Radial growth and wood density reflect the impacts and susceptibility to defoliation by gypsy moth and climate in radiata pine

[EN] Drought stress causes a reduction in tree growth and forest productivity, which could be aggravated by climate warming and defoliation due to moth outbreaks. We investigate how European gypsy moth (Lymantria dispar dispar L., Lepidoptera: Erebidae) outbreak and related climate conditions affected growth and wood features in host and non-host tree species in north-western Spain. There, radiata pine (Pinus radiata D. Don) plantations and chestnut (Castanea sativa Mill.) stands were defoliated by the moth larvae, whereas Maritime pine (Pinus pinaster Ait.) was not defoliated. The gypsy moth outbreak peaked in 2012 and 2013, and it was preceded by very warm spring conditions in 2011 and a dry-warm 2011–2012 winter. Using dendrochronology we compared growth responses to climate and defoliation of host species (radiata pine, chestnut) with the non-host species (Maritime pine). We also analyzed wood density derived from X-ray densitometry in defoliated and non-defoliated trees of radiata pine. We aimed to: (i) disentangle the relative effects of defoliation and climate stress on radial growth, and (ii) characterize defoliated trees of radiata pine according to their wood features (ring-width, maximum and minimum density). Radial growth during the outbreak (2012–2013) decreased on average 74% in defoliated (>50% of leaf area removed) trees of radiata pine, 43% in defoliated trees of chestnut, and 4% in non-defoliated trees of Maritime pine. After applying a BACI (Before-After-Control-Impact) type analysis, we concluded that the difference in the pattern of radial growth before and during the defoliation event was more likely due to the differences in climate between these two periods. Radiata pines produced abundant latewood intra-annual density fluctuations in 2006 and 2009 in response to wet summer conditions, suggesting a high climatic responsiveness. Minimum wood density was lower in defoliated than in non-defoliated trees of radiata pine prior to the outbreak, but increased during the outbreak. The pre-outbreak difference in minimum wood density suggests that the trees most affected by the outbreak produced tracheids with wider lumen and were more susceptible to drought stress. Results of this study illustrate (i) that the pattern of radial growth alone may be not a good indicator for reconstructing past defoliation events and (ii) that wood variables are reliable indicators for assessing the susceptibility of radiata pine to defoliation by the gypsy mothSIFunding for this research was provided by the Local Government of Cubillos del Sil (Spain) through the contract Seguimiento y bases para la gestión de las masas forestales afectadas por defoliación de Lymantria dispar en el municipio de Cubillos del Sil

Entropía y desorden

En este trabajo se hace un estudio de los conceptos de “entropía” y “desorden” y de la relación entre ellos, mostrando (en contra de lo que normalmente se considera) que son magnitudes físicas diferentes. De forma que, en general, pueden variar con el tiempo de forma contraria; un sistema puede estar aumentando su entropía y, sin embargo y a la vez, “ordenándose”. Así, se obtiene una primera solución a la conocida paradoja de que la evolución termodinámica requiere que la entropía siempre aumente, pero la evolución biológica, que explica la existencia de la vida en la Tierra, requiere que ésta surja de algunos procesos de organización que conducen a un aumento del “orden” en los seres vivos. Para hacerlo, se realiza una rigurosa presentación de la Termodinámica (en la representación entrópica, más general y adecuada que la representación energética, que es con la que habitualmente se discuten estas cuestiones), y se introduce un formalismo de la Física Estadística que permite alcanzar los objetivos buscados.Grado en Físic

Fundamentos de Física Estadística (versión 2.2)

Este texto ha nacido como material para las clases de la disciplina “Fundamentos de Física Estadística” impartidas en el primer curso del Grado en Física y el segundo curso del Programa de Estudios Conjunto de Grado en Física y Grado en Matemáticas en la Universidad de Valladolid. Resulta un reto muy interesante elaborar un curso de una disciplina tan compleja como es la Física Estadística que, por un lado, sea suficientemente sencillo a nivel formal y, por otro, sea conceptualmente riguroso, útil para el alumnado y coherente con las asignaturas más avanzadas del plan de estudios (en particular, con las propias de la Termología, a saber, “Termodinámica” y “Física Estadística”). Siendo esta una tarea difícil, no es imposible, gracias a que la formulación de la Física Estadística basada en el Principio de Máxima Entropía de E.T. Jaynes (1957) no requiere de grandes conocimientos de Mecánica Clásica o Cuántica para una primera aproximación. Desde el punto de vista de Jaynes, el problema que se resuelve en Física Estadística es la inferencia de las probabilidades de los microestados (configuraciones microscópicas) de un sistema a partir de las leyes de la Teoría de la Probabilidad y de unas pocas restricciones macroscópicas conocidas. Todo este proceso de inferencia estadística puede comprenderse sin necesidad de conocer en detalle los modelos de realidad mecánicos (clásicos o cuánticos), pues el único papel que juega la Mecánica en el proceso es la enumeración de los microestados compatibles con los valores de unas ciertas variables macroscópicas. La filosofía del curso es que, comprendiendo las razones conceptuales por las que este proceso de inferencia estadística funciona, los estudiantes puedan hallar toda la información termodinámica de un sistema a partir de un modelo de realidad dado. De este modo, el curso permite a los estudiantes desarrollar un esquema mental de cómo funcionan la Termodinámica y la Física Estadística y su relación con el resto de la Física, aprender el mecanismo de cálculo de los potenciales termodinámicos entrópicos y aplicarlo a modelos sencillos cuyos detalles, a nivel mecánico, no tienen por qué comprender a fondo.Departamento de Física AplicadaApuntes de teoría y ejercicios propuestos

Thermophysical properties, interactions and structure in organic liquid mixtures including polar and/or associated compounds: N, N-dialkylamides, amines, 1-alkanols, ketones and organic carbonates

Una forma de aproximarse al estudio de moléculas orgánicas de gran complejidad, tales como proteínas o aminoácidos, es la investigación de moléculas orgánicas pequeñas cuyos grupos funcionales son similares a aquellos presentes en dichas moléculas. En este contexto, el estudio físico y químico sistemático de mezclas que las contienen en términos de propiedades termodinámicas, dieléctricas o de transporte es necesario para comprender adecuadamente su comportamiento colectivo. Dicho estudio sistemático permite al mismo tiempo elaborar modelos teóricos que se ajusten a las características físicas y comprobar la eficacia de otros ya existentes. Este tipo de estudios, además de su importancia desde el punto de vista fundamental, también es útil desde el punto de vista práctico, ya que los datos experimentales obtenidos y los modelos desarrollados son empleados por la industria. En este trabajo se estudian experimental y teóricamente mezclas líquidas de los tipos: i) N,N-dialquilamida (N,N-dimetilformamida o N,N-dimetilacetamida) + amina (butan-1-amina, hexan-1-amina, N-propilpropan-1-amina, N-butilbutan-1-amina o anilina); y ii) 1-alcanol (metanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol o 1-heptanol) + amina (hexan-1-amina, N-propilpropan-1-amina o N,N,N-trietilamina). En concreto, se determinan experimentalmente propiedades calorimétricas, volumétricas, refractivas o dieléctricas de dichas mezclas, y se estudian teóricamente por medio del modelo de Flory, el modelo ERAS y el modelo de Kirkwood-Fröhlich. También se lleva a cabo una revisión cuidadosa del modelo de Kirkwood-Fröhlich y sus distintas extensiones a sistemas pluricomponentes. Además, se estudian efectos orientacionales por medio de datos experimentales, el modelo de Flory y el formalismo del factor de estructura concentración-concentración en mezclas líquidas de los tipos: i) alcanona, alcanal o dialquil carbonato + alcano y alcanona + alcanona o dialquil carbonato; y ii) carbonatos orgánicos + alcanos o 1-alcanoles. Complementariamente, se mide la entalpía de disolución del dióxido de azufre y del monóxido de nitrógeno en agua, y se evalúa la validez de un modelo teórico presente en la literatura del proceso de disolución del dióxido de azufre en agua. En consecuencia, la presente Tesis Doctoral presenta contribuciones que amplían el conocimiento experimental y teórico existente en el campo de la Termodinámica de Mezclas y Disoluciones.Departamento de Física AplicadaDoctorado en Físic

Radial Growth and Wood Density Reflect the Impacts and Susceptibility to Defoliation by Gypsy Moth and Climate in Radiata Pine

Drought stress causes a reduction in tree growth and forest productivity, which could be aggravated by climate warming and defoliation due to moth outbreaks. We investigate how European gypsy moth (Lymantria dispar dispar L., Lepidoptera: Erebidae) outbreak and related climate conditions affected growth and wood features in host and non-host tree species in north-western Spain. There, radiata pine (Pinus radiata D. Don) plantations and chestnut (Castanea sativa Mill.) stands were defoliated by the moth larvae, whereas Maritime pine (Pinus pinaster Ait.) was not defoliated. The gypsy moth outbreak peaked in 2012 and 2013, and it was preceded by very warm spring conditions in 2011 and a dry-warm 2011–2012 winter. Using dendrochronology we compared growth responses to climate and defoliation of host species (radiata pine, chestnut) with the non-host species (Maritime pine). We also analyzed wood density derived from X-ray densitometry in defoliated and non-defoliated trees of radiata pine. We aimed to: (i) disentangle the relative effects of defoliation and climate stress on radial growth, and (ii) characterize defoliated trees of radiata pine according to their wood features (ring-width, maximum and minimum density). Radial growth during the outbreak (2012–2013) decreased on average 74% in defoliated (>50% of leaf area removed) trees of radiata pine, 43% in defoliated trees of chestnut, and 4% in non-defoliated trees of Maritime pine. After applying a BACI (Before-After-Control-Impact) type analysis, we concluded that the difference in the pattern of radial growth before and during the defoliation event was more likely due to the differences in climate between these two periods. Radiata pines produced abundant latewood intra-annual density fluctuations in 2006 and 2009 in response to wet summer conditions, suggesting a high climatic responsiveness. Minimum wood density was lower in defoliated than in non-defoliated trees of radiata pine prior to the outbreak, but increased during the outbreak. The pre-outbreak difference in minimum wood density suggests that the trees most affected by the outbreak produced tracheids with wider lumen and were more susceptible to drought stress. Results of this study illustrate (i) that the pattern of radial growth alone may be not a good indicator for reconstructing past defoliation events and (ii) that wood variables are reliable indicators for assessing the susceptibility of radiata pine to defoliation by the gypsy moth

Avances hacia otra economía

En los años recientes y en particular en las tres últimas décadas, se ha ido haciendo patente un creciente divorcio entre el discurso de las instituciones que gobiernan el operar de la economía global y de las economías nacionales, cada vez más hegemonizado por el discurso neoliberal y un conjunto de experiencias de muy variado alcance y permanencia en el tiempo que se sitúan en las antípodas del quehacer del neoliberalismo. Ya en diversos números anteriores hemos dado cabida a este pensamien..

Avances hacia otra economía

En los años recientes y en particular en las tres últimas décadas, se ha ido haciendo patente un creciente divorcio entre el discurso de las instituciones que gobiernan el operar de la economía global y de las economías nacionales, cada vez más hegemonizado por el discurso neoliberal y un conjunto de experiencias de muy variado alcance y permanencia en el tiempo que se sitúan en las antípodas del quehacer del neoliberalismo. Ya en diversos números anteriores hemos dado cabida a este pensamien..

Orientational effects in alkanone, alkanal or dialkyl carbonate + alkane mixtures and in alkanone + alkanone or + dialkyl carbonate systems

Interactions and structure of alkanone, or alkanal or dialkyl carbonate + alkane mixtures, or of 2-alkanone + 2-alkanone, or of ketone + dialkyl carbonate systems have been investigated by means of a set of thermodynamic properties and by the application of the Flory model. The properties considered are excess molar quantities: enthalpies, HmE, volumes, VmE, or isobaric heat capacities, CpmE, and liquid-liquid equilibria. Experimental data show that alkane mixtures are characterized by rather strong dipolar interactions. In the case of systems containing ketones with the same number of C atoms and a given alkane, dipolar interactions become weaker in the sequence: aromatic > cyclic > linear. In addition, the mentioned interactions become also weaker in the order: dialkyl carbonate > linear alkanone > linear alkanal. This is an important result, as carbonates show lower effective dipole moments than the other compounds, and it suggests that the group size may be relevant when evaluating thermodynamic properties of liquid mixtures. Results on HmE from the Flory model show that orientational effects (i.e., non-random mixing) are rather similar for systems with linear, cyclic or aromatic ketones or alkanals and alkanes. In contrast, orientational effects become weaker in dialkyl carbonate + alkane mixtures. The behavior of 2-alkanone + 2-alkanone systems and of mixtures of longer 2-alkanones or cyclohexanone with dialkyl carbonate is close to random mixing. Larger orientational effects are encountered in solutions of carbonates and shorter 2-alkanones.Consejería de Educación y Cultura of Junta de Castilla y León, under Project BU034U16