Is herb-layer diversity related to tree-layer diversity? Studies from beech : valuable broadleaf tree species mixed stands of the Göttingen Forest (southern Lower Saxony, Germany)

Ein Ziel des modernen Waldbaus in Mitteleuropa ist die Förderung von Mischbeständen anstelle von Reinbeständen. Auf basenreichen Standorten sollen daher an Stelle von Buchen-Reinbeständen Mischbestände aus Buche (Fagus sylvatica) und Edellaubhölzern entwickelt werden. Diese Wälder zeichnen sich durch eine artenreiche und produktive Krautschicht aus, die an vielen Ökosystemfunktionen entscheidend beteiligt ist. Ob mit einer Zunahme der Baumarten-Diversität eine Veränderung der Krautschicht-Diversität verbunden ist und welche kausalen Mechanismen möglicherweise dafür verantwortlich sind, wurde daher an den naturnah bewirtschafteten Buchen-Edellaubholz-Mischbeständen im Göttinger Wald (Süd-Niedersachsen) untersucht. Auf 63 Untersuchungsflächen (je 400 m²) mit einem Gradienten von nur einer Baumart (nur Buche) mit bis zu fünf Baumarten in der Baumschicht wurde die Artenzusammensetzung, Diversität und Produktivität der Krautschicht bestimmt. Als Umweltfaktoren wurden der pH-Wert und die PAR-Transmissivität direkt gemessen, die Wasser- und Stickstoffversorgung über die Zeigerwerte nach Ellenberg indirekt eingeschätzt. In den Kalk-Buchenwäldern (H o r d e l y m o - F a g e t u m l a t h y r e t o s um) konnten keine signifikanten Zusammenhänge zwischen der Diversität der Baumschicht und der Diversität und Produktivität der Krautschicht festgestellt werden. Mit zunehmendem Lichtangebot erhöhte sich die Diversität der Krautschicht. Gleichzeitig korrelierte die oberirdische Biomasse der Krautschicht positiv mit dem Shannon-Index der Krautschicht. Mit zunehmendem Buchen-Anteil sank der pH-Wert im oberen Mineralboden, ohne dass dies Auswirkungen auf die Diversität und Produktivität der Krautschicht hatte. Auch die kleinräumigen Unterschiede im Lichtangebot und der Basenversorgung hatten keinen Einfluss auf die Krautschicht-Diversität. Einzelne Krautschichtarten zeigten Beziehungen zur Baumarten-Diversität und zu den Umweltfaktoren, allerdings waren diese meist nur schwach ausgeprägt. Die Untersuchungsergebnisse unterscheiden sich deutlich von Ergebnissen aus dem Nationalpark Hainich, wo in Laubwäldern ein enger Zusammenhang zwischen der Baumarten- und Krautschicht-Diversität nachgewiesen wurde. Mögliche Ursachen für diese gegensätzlichen Resultate können in der Methodik (Probeflächenauswahl), der Standorthomogenität (insbesondere die breitere Spanne in der Lössbedeckung und dem Tonanteil in den Böden des Hainichs), der Waldgeschichte und Bewirtschaftung sowie den beteiligten Mischbaumarten (insbesondere in der Rolle der Linde) liegen. Zusätzliche vergleichende und experimentelle Untersuchungen sind daher notwendig, um unser Wissen über die Zusammenhänge zwischen Diversität und Ökosystemfunktionen in Wäldern zu verbessern.One goal of modern silvicultural management in Central Europe is the promotion of mixed stands instead of pure stands. On base-rich sites, this frequently implies the development of mixed stands of European beech (Fagus sylvatica) and secondary broadleaved tree species, instead of pure beech stands. It is crucial to study the effects of these tree-layer diversity changes on herb-layer vegetation, since a speciesrich and productive herb-layer vegetation contributes significantly to forest ecosystem functioning. In deciduous stands within the Göttingen Forest (southern Lower Saxony), we investigate whether herb-layer diversity was related to canopy-layer diversity, and to ascertain possible causal mechanisms. On 63 plots (400 m² each), diversity and productivity of the herb layer were estimated using a tree layer species composition gradient from one tree species (beech) up to five tree species. Site factors pH and PAR-transmissivity were measured directly and the water and nitrogen supply were estimated indirectly by Ellenberg indicator values. In the limestone beech forest (H o r d e l y m o - F a g e t u m l a t h y r e t o s um) , the herb-layer vegetation of stands rich in canopy species was not more iverse than herb-layer vegetation of beech-dominated stands. Herb-layer biomass was positively correlated with herb-layer diversity, but was not promoted by tree-layer diversity. With increasing beech proportion, pH-value of the upper soil horizon decreased but without any effect on herb-layer diversity and productivity. Small-scale light and soil heterogeneity was insignificant for herb-layer diversity. Several herb-layer species were moderately correlated with tree-layer diversity and environmental factors. The results contrast with results from Hainich National Park, where herb-layer vegetation of deciduous forests rich in canopy species appeared to be more diverse than herb-layer vegetation of beech-dominated stands. Potential causes for this contrasting result could stem from the studies methodology (e.g. plot selection), site homogeneity (especially the broad range of the cover of loess and clay content of the Hainich National Park soils), forest history and management, as well as the contribution of different secondary tree species (especially the influence of lime). Therefore, further observational and experimental studies are needed to improve our knowledge on the relationships of diversity and ecosystem functioning in forests

Polymer Measure: Varadhan's Renormalization Revisited

Through chaos decomposition we improve the Varadhan estimate for the rate of convergence of the centered approximate self-intersection local time of planar Brownian motion.Comment: 5 page

The Edwards Model for Fractional Brownian Loops and Starbursts

We extend Varadhan’s construction of the Edwards model forpolymers to fractional Brownian loops and fractional Brownian starbursts.We show that, as in the fBm case, the Edwards density under a renormalizaionis an integrable function for the case Hd ≤ 1

Beyond Activation: Characterizing Microglial Functional Phenotypes

Classically, the following three morphological states of microglia have been defined: ramified, amoeboid and phagocytic. While ramified cells were long regarded as “resting”, amoeboid and phagocytic microglia were viewed as “activated”. In aged human brains, a fourth, morphologically novel state has been described, i.e., dystrophic microglia, which are thought to be senescent cells. Since microglia are not replenished by blood-borne mononuclear cells under physiological circumstances, they seem to have an “expiration date” limiting their capacity to phagocytose and support neurons. Identifying factors that drive microglial aging may thus be helpful to delay the onset of neurodegenerative diseases, such as Alzheimer’s disease (AD). Recent progress in single-cell deep sequencing methods allowed for more refined differentiation and revealed regional-, age- and sex-dependent differences of the microglial population, and a growing number of studies demonstrate various expression profiles defining microglial subpopulations. Given the heterogeneity of pathologic states in the central nervous system, the need for accurately describing microglial morphology and expression patterns becomes increasingly important. Here, we review commonly used microglial markers and their fluctuations in expression in health and disease, with a focus on IBA1 low/negative microglia, which can be found in individuals with liver disease