A Dynamic-Order Fractional Dynamic System

Multi-system interaction is an important and difficult problem in physics. Motivated by the experimental result of an electronic circuit element "Fractor", we introduce the concept of dynamic-order fractional dynamic system, in which the differential-order of a fractional dynamic system is determined by the output signal of another dynamic system. The new concept offers a comprehensive explanation of physical mechanism of multi-system interaction. The properties and potential applications of dynamic-order fractional dynamic systems are further explored with the analysis of anomalous relaxation and diffusion processes.Comment: 10 pages, 5 figure

Decomposition dynamic of fine roots in a mixed forest of Cunninghamia lanceolata and Tsoongiodendron odorum in mid-subtropics

Decomposition of fine roots (< 2 mm in diameter, viz. < 0.5 mm, 0.5–1.0 mm, 1.0–2.0 mm) was studied by means of litter bag in a mixed forest of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.) and Tsoong’s tree (Tsoongiodendron odorum Chun) in Sanming, Fujian, China. In a 540 d period of decay, fine roots in all litter bags decomposed in a three-phase manner: (a) for the Chinese fir, an initial, relatively low rate of decay up to 90 d followed by a period of rapid weight loss until 270 d, and then by a phase of slow decay rate; (b) for the Tsoong’s tree, a rapid loss period between 0–60 d followed by a relatively rapid loss period between 60–360 d, and then a slow loss period between 360–540 d occurred. The mass loss after 1 yr of decomposition ranged from 58.5% to 63.3% for the Chinese fir and 68.8% to 78.2% for the Tsoong’s tree. Fine roots with a larger diameter had a lower rate of mass loss. Consistent increase in lignin concentration and decrease in absolute amount of phosphorus (P) were found for fine roots of the two tree species during decomposition. The absolute amounts of nitrogen (N) increased a little initially in the fine roots of the Chinese fir during a short duration. In contrast, the fine roots of Tsoong’s tree were releasing N from the outset. The chemical composition controlled decomposition rate and it was found a change of TNC (total nonstructural carbohydrates)-regulating in the initial decomposition phase to lignin- or N-regulating in the second phase, and P- or lignin-regulating in the last phase.Dynamique de la décomposition des radicelles dans une forêt mélangée de Cunninghamia lanceolata et Tsoongiodendron odorum en zone subtropicale. On a étudié la décomposition de radicelles de diamètre inférieur à 2 mm (< 0,5 mm; 0,5 à 1,0 mm; 1,0 à 2,0 mm) en utilisant des sacs enterrés dans la litière, dans une forêt mélangée de sapin de Chine (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook) et d’arbres de Tsoong (Tsoongiodendron odorum Chun) située à Sanming, Fujian, Chine. Au cours des 540 jours d’observation de la dégradation des radicelles, leur décomposition s’est déroulée selon trois phases. a) Pour le sapin de Chine, on enregistre un taux initial de dégradation relativement lent jusqu’à 90 jours, puis une perte rapide de poids au cours de la période suivante allant jusqu’à 270 jours, et ensuite un taux de dégradation lent. b) Pour l’arbre de Tsoong, on constate une perte de poids rapide au cours des 60 premiers jours, puis une perte relativement rapide jusqu’à 360 jours et enfin une perte lente entre 360 et 540 jours. La perte de poids après 1 an de décomposition est comprise entre 58,5 % et 63,3 % pour le sapin de Chine et entre 68,8 % et 78,2 % pour l’arbre de Tsoong. La perte de poids est moindre pour les radicelles les plus grosses. On note chez les deux espèces, au cours de la décomposition, une certaine augmentation du taux de lignine et une nette réduction du taux de phosphore. Pendant une courte période initiale, le taux d’azote augmente pour le sapin de Chine, alors que les radicelles de l’arbre de Tsoong libèrent de l’azote dès le début. La composition chimique commande le rythme de décomposition ; on a mis en évidence les rôles respectifs des taux de carbohydrate total non structural (TNC), lignine (ou N) et P (ou lignine) au cours des différentes phases de la décomposition

Mistletonone, a Novel Antioxidative Diarylheptanoid from the Branches and Leaves of Viscum coloratum

Mistletonone, a novel diarylheptanoid, was isolated from the branches and leaves of Viscum coloratum (Kom.) Nakai (Loranthaceae). It was identified as 1,7-di-(p-hydroxyphenyl)-5-hydroxyl-cis-2,3-epoxy-1-one on the basis of spectral evidence. The compound showed significant scavenging effects on hydroxyl radicals and superoxide anion radicals in the direct assay using the electron spin resonance (ESR) technique

Fine root distribution, seasonal pattern and production in four plantations compared with a natural forest in Subtropical China

Fine root ( CK > FH > OX > CF. There were significant seasonal changes of biomass and necromass in all stands (P 0.05). In all stands, an early spring (March) peak of fine root biomass was found, and the minimum value occurred mainly in dry summer or cold winter. For the NF, 59.8% of fine root biomass was found in the top soil of 0–10 cm, a layer that maximum difference of depth distribution among all stands occurred, where fine root biomass of the NF was 2.37 times, 3.55 times, 8.12 times, and 7.12 times as much as those of the CK, FH, CF, and OX, respectively. Percentages of original mass lost during the first year of decomposition ranged from 43% to 56% for the FH to 68% to 80% for the NF. Mean annual root decomposition, mortality and production ranged from 8.47 Mg ha–1 a–1, 8.63 Mg ha–1 a–1 and 9.5 Mg ha–1 a–1 in the NF to 2.50, 2.49 and 2.51 Mg ha–1 a–1 in the CF, ranked as NF > CK > FH > OX > CF. The mean root turnover rate ranged from 1.48 a–1 in the FH to 1.78 a–1 in the NF.Répartition et production de radicelles et évolutions saisonnières dans quatre plantations en comparaison avec une forêt naturelle, en Chine tropicale. La répartition, l’évolution selon les saisons et la production nette de radicelles ( CK > FH > OX > CF. On a enregistré des différences significatives de biomasse et nécromasse, selon les saisons dans tous les peuplements (P 0,05). Pour tous les peuplements, on enregistre un pic de biomasse de radicelles au début du printemps (mars), les valeurs minimum intervenant au cours d’étés secs ou d’hivers froids. Pour le NF, 59,8 % de la biomasse de radicelles se situe dans la zone superficielle du sol (0–10 cm) où les différences de biomasse de radicelles entre peuplements sont les plus marquées, les valeurs pour NF étant respectivement 2,37 fois, 3,55 fois, 8,12 fois et 17,12 fois plus élevées que celles de CK, FH, CF, et OX. Les pourcentages de la biomasse d’origine, perdue pendant la première année de décomposition, vont de 43 % à 56 % pour FH, de 68 à 80 % pour NF. Les moyennes annuelles de décomposition, mortalité et production des racines s’étagent entre 8,47 Mg ha–1 a–1, 8,63 Mg ha–1 a–1 et 9,5 Mg ha–1 a–1 dans le NF à 2,50, 2,49 et 2,51 Mg ha–1 a–1 pour le CF, avec par ordre décroissant, NF > CK > FH > OX > CF. Le taux de turnover de racines va de 1,48 a–1 pour FH à 1,78 a–1 pour NF

Spectral Analysis and Structural Elucidation of Besifloxacin Hydrochloride

The ultraviolet spectra (UV), infrared spectra (IR), mass spectra (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR) spectra (i.e., 1H NMR, 13C NMR, DEPT, HSQC, HMBC, COSY and NOESY) of besifloxacin hydrochloride were acquired and interpreted. All 1H and 13C NMR signals were assigned, and the structure of the compound was determined

Conversion of a natural broad-leafed evergreen forest into pure plantation forests in a subtropical area: Effects on carbon storage

For the last several decades, native broad-leafed forests in many areas of south China have been converted into plantations of more productive forest species for timber use. This paper presents a case study examining how this forest conversion affects ecosystem carbon storage by comparing 33 year-old plantations of two coniferous trees, Chinese fir (Cunninghamia lanceolata, CF) and Fokienia hodginsii (FH) and two broadleaved trees, Ormosia xylocarpa (OX) and Castanopsis kawakamii (CK), with an adjacent relict natural forest of Castanopsis kawakamii (NF, ~ 150 year old) in Sanming, Fujian, China. Overall estimates of total ecosystem carbon pools ranged from a maximum of 399.1 Mg ha–1 in the NF to a minimum of 210.6 Mg ha–1 in the FH. The combined tree carbon pool was at a maximum in the NF where it contributed 64% of the total ecosystem pool, while the OX had the lowest contribution by trees at only 49%. Differences were also observed for the carbon pools of undergrowth, forest floor and standing dead wood, but that these pools together represent at the most 5% of the ecosystem C stock. Total C storage in the surface 100 cm soils ranged from 123.9 Mg ha–1 in the NF to 102.3 Mg ha–1 in the FH. Significant differences (P 0.05). Annual aboveground litterfall C ranged from 4.51 Mg ha–1 in the CK to 2.15 Mg ha–1 in the CF, and annual belowground litterfall (root mortality) C ranged from 4.35 Mg ha–1 in the NF to 1.25 Mg ha–1 in the CF. When the NF was converted into tree plantations, the vegetation C pool (tree plus undergrowth) was reduced by 27–59%, and the detritus C pool (forest floor, standing dead wood, and soils) reduced by 20–25%, respectively. These differences between the NF and the plantations may be attributed to a combination of factors including more diverse species communities, more C store types, higher quantity and better quality of above- and belowground litter materials under the NF than under the plantations and site disturbance during the establishment of plantations.Conversion d’une forêt naturelle feuillue en plantations forestières pures en zone subtropicale : effets sur le stockage de carbone. Dans les dernières décades, dans beaucoup de zones de la Chine du Sud, des forêts feuillues naturelles ont été transformées en plantations plus productives en bois. Cet article présente une étude de cas examinant comment cette conversion forestière affecte le stockage de carbone dans l’écosystème. L’étude compare des plantations âgées de 33 ans de deux conifères, Cunninghamia lanceolata (CF) et Fokienia hodginsii (FH) et deux feuillus, Ormosia xylocarpa (OX) et Castanopsis kawakamii (CK) avec une forêt naturelle relictuelle adjacente de Castanopsis kawakamii (NF), âgée d’environ 150 ans, à Sanming, Fujian en Chine. Une estimation générale des pools totaux de carbone permet de les classer depuis un maximum 399.1 Mg ha–1 pour NF jusqu’à un minimum de 210.6 Mg ha–1 pour FH. Le pool de carbone des arbres était maximum pour NF où il contribue pour 64 % dans le pool total de carbone de l’écosystème, alors que OX présente la contribution des arbres la plus faible, seulement 49 % Des différences ont aussi été observées pour les pools de carbone du sous-bois, de la couverture du sol et des bois morts sur pied, mais ensemble ces pools représentent au maximum 5 % du stock total de carbone de l’écosystème. Le stockage de C dans les 100 cm de sol variait de 123.9 Mg–1 pour NF à 102.3 Mg ha–1 pour FH. Les différences significatives (P 0,05). La chute annuelle de litière au-dessus du sol variait de 4.51 Mg ha–1 pour CK 0 2.15 mg ha–1 pour CF. La litière annuelle souterraine (mortalité racinaire) variait de 4.35 Mg ha–1 pour NF 0 1.25 mg ha–1 pour CF. Lorsque NF a été transformé en plantations, le pool de carbone de la végétation (arbres + sous-bois) a été réduit de 27 % à 59 % et le pool de carbone de détritus (couverture du sol, arbres morts sur pied, et sols) a été réduit de 20 à 25 % respectivement. Ces différentes entre NF et les plantations peuvent être attribuées à une combinaison de facteurs comprenant davantage de communautés d’espèces, davantage de types de stockage, une quantité plus grande et une meilleure qualité des litières aériennes et souterraines pour NF que pour les plantations et aux perturbations des terrains au moment de la mise en place des plantations

Litterfall, nutrient return, and leaf-litter decomposition in four plantations compared with a natural forest in subtropical China

The amount and pattern of litterfall, its nutrient return, initial chemistry of leaf litter, and dynamics of N, P and K associated with leaf-litter decomposition were studied in 33-year-old plantations of two coniferous trees, Chinese fir (Cunninghamia lanceolata, CF) and Fokienia hodginsii (FH), and two broadleaved trees, Ormosia xylocarpa (OX) and Castanopsis kawakamii (CK), and compared with that of an adjacent natural forest of Castanopsis kawakamii (NF, ~150 year old) in Sanming, Fujian, China. Mean annual total litterfall over 3 years of observations was 5.47 Mg·ha–1 in the CF, 7.29 Mg·ha–1 in the FH, 5.69 Mg·ha–1 in the OX, 9.54 Mg·ha–1 in the CK and 11.01 Mg·ha–1 in the NF respectively; of this litterfall, leaf contribution ranged from 58% to 72%. Litterfall in the OX, CK, and NF showed an unimodal distribution pattern, while for the CF and FH, the litterfall pattern was multi-peak. The highest annual Ca and Mg returns were noticed in the FH and in the CK, respectively. The amounts of N, P, and K which potentially returned to the soil were the highest in the NF. The loss of dry matter in leaf litter exhibited a negative exponential pattern during the 750-day decomposition. Using the model xt = A + Be-kt, the annual dry matter decay constants (k) ranged from 1.157 in CF to 4.619 in OX. Initial lignin concentration and lignin/N ratios showed significantly negative correlations with k (r = –0.916, P = 0.011; r = –0.473, P = 0.041), whereas initial N concentration showed low positive correlations (r = 0.225, P = 0.038). Using the model xt = A + Be-kt, the decay constant of N (kN) ranged from 0.769 in CF to 4.978 in OX; the decay constant of P (kP) ranged from 1.967 in the OX to 4.664 in the NF; and the decay constant of K (kK) seemed very similar among these forests (5.250–5.992). The decay constants of nutrients during leaf-litter decomposition can be arranged in the sequence of kK>kP>kN, except for leaf litter of OX where kK>kN>kP.Chute de feuilles, retour de nutriments et décomposition des feuilles de la litière dans quatre plantations en comparaison avec une forêt naturelle en Chine subtropicale. La quantité et la dynamique de chute de litière, le retour des nutriments, la composition chimique initiale des feuilles de la litière et la dynamique de N, Pet K associée à la décomposition de la litière ont été étudiés dans 2 plantations de conifères (Cunninghamia lanceolata, CF and Fokienia hodginsii, FH) âgées de 33 ans et 2 peuplements feuillus (Ormosia xylocarpa, OX et Castanopsis kawakamii, CK), comparativement à une forêt naturelle adjacente de Castanopsis kawakamii, NF, âgée d’environ 150 ans à Sanming, Fujian, Chine. Sur 3 années d’observations, la moyenne annuelle de chute de litière a été de 5,47 Mg·ha–1 pour CF, 7,29 Mg·ha–1 pour FH, 5,69 Mg·h –1 pour OX, 9,54 Mg·hg–1 pour CK et 11,01 Mg·ha–1 pour NF. Dans ces chutes de litière, la contribution des feuilles variait de 58 à 72 %. La chute de litière présente une distribution unimodale pour OX, CK et NF tandis que pour CF et FH on observe un modèle à plusieurs pics. Le plus important retour annuel de Ca et Mg a été noté respectivement dans FH et CK. Les quantités de N, P et K qui sont potentiellement retournées dans le sol étaient les plus importantes dans NF. La perte de matière sèche dans la litière de feuille présente un modèle exponentiel négatif pendant les 750 jours de décomposition. En utilisant le modèle xt = A + Be-kt, la constante de décomposition de la matière (k) varie de 1,157 dans CF à 4,619 dans OX. La concentration initiale en lignine et le rapport lignine/N présente une corrélation négative significative avec k (r = 0,916, P = 0,001 ; r = 0,473, P = 0,041) alors que la concentration initiale de N montre une faible corrélation positive (r = 0,225, P = 0,038). En utilisant le modèle xt = A + Be-kt la constante de décomposition de N (kN) varie de 0,769 pour CF à 4,978 pour OX ; la constante de décomposition de P (kP) varie de 1,967 pour OX à 4,664 pour NF et la constante de décomposition de K (kK) apparaît très similaire pour ces forêts (5,250 à 5,992). Les constantes de décomposition de la litière peuvent être classées de la manière suivante : kK>kP>kN à l’exception de la litière de OX où kK>kN>kP