Towards understanding tree root profiles: simulating hydrologically optimal strategies for root distribution

In this modelling study differences in vertical root distributions measured in four contrasting forest locations in the Netherlands were investigated. Root distributions are seen as a reflection of the plant’s optimisation strategy, based on hydrological grounds. The 'optimal' root distribution is defined as the one that maximises the water uptake from the root zone over a period of ten years. The optimal root distributions of four forest locations with completely different soil physical characteristics are calculated using the soil hydrological model SWIF. Two different model configurations for root interactions were tested: the standard model configuration in which one single root profile was used (SWIF-NC), and a model configuration in which two root profiles compete for the same available water (SWIF-C). The root profiles were parameterised with genetic algorithms. The fitness of a certain root profile was defined as the amount of water uptake over a simulation period of ten years. The root profiles of SWIF-C were optimised using an evolutionary game. The results showed clear differences in optimal root distributions between the various sites and also between the two model configurations. Optimisation with SWIF-C resulted in root profiles that were easier to interpret in terms of feasible biological strategies. Preferential water uptake in wetter soil regions was an important factor for interpretation of the simulated root distributions. As the optimised root profiles still showed differences with measured profiles, this analysis is presented, not as the final solution for explaining differences in root profiles of vegetation but as a first step using an optimisation theory to increase understanding of the root profiles of trees.</p> <p style='line-height: 20px;'><b>Keywords:</b> forest hydrology, optimisation, root

Towards understanding tree root profiles: simulating hydrologically optimal strategies for root distribution

International audienceIn this modelling study differences in vertical root distributions measured in four contrasting forest locations in the Netherlands were investigated. Root distributions are seen as a reflection of the plant's optimisation strategy, based on hydrological grounds. The "optimal" root distribution is defined as the one that maximises the water uptake from the root zone over a period of ten years. The optimal root distributions of four forest locations with completely different soil physical characteristics are calculated using the soil hydrological model SWIF. Two different model configurations for root interactions were tested: the standard model configuration in which one single root profile was used (SWIF-NC), and a model configuration in which two root profiles compete for the same available water (SWIF-C). The root profiles were parameterised with genetic algorithms. The fitness of a certain root profile was defined as the amount of water uptake over a simulation period of ten years. The root profiles of SWIF-C were optimised using an evolutionary game. The results showed clear differences in optimal root distributions between the various sites and also between the two model configurations. Optimisation with SWIF-C resulted in root profiles that were easier to interpret in terms of feasible biological strategies. Preferential water uptake in wetter soil regions was an important factor for interpretation of the simulated root distributions. As the optimised root profiles still showed differences with measured profiles, this analysis is presented, not as the final solution for explaining differences in root profiles of vegetation but as a first step using an optimisation theory to increase understanding of the root profiles of trees. Keywords: forest hydrology, optimisation, root

De Tijdelijke Overbruggings Afdeling Amsterdam:ervaringen met grootstedelijke acute opnames

samenvatting De Tijdelijke Overbruggingsafdeling is het voorportaal van de vijf gesloten opnameafdelingen in Amsterdam. Dit artikel is een verslag van de voorlopige analyses van patiënt- en opnamegegevens van de Tijdelijke Overbruggingsafdeling aan de hand van één jaar prospectieve registratie (2002). Na oprichting van de Tijdelijke Overbruggingsafdeling daalde het aantal gastplaatsingen, bij een stijgend aantal inbewaringstellingen; de druk op de (separeercapaciteit van de) gesloten afdelingen nam af; en de wachttijd in de politiecellen daalde aanzienlijk. Deze cijfers suggereren dat de Tijdelijke Overbruggingsafdeling haar bufferfunctie naar behoren vervult

Faunaschade ganzen 2010 : eerste inventarisatie van schade en extra kosten op een aantal akkerbouwbedrijven met ganzenvraat in granen en graszaad

In 2010 zijn in het kader van het project Faunaschade op 5 praktijkbedrijven 7 praktijkpercelen gevolgd op schade door ganzen en de extra kosten voor verjaging. Het ging in eerste instantie om schade door overzomerende ganzen. Er zijn diverse waarnemingen gedaan en bij meerdere percelen is bij de oogst de opbrengst bepaald. Verder zijn de maatregelen die genomen zijn om de schade te beperken, geïnventariseerd. Het jaar 2010 was het 1e inventarisatie jaar. Van de 7 percelen wintertarwe, traden er in 4 percelen ook daadwerkelijk schade door overzomerende ganzen op. Het bleek dat er op enkele percelen een duidelijke vraatschade was waardoor een groot verschil in opbrengst ontstond. Andere percelen met zichtbare schade, gaven weinig opbrengstreductie. De periode waarin schade optreedt is erg belangrijk. Ook zat er een groot verschil in de opbrengsten van het stro. Stro is voor veel bedrijven ook een belangrijke bron van inkomsten. De kosten die nodig zijn voor het verjagen van de ganzen bleken uiteen te lopen van 1000 tot 6000 euro. Vooral de tijd die men bezig is met het verjagen ligt vele malen hoger dan vaak wordt ingeschat. Verder is het lastig te achterhalen wanneer iets structuurschade is en wanneer ganzenschade. Een tweede inventarisatiejaar is nodig om een breder en beter onderbouwd beeld te krijgen over vraatschade en de gevolgen daarvan voor de hectareopbrengst. Als extra zou het aan te bevelen zijn in 2011 meer te doen met het volgen van schade via GPS. Misschien is het ook mogelijk om via MijnAkker.nl of Cropview vanuit de lucht de opbrengst en schade te bepalen. Ook is het belangrijk opnieuw te inventariseren wat de kosten van het verjagen zijn

Preventie vogelschade in vollegrondsgroentegewassen. Resultaten screening en veldproeven met diverse middelen in 2007

Wildschade is bij de teelt van vollegrondsgroente een groot en algemeen voorkomend probleem. Vanuit het Productschap Tuinbouw is het project ‘Preventie Vogelschade vollegrondsgroentegewassen’ gestart. Het uiteindelijke doel is te komen tot een ‘verruiming van de beschikbaarheid van voor vogels onaantrekkelijke stoffen’, waarvan een langdurig afwerend effect uitgaat en daarmee vogelschade voorkomt. Dit rapport doet verslag van de resultaten van de screening op kleine schaal op sla en broccoli en de veldtoetsing in de praktijk in twee proeven sla. In de screening zijn 6 middelen of combinaties van middelen getoetst. De verschillen waren bij sla groter dan bij broccoli. Uit deze proeven kwamen de behandelingen I7+N7 en HHH7 als beste naar voren. In de veldproeven bij sla zijn deze middelen samen met onbehandeld en N7 getest. Uit deze proeven kwamen de behandelingen HHH7 en I7+N7 als perspectiefvol naar voren. De resultaten uit de veldtoetsingen met deze middelen vormen een goede basis om, samen met de juiste toepassingswijze, in vervolgonderzoek te komen tot effectieve vogelafweermiddelen. Het voorstel zou zijn om in overleg te treden met de leverancier om de mogelijkheden bekijken. Verder is het aan te raden in 2008 enkele proeven bij telers aan te leggen, waarbij het ene deel behandeld wordt en het andere deel niet

Faunaschade; Inventarisatie bij 10 grote akkerbouwgewassen

In dit verslag wordt weergegeven welke informatie beschikbaar is betreffende de financiële gevolgen van faunaschade voor de qua areaal 10 belangrijkste akkerbouwgewassen. Hiervoor zijn de cijfers van het Faunafonds gebruikt. Deze opdracht is uitgevoerd voor het Productschap Akkerbouw. Uit de gegevens blijkt dat de grauwe gans met 42% de grootste schadeveroorzaker is. Wordt er naar het areaal dat beschadigd is gekeken dan is dit 38%. Ganzen (grauwe gans, brandgans, kolgans, rotgans en smient) veroorzaken 79% bedrag dat getaxeerd wordt. Wordt er naar het areaal dat beschadigd is gekeken dan betreft dit 81%. Voor een tegemoetkoming van het Faunafonds bij schade is het van belang dat men weet welke soorten ganzen er op een perceel aanwezig zijn. Niet alle schade aan ganzensoorten bijv. Nijlgans, Canadese gans en soepgans, wordt uitgekeerd. Qua gewas is wintertarwe het gewas met de meeste schade (62%). 72% van het areaal dat beschadigd is, is wintertarwe. De uitgekeerde schade per jaar blijkt iets meer dan 1,6 miljoen. Het areaal met schade was in 2007 7450 en in 2008 7150 ha. In werkelijkheid is dat meer, want niet alle schade wordt opgegeven en niet alle faunasoorten komen in aanmerking voor een tegemoetkomin

Interactive exploration and modeling of large data sets: a case study with Venus light scattering data

We present a system where visualization and the control of the simulation are integrated to facilitate interactive exploration and modeling of large data sets. The system was developed to estimate properties of the atmosphere of Venus from comparison between measured and simulated data. Reuse of results, distributed computing, and multiple views on the data were the major ingredients to create an effective environment

Experimental harvesting of fish populations drives genetically based shifts in body size and maturation

Size-selective harvesting in commercial fisheries can induce rapid changes in biological traits. While experimental and wild harvested populations often exhibit clear shifts in body size and maturation associated with fishing pressure, the relative contributions of genetic and environmental factors to these shifts remain uncertain and have been much debated. To date, observations of so-called fisheries-induced evolution (FIE) have been based solely on phenotypic measures, such as size data. Genetic data are hitherto lacking. Here, we quantify genetic versus environmental change in response to size-selective harvesting for small and large body size in guppies (Poecilia reticulata) across three generations of selection. We document for the first time significant changes at individual genetic loci, some of which have previously been associated with body size. In contrast, variation at neutral microsatellite markers was unaffected by selection, providing direct genetic evidence for rapid evolution induced by size-selective harvesting. These findings demonstrate FIE in an experimental system, with major implications for the sustainability of harvested populations, as well as impacts on size-structured communities and ecosystem processes. These findings highlight the need for scientists and managers to reconsider the capacity of harvested stocks to adapt to, and recover from, harvesting and predation. © 2013 The Ecological Society of America

Rapid phosphatidic acid accumulation in response to low temperature stress in Arabidopsis is generated through diacylglycerol kinase.

Phosphatidic acid (PtdOH) is emerging as an important signaling lipid in abiotic stress responses in plants. The effect of cold stress was monitored using (32)P-labeled seedlings and leaf discs of Arabidopsis thaliana. Low, non-freezing temperatures were found to trigger a very rapid (32)P-PtdOH increase, peaking within 2 and 5 min, respectively. In principle, PtdOH can be generated through three different pathways, i.e., (1) via de novo phospholipid biosynthesis (through acylation of lyso-PtdOH), (2) via phospholipase D hydrolysis of structural phospholipids, or (3) via phosphorylation of diacylglycerol (DAG) by DAG kinase (DGK). Using a differential (32)P-labeling protocol and a PLD-transphosphatidylation assay, evidence is provided that the rapid (32)P-PtdOH response was primarily generated through DGK. A simultaneous decrease in the levels of (32)P-PtdInsP, correlating in time, temperature dependency, and magnitude with the increase in (32)P-PtdOH, suggested that a PtdInsP-hydrolyzing PLC generated the DAG in this reaction. Testing T-DNA insertion lines available for the seven DGK genes, revealed no clear changes in (32)P-PtdOH responses, suggesting functional redundancy. Similarly, known cold-stress mutants were analyzed to investigate whether the PtdOH response acted downstream of the respective gene products. The hos1, los1, and fry1 mutants were found to exhibit normal PtdOH responses. Slight changes were found for ice1, snow1, and the overexpression line Super-ICE1, however, this was not cold-specific and likely due to pleiotropic effects. A tentative model illustrating direct cold effects on phospholipid metabolism is presented