Micrometeorological, plant-ecological, and soil-hydrological measurements in stands of spruce and beech in the Tharandt forest

This paper addresses micrometeorological, plant-ecological, and soil-hydrological measurements in stands of spruce and beech as a means to understand the processes. The long-term flux site Anchor Station Tharandt (dominated by 120-year-old spruce) shows the high dynamics of land surface- atmosphere interactions as well as the climatologically relevant effects on turbulent energy flux partitioning, carbon sequestration, and evapotranspiration (ET). Climate, phenology, and fluxes support the idea of dividing the year into an ‘active phase’ (April–September) and a ‘dormant phase’ (October–March); carbon sequestration, available energy (net radiation), and sensible heat flux are almost negligible in the dormant season. Only ET shows a significant contribution to the annual budget (25 % of the active phase) from interception (evaporation from wetted needles) driven by sensible heat flux from the atmosphere. The interannual variation of the fluxes is generally small (e. g., 500 to 650 gC m-2 yr-1 of C uptake) even for the severe drought year of 2003 (400 gC m-2) or with thinning in 2002. Compared to the beech site, the spruce site – at least in the active season – experienced similar rates of ET but smaller rates of C uptake. Canopy drip was 55 % of precipitation at the spruce site. Canopy drip (40 %) and stem flow (25 %) added up to 65 % of canopy precipitation at the beech site. This difference likely explains the generally higher soil moisture at the beech site. As a consequence of this study, models with sufficient complexity are recommended to represent the structural differences of different forest types including their phenophases. For a better representation of forests, e. g., in climate models, land surface–atmosphere interactions must be included.Diese Arbeit benutzt mikrometeorologische, pflanzenökologische und bodenhydrologische Messungen als Mittel zum Prozessverständnis. Der langfristige Flussmessstandort Ankerstation Tharandter Wald (von 120 jährigen Fichten dominiert) zeigt die große Dynamik der Landoberflächen-Atmosphären-Wechselwirkungen wie auch ihre Klimaeffekte auf die Verteilung der turbulenten Wärmeströme, die Kohlenstoffsequestrierung und die Evapotranspiration (ET). Klimawerte, Phänologie und Flüsse unterstützen die Einteilung des Jahres in eine ‚aktive Phase’ (April–September) und eine ‚Ruhephase’ (Oktober– März): Kohlenstoffsequestrierung, zur Verfügung stehende Energie (Strahlungsbilanz) und fühlbarer Wärmestrom sind in der Ruhephase praktisch vernachlässigbar. Nur ET zeigt einen signifikanten Beitrag zur Jahresbilanz (25 % der aktiven Phase) aus der Interzeption (Evaporation von benetzten Nadeln), die vom fühlbaren Wärmestrom aus der Atmosphäre angetrieben wird. Die zwischenjährliche Variation der Flüsse ist im Allgemeinen klein (z. B. 500–650 gC m-2 yr -1) C-Aufnahme), selbst mit dem starken Dürrejahr 2003 (400 gC m-2) oder dem Effekt der Durchforstung 2002. Verglichen mit der Buche erreicht die Fichte – zumindest in der aktiven Periode – ähnliche Werte von ET aber niedrigere bei der C-Aufnahme. Die Kronentraufe beträgt bei der Fichte nur ca. 55 % des Niederschlages, bei der Buche summieren sich ca. 40 % Kronentraufe und knapp 25 % Stammabfluss zu etwa 65 % Bestandesniederschlag. Dieser Unterschied erklärt möglicherweise die im Allgemeinen höhere Bodenfeuchte am Buchenstandort. Als Resultat aus dieser Arbeit werden Modelle mit ausreichender Komplexität empfohlen, welche Bestandesstruktur und Phänophasen berücksichtigen. Das ist eine Voraussetzung für eine bessere Berücksichtigung von Wäldern mit ihren Landoberflächen- Atmosphären-Wechselwirkungen, z. B. in Klimamodellen

Analyse der Klimaentwicklung in Sachsen

Der Klimawandel in Sachsen wurde auf Basis einer aktualisierten Datengrundlage und neuer methodischer Verfahren analysiert. Danach war im Zeitraum 1981-2010 im Vergleich zur Referenzperiode 1961-1990 eine kontinuierliche Erwärmung in allen Jahreszeiten und eine erhöhte Hitzebelastung im Sommer erkennbar. Durch die Niederschlagsabnahme von April bis Juni war ein erhöhtes Trockenheitsrisiko zu verzeichnen. Von Juli bis September haben die Niederschläge zugenommen, ebenso der Starkregen-Anteil an den Niederschlagssummen. Die Häufigkeit und die Intensität von Starkregenereignissen ist gestiegen. Festgestellt wurden auch ausgeprägte dekadische Schwankungen von Temperatur und Niederschlag in den Wintermonaten. Die Veröffentlichung richtet sich an regionale Akteure sowie Planungsbüros, Bildungseinrichtungen und Unternehmen

The FLUXNET2015 dataset and the ONEFlux processing pipeline for eddy covariance data

The FLUXNET2015 dataset provides ecosystem-scale data on CO2, water, and energy exchange between the biosphere and the atmosphere, and other meteorological and biological measurements, from 212 sites around the globe (over 1500 site-years, up to and including year 2014). These sites, independently managed and operated, voluntarily contributed their data to create global datasets. Data were quality controlled and processed using uniform methods, to improve consistency and intercomparability across sites. The dataset is already being used in a number of applications, including ecophysiology studies, remote sensing studies, and development of ecosystem and Earth system models. FLUXNET2015 includes derived-data products, such as gap-filled time series, ecosystem respiration and photosynthetic uptake estimates, estimation of uncertainties, and metadata about the measurements, presented for the first time in this paper. In addition, 206 of these sites are for the first time distributed under a Creative Commons (CC-BY 4.0) license. This paper details this enhanced dataset and the processing methods, now made available as open-source codes, making the dataset more accessible, transparent, and reproducible.Peer reviewe

Schriftenschau

In der Schriftenschau zum Kochia-Band 6 werden 8 für die Flora von Deutschland relevante Neuerscheinungen aus den Jahren 2006 bis 2011 besprochen

Analyse der Klimaentwicklung in Sachsen

Der Klimawandel in Sachsen wurde auf Basis einer aktualisierten Datengrundlage und neuer methodischer Verfahren analysiert. Danach war im Zeitraum 1981-2010 im Vergleich zur Referenzperiode 1961-1990 eine kontinuierliche Erwärmung in allen Jahreszeiten und eine erhöhte Hitzebelastung im Sommer erkennbar. Durch die Niederschlagsabnahme von April bis Juni war ein erhöhtes Trockenheitsrisiko zu verzeichnen. Von Juli bis September haben die Niederschläge zugenommen, ebenso der Starkregen-Anteil an den Niederschlagssummen. Die Häufigkeit und die Intensität von Starkregenereignissen ist gestiegen. Festgestellt wurden auch ausgeprägte dekadische Schwankungen von Temperatur und Niederschlag in den Wintermonaten. Die Veröffentlichung richtet sich an regionale Akteure sowie Planungsbüros, Bildungseinrichtungen und Unternehmen

Analyse der Klimaentwicklung in Sachsen

Der Klimawandel in Sachsen wurde auf Basis einer aktualisierten Datengrundlage und neuer methodischer Verfahren analysiert. Danach war im Zeitraum 1981-2010 im Vergleich zur Referenzperiode 1961-1990 eine kontinuierliche Erwärmung in allen Jahreszeiten und eine erhöhte Hitzebelastung im Sommer erkennbar. Durch die Niederschlagsabnahme von April bis Juni war ein erhöhtes Trockenheitsrisiko zu verzeichnen. Von Juli bis September haben die Niederschläge zugenommen, ebenso der Starkregen-Anteil an den Niederschlagssummen. Die Häufigkeit und die Intensität von Starkregenereignissen ist gestiegen. Festgestellt wurden auch ausgeprägte dekadische Schwankungen von Temperatur und Niederschlag in den Wintermonaten. Die Veröffentlichung richtet sich an regionale Akteure sowie Planungsbüros, Bildungseinrichtungen und Unternehmen

Role of endothelial microRNA 155 on capillary leakage in systemic inflammation

BACKGROUND Capillary leakage is a key contributor to the pathological host response to infections. The underlying mechanisms remain incompletely understood, and the role of microRNAs (MIR) has not been investigated in detail. We hypothesized that specific MIRs might be regulated directly in the endothelium thereby contributing to vascular leakage. METHODS SmallRNA sequencing of endotoxemic murine pulmonary endothelial cells (ECs) was done to detect regulated vascular MIRs. In vivo models: transgenic zebrafish (flk1:mCherry/l-fabp:eGFP-DPB), knockout/wildtype mouse (B6.Cg-Mir155tm1.1Rsky/J); disease models: LPS 17.5 mg/kgBW and cecal ligation and puncture (CLP); in vitro models: stimulated human umbilical vein EC (HUVECs), transendothelial electrical resistance. RESULTS Endothelial MIR155 was identified as a promising candidate in endotoxemic murine pulmonary ECs (25 × upregulation). Experimental overexpression in a transgenic zebrafish line and in HUVECs was sufficient to induce spontaneous vascular leakage. To the contrary, genetic MIR155 reduction protects against permeability both in vitro and in endotoxemia in vivo in MIR155 heterozygote knockout mice thereby improving survival by 40%. A tight junction protein, Claudin-1, was down-regulated both in endotoxemia and by experimental MIR155 overexpression. Translationally, MIR155 was detectable at high levels in bronchoalveolar fluid of patients with ARDS compared to healthy human subjects. CONCLUSIONS We found that MIR155 is upregulated in the endothelium in mouse and men as part of a systemic inflammatory response and might contribute to the pathophysiology of vascular leakage in a Claudin-1-dependent manner. Future studies have to clarify whether MIR155 could be a potential therapeutic target

Evapotranspiration amplifies European summer drought

Drought is typically associated with a lack of precipitation, whereas the contribution of evapotranspiration and runoff to drought evolution is not well understood. Here, we use unique long-term observations made in four headwater catchments in Central and Western Europe to reconstruct storage anomalies and study the drivers of storage anomaly evolution during drought. We provide observational evidence for the ‘drought-paradox’ in that region: a consistent and significant increase in evapotranspiration during drought episodes which acts to amplify the storage anomalies. In contrast, decreases in runoff act to limit storage anomalies. Our findings stress the need for the correct representation of evapotranspiration and runoff processes in drought indices

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