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The effect of soil moisture content and soil texture on fast in situ pH measurements with two types of robust ion-selective electrodes
No full textAbstract
In situ soil pH measurements with ion-selective electrodes (ISEs) are receiving increasing attention in soil mapping for precision agriculture as they can avoid time-consuming sampling and off-site laboratory work. However, unlike the standard laboratory protocol, in situ pH measurements are carried out at lower and varying soil moisture contents (SMCs), which can have a pronounced effect on the sensor readings. In addition, as the contact with the soil during in situ measurements should be relatively short, effects of soil texture could be expected because texture controls the migration of protons to the electrode interface. This may be exacerbated by the fact that the electrodes used for in situ measurements are made of less sensitive but more robust materials as compared to the standard glass electrode. Therefore, the aim of the present study was to investigate the effect of soil moisture and soil texture on pH measurements using robust antimony and epoxy-body ISEs pressed directly into the soil for 30 s. The SMC was gradually increased from dry conditions to field capacity. A wide range of soil texture classes were included, with sand, silt, and clay contents ranging from 16 % to 91 %, 5 % to 44 %, and 4 % to 65 %, respectively. An exponential model was fitted to the data to quantify the relationship between SMC and pH. The results show that an increase in SMC causes a maximum increase in pH of approximately 1.5 pH units, regardless of the type of pH ISE used. Furthermore, for sandy soil textures, a rather linear relationship between pH and SMC was observed, whereas, with decreasing mean particle diameter (MPD), the model had a pronounced exponential shape, i.e., a greater pH increase at low SMC and a plateau effect at high SMC. With increasing SMC, the pH values asymptotically approached the standard pH measured with a glass electrode in 0.01 M CaCl 2(soil : solution ratio of 1:2.5). Thus, at high SMC, subsequent calibration of the sensor pH values to the standard pH value is negligible, which may be relevant for using the sensor pH data for lime requirement estimates. The pH measurement error decreases exponentially with increasing soil moisture and increases with decreasing MPD. Using a knee point detection, reliable pH values were obtained for SMC > 11 %, irrespective of the pH ISE used. An analysis of the regression coefficients of the fitted exponential model showed that the maximum pH increase also depends on soil texture; i.e., the influence of soil moisture variation on the pH value increases with decreasing MPD. Moreover, the concavity of the exponential curve increases with decreasing MPD
Quinazolines and thiazolidine-2,4-dions as SARS-CoV-2 inhibitors: repurposing, in silico molecular docking and dynamics simulation
No full textThis paper presents an extensive analysis of COVID-19 with a specific focus on VEGFR-2 inhibitors as potential treatments. The investigation includes an overview of computational methodologies employed in drug repurposing and highlights in silico research aimed at developing treatments for SARS-CoV-2. The study explores the possible effects of twenty-eight established VEGFR-2 inhibitors, which include amide and urea linkers, against SARS-CoV-2. Among these, nine inhibitors exhibit highly promising in silico outcomes (designated as 3–6, 11, 24, 26, 27, and sorafenib) and are subjected to extensive molecular dynamics (MD) simulations to evaluate the binding modes and affinities of these inhibitors to the SARS-CoV-2 Mpro across a 100 ns timeframe. Additionally, MD simulations are conducted to ascertain the binding free energy of the most compelling ligand–pocket complexes identified through docking studies. The findings provide valuable understanding regarding the dynamic and thermodynamic properties of the interactions between ligands and pockets, reinforcing the outcomes of the docking studies and presenting promising prospects for the creation of therapeutic treatments targeting COVID-19.This paper presents an extensive analysis of COVID-19 with a specific focus on VEGFR-2 inhibitors as potential treatments.</p
Informationspapier zu Paludikultur und Biodiversität
No full textIn dem Artikel werden die neuesten Erkenntnisse zur Wirkung von Paludikultur auf die Biodiversiät aufgegriffen. Es werden die großen Chancen des Erhalts einheimischer Lebensvielfalt erläutert, aber auch die Grenzen des Erwartbaren aufgezeigt und die Möglichkeiten der Beeinflussung durch angepaßte Bewirtschaftung angesprochen
Nachhaltige Investitionen für die Transformation der Wirtschaft - Einblicke in die Investitionspraktiken von acht unternehmerischen Klima-Champions
No full textDie vorliegende Fallstudiensammlung in Broschüreform präsentiert die Ergebnisse des Teilvorhabens der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE) im Rahmen des ENRI-Forschungsprojekts. Im Fokus stehen acht ausgewählte Unternehmen, die als "Klima-Champions" bezeichnet werden. Sie wurden anhand umfangreicher Kriterien ausgewählt und repräsentieren eine große Vielfalt an Branchen, Größen und Strukturen. Trotz ihrer Unterschiede eint sie das Ziel, die nachhaltige Transformation der Wirtschaft voranzutreiben.
Ziel der Untersuchung war es, zu ermitteln, inwiefern diese Unternehmen ihre Effizienzeinsparungen gezielt in nachhaltige Projekte reinvestieren und wie die Integration von Nachhaltigkeit in ihr Kerngeschäft diese Investitionsentscheidungen beeinflusst. Die Fallstudien basieren auf Interviews mit 17 Führungskräften und Expert*innen aus den Bereichen Finanz-, Nachhaltigkeitsmanagement sowie Geschäftsführung.
Die Broschüre beleuchtet die individuellen Strategien und Praktiken der Unternehmen und zeigt auf, wie sie als Vorreiter innovative Lösungen zur Förderung nachhaltigen Wirtschaftens entwickeln. Sie soll als Inspirationsquelle dienen, indem sie verdeutlicht, wie gezielte und strategische Reinvestitionen in Nachhaltigkeitsprojekte nicht nur zur Erreichung der Klimaziele beitragen, sondern auch den Wandel zu einer ressourceneffizienten und emissionsarmen Wirtschaft maßgeblich vorantreiben können
Bildung für nachhaltige Entwicklung in der praktischen FaMI-Ausbildung - Möglichkeiten und Grenzen"
No full textFaMI=Fachangestellte für Medien - und Informationsdienste, Fachrichtung Bibliothek
Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) wirkt für die Zukunft der Generationen von morgen. Die Arbeitswelt bildet junge Menschen für die unterschiedlichsten Berufe aus. In einigen Branchen (Lebensmittel-, Tourismus- oder Gastronomiegewerbe) gibt es bereits fest integrierte Ausbildungsinhalte zum komplexen Thema Nachhaltigkeit, zu Umwelt- und Klimaschutz und zur Beförderung von BNE in der Praxis. Bibliotheken als Bildungsinstitutionen bieten die duale Ausbildung zum/zur „Fachangestellte/n für Medien- und Informationsdienste“ (FaMI) seit über 20 Jahren an. Bedeutsame Ausbildungsinhalte für zukunftsfähiges Denken und Handeln für Auszubildende in Bibliotheken fehlen. Ausbildungsinhalte und Rahmenbedingungen benötigen dringende Reformierung. Zeitnahes Handeln sowie die Vermittlung von Kenntnissen und Qualifikationen zur Förderung einer nachhaltigen Entwicklung ist vor allem in der praktischen Ausbildung möglich. Bibliotheken bekennen sich zunehmend zur Agenda 2030, den 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung und BNE. Auszubildende bringen eigene Impulse, Werte und Haltungen mit und können als Lernende und später als Lehrende BNE für den notwendigen Wandel und die Transformation im Bildungsbereich mitgestalten. Die vorliegende Forschungsarbeit blickt auf die praktische Ausbildungszeit in Bibliotheken und befragt in Einzelinterviews Auszubildende aus den Öffentlichen Berliner Bibliotheken in Berlin-Mitte und Berlin-Pankow. Die Forschungsfrage lautet: „Welche Handlungsoptionen können aus den Erfahrungen der Auszubildenden der Ausbildungsbibliotheken von Berlin-Mitte und -Pankow aufgezeigt werden, um BNE in die praktische FaMI-Ausbildung zu integrieren und zu befördern?“ Die Beantwortung der Frage soll dazu dienen, konkrete Handlungsempfehlungen aufzuzeigen, die im betrieblichen Ausbildungsplan für zukünftige FaMIs Orientierung geben sollen, wie es Ausbilder*innen gelingen kann, BNE zu befördern. Die Datenerhebung mithilfe von leitfadengestützten Interviews wurde anschließend mit einer Methode der qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet. Es zeigte sich neben einem hohen Problembewusstsein zu Umwelt- und Klimaschutz eine ausgeprägte sozio-ökologische Identifikation mit dem Ort Bibliothek und seiner bedeutsamen Rolle für die Gesellschaft. Diese Potenziale sollten gefördert werden, um BNE wirksames Handeln während der Ausbildungszeit in den praktischen Ausbildungsverlauf zu integrieren. Verantwortungsübernahme für eigene Projekte sind ebenso gewünscht wie Offenheit und das Überwinden struktureller Hürden seitens der Ausbildungsbibliotheken. In vielen eigenen Ideen zeigte sich ausgeprägtes Interesse am Community Building der Bibliothek im Kiez/in der Stadt. Die Ergebnisse geben eine praxisnahe Orientierung für alle Bibliotheken, die die duale Ausbildung anbieten und BNE in die praktische Ausbildung integrieren wollen
Untersuchung zum Einfluss von Maßnahmen der Gewässerunterhaltung auf die morphologische Entwicklung kleiner Fließgewässer im mittleren Mecklenburg-Vorpommern
No full textDie vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit den Auswirkungen von Anpassungen im Regime
der Gewässerunterhaltung auf die Morphologie von kleinen Fließgewässern im mittleren
Mecklenburg-Vorpommern. In Zusammenarbeit mit dem LUNG M-V sollte herausgefunden
werden, wie veränderte Unterhaltungsmaßnahmen das Gewässer beeinflussen und ob darin
eine Chance zur effektiv und kostengünstig Entwicklung im Sinne der WRRL liegt. Dazu wurden, aus einer Vorauswahl, fünf Gewässer zur genaueren Untersuchung gewählt, bei denen
Änderungen oder Reduzierungen im Unterhaltungsregime vermerkt wurden. Als wesentliche
Methode kam die Fließgewässerstrukturgütekartierung nach dem angepassten Standard des
Landes Mecklenburg-Vorpommern zum Einsatz (LUNG M-V 2011). Die Untersuchungsgewässer wurden an Abschnitten mit intensiver Eingriffsdichte und an rein beobachtend unterhaltenen Fließstrecken kartiert. Für die Abschätzung der eingetretenen Entwicklung wurden die
Kartierungen innerhalb eines Wasserkörpers miteinander verglichen und zusätzlich mit den
historischen Kartierungen gegengeprüft. Als ergänzender Untersuchungsgegenstand wurde
die Makroinvertebratenfauna der untersuchten Gewässer beprobt. Mit einer vereinfachten Methode des Multi-Habitat-Samplings und einer Auswertung, die sich an Meyer (1999) orientierte,
sollte die Saprobie die Ergebnisse der Strukturgütekartierungen unterstützen.
Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen deutliche Zusammenhänge zwischen der angewendeten Strategie in der Gewässerunterhaltung und der morphologischen Zustandsklasse
der Gewässer. In den intensiv unterhaltenen Bereichen zeigte sich, dass das aktuelle Bewirtschaftungsprinzip eine eigendynamische Gewässerentwicklung unterbindet. Im Vergleich mit
den zehn Jahre alten Vorkartierungen lassen sich keine wesentlichen Veränderungen feststellen. Die beobachtend unterhaltenen Fließstrecken schneiden dagegen bei den Kartierungen
um mindestens eine Güteklasse besser ab. Insbesondere sind Strukturelemente aus den Gehölzbeständen der Gewässer zahlreicher vorhanden. Totholz und Sturzbäume diversifizieren
die Strömung, Breite und Tiefe des Gewässers. Weiterhin konnte als Hindernis für die Entwicklung der kleinen Gewässer der große, meist landwirtschaftliche Nutzungsdruck aus dem
Umland identifiziert werden. Langfristig sollte hier die Sicherung von Entwicklungskorridoren
angestrebt werden, kurzfristig kommt der naturnahen Unterhaltung und Entwicklung der derzeitigen Bachläufe mehr Geltung zu.
Insgesamt bieten Anpassungen in der Gewässerunterhaltung die Chance für eine positive Entwicklung der kleinen Fließgewässer in Mecklenburg-Vorpommern. Die Bewirtschaftung sollte
standortgerechte Ufergehölze etablieren und fördern, sowie alternative Verfahren in Bö-
schungsmahd und Sohlkrautung erproben
Detection and quantification of windthrown tree stems on UAV-orthomosaics by deep learning
No full textSevere storm events are the biggest driving factor for biomass loss in European forests. Besides the damages caused by the storm itself, there are subsequent damages due to biotic, abiotic and market factors with far reaching implications for forestry and conservation. These subsequent damages can be minimized if the amount and spatial distribution of the windthrown trees is known and can be used to optimize salvage operations and calamity management.
Traditional methods and space born remote sensing can only provide estimations of the affected area, whereas remote sensing with aerial sensors is able to obtain the spatial distribution of the stems with detection rates up to 92% but not to quantify single logs due to an insufficient spatial resolution. Recent approaches utilizing UAVs are promising but a methodology for the quantification of windthrown trees is not published yet.
The presented work closes this gap by analyzing UAV-orthomosaics with Deep Learning techniques to obtain precise information of the spatial distribution and estimate the volume of the windthrown trees. Therefore, the U-Net was included in a bottom-up object detection based on a skeletonization algorithm including a reconstruction of occluded stem parts by a voting system based on morphological heuristics. For the subsequent quantification of the detected stems, the diameter is determined every 25 cm and the volume is calculated as sum of truncated cone volumes.
In the scope of this work, 21 orthomosaics of beech, spruce and mixed stands with a ground sampling distance of mostly less than 2 cm were used, on which 1747 windthrown tree stems were manually outlined for the training of the models “Spruce”, “Beech” and “General” for pure and mixed stands, respectively. Additionally, 710 trees were digitized and measured for the validation of the methodology.
It could be proven that the proposed methodology is able to detect windthrown tree stems with an average detection rate of 93.8% for spruce stands and with 93.3% for beech and mixed stans (error rates between 4.3% and 6.3%). Thereby, the detected volumes were overestimated by the specific models for spruce (11.8%) and beech stands (10.7%) while the “General” model was underestimating the volume by 5.8%, on average. Generally, specialization on certain tree species carries the risk of lower detection rates for unfamiliar scenes and species, while a general model is associated with a higher rate of classification errors. Further, it could be shown that the performance of the proposed methodology is affected by the quality of the used orthomosaics.
The quantification of the amount of windthrown wood and the reconstruction of occluded stem parts are unique features compared to other recently published approaches with far reaching implications for forestry, ecology, and biodiversity conservation. The proposed methodology provides additional information for decision-making in the planning of salvage loggings and for monitoring of biomass and carbon cycles. Further, it can contribute to a better understanding of windthrow dynamics and therewith, will support the development of sustainable management strategies which focus on resilient forest ecosystems
Analyse der Absolutgenauigkeit von Industrierobotern im Kontext der Genauigkeitsanforderungen des modernen Holzbaus
No full textIn einem experimentellen Ansatz wurde die Präzision eines marktüblichen Industrieroboters untersucht. Dabei wurde die Leistungsfähigkeit des Roboters hinsichtlich seiner Genauigkeit gemessen und die Ergebnisse mit den definierten Anforderungen verglichen. Ziel war es, die Eignung des Roboters für den Einsatz im Holzbau zu bewerten und Empfehlungen für notwendige Optimierungen abzuleiten
Hematological and iron status in aerobic vs. anaerobic female athletes: an observational study
No full textIntroduction
Physical training induces iron status impairment in athletic females in the short term and over prolonged periods. Nevertheless, the existing literature lacks a comprehensive evaluation of the differential impacts of aerobic vs. anaerobic training on hematological indices and iron status among adolescent female athletes. The aim of this study was to assess the hematological factors and iron status in aerobic vs. anaerobic training in athletic females.
Methods
This observational, cross-sectional study recruited twenty-five adolescent athletic females; thirteen of them participated in an aerobic sport (long-distance running), while twelve of them participated in an anaerobic sport (broad jumping). Hematological factors were assessed by analyzing blood concentrations of hemoglobin (Hb), hematocrit (Hct), red blood cell (RBC) count, mean corpuscular volume (MCV), and mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC), while the iron status assessment was conducted through evaluating levels of serum transferrin and serum ferritin.
Results
Athletic females who participated in the aerobic sport showed significantly lower Hb (MD −0.84; 95% CI −1.63: −0.04; p = 0.041), Hct (MD −5.49; 95% CI −7.86: −3.12; p = 0.0001), RBC count (MD −0.37; 95% CI −0.57: −0.17; p = 0.001), and MCV (MD −5.15; 95% CI −9.41: −0.89; p = 0.020), as well as significantly higher MCHC (MD 2.99; 95% CI 2.18: 3.79; p = 0.0001) and serum transferrin (MD 46.77; 95% CI 10.95: 82.59; p = 0.013) than athletic females who participated in the anaerobic sport. However, there was an insignificant difference in serum ferritin levels (MD −3.18; 95% CI −11.49: 5.13; p = 0.437) between both groups.
Conclusion
Except for the ferritin level that exhibited an insignificant difference between aerobic and anaerobic training, aerobic training was associated with a worse impact on the hematological factors and iron status than anaerobic training in adolescent athletic females
Climatic Effects on the Growth of Fagus sylvatica L. in Mixed Stands with Pinus sylvestris L. in Lithuania
No full textClimate change and warming will potentially profoundly affect forest growth and yield. However, climate change is not only a threat but also an opportunity for tree species to be more productive or colonize new territories where previously they were fragmented or absent. European beech ( Fagus sylvatica L.) is a dominant and significant tree species in European forests with a pronounced ability to grow on a great variety of sites and to form mixtures with other tree species due to its shade tolerance. So far, only a few studies have analysed its growth and reaction to changing climatic conditions outside its natural gradient in the north. The aim of this study was therefore to clarify the main growth patterns and tree ring formation characteristics of beech (outside their natural distribution) in mixed stands with Scots pine ( Pinus sylvestris L.) The analyses were carried out in two-layered stands in the western part of Lithuania with tree-ring data measured on stem disks collected at 1 m height that were available from shelter-cut thinning activities in a number of forest stands in the region. Our results show that higher temperatures during the summer months of July and August generally inhibited the radial growth of beech under given site conditions. In contrast, warmer late-autumn and cooler early-winter periods together with warmer springs positively affected the radial increments. Above-average precipitation during the vegetation period contributed to the beech producing additional amounts of radial increments. The increasing temperature trends of the summer months and decreasing monthly amounts of precipitation during the vegetation period in recent decades tend to have adverse effects on the ecological conditions for beech growth and vitality in Lithuania. Despite these results, the European beech successfully grows in the sample region and has produced 200 m 3 ha −1 in the analysed stands