that overlapped 113 genes. Continued characterization of the Gossypium genomes will further enhance our ability to manipulate fiber and agronomic production of cotton