Neogene vegetation and past climate change in the Thakkhola-Mustang Graben (central Nepal).

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Adhikari, Basanta Raj; Wagreich, Michael; Draxler, Ilse; Paudayal, Khum N.

2010-05-01

The Thakkhola-Mustang Graben, which reflects Neogene extensional tectonics in the Tibetan Plateau and Himalaya, lies north of the Dhaulagiri-Annapurna ranges and south of the Yarlung-Tsangpo Suture Zone. The basement of Thakkhola-Mustang Graben is made up of Tibetan-Tethyan sedimentary rocks of Paleozoic and Mesozoic ages, which are unconformably overlain by continental debris (more than 850 m) of Neogene to Quaternary age. Stratigraphically, the Thakkhola-Mustang Graben sediments have been divided into five formations namely the Tetang Formation, the Thakkhola Formation, the Sammargaon Formation, the Marpha Formation and the Kaligandaki Formation. Different approaches have been made to study the Neogene sediments in this graben. In this study, we mainly focused on sedimentological and palynological studies of the Thakkhola-Mustang Graben, which provides a basis for discussing the paleo-environmental evolution of the southern continental margin of the Tibetan Plateau towards the end of the Miocene. Field mapping, profile logging, stable carbon and oxygen isotope analysis, and palynological studies were carried out to understand the depositional environment and the paleoclimate. The methodology developed by Zetter (1989) was followed for the pollen extraction. Pollen samples were processed in the laboratory and were studied under the light microscope (LM), which were later transferred to the scanning electron microscope (SEM). A variety of sedimentary environments are recognized including alluvial fan, lacustrine, braided river and glacio-fluvial. Neogene sediments are composed of braided fluvial deposits with lacustrine deposits in different level of the succession. Most of the pollens were found in the lacustrine layers of the Tetang and Thakkhola formations. Pollen analysis shows that the sediments contain dominant alpine trees like Abies, Pinus, Keteleeria, Picea Tsuga and Quercus with some steppe elements like Artemisia, Compositae, Chenopodiaceae, Plantago and Poaceae. The results show that during this period, the southern part of Tibet was covered mainly by steppe vegetation, indicating dry climate. Organic plant material from the Thakkhola and Tetang formations yielded stable carbon isotope (d13C) values between -21.87 to -26.64 permil, indicating the presence of C3 vegetation. However, the d13C values from the carbonates range between -0.62 to 11.08 permil, which shows the mix vegetation of C3 and C4 plants. It is presumed that the paleoclimate during the sediment deposition time of the Thakkhola-Mustang Graben was significantly warmer than the present-day climate. Further study of pollen with LM and SEM is necessary. Reference: Zetter, R., 1989, Methodik und Bedeutung einer routinemäßig kombinierten lichtmikroskopischen und rasterelektronenmikroskopischen Untersuchung fossiler Mikrofloren. Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg, Frankfurt am Main, 109, 41-50.

Variabilität des Reviergesangs des Buchfinken (Fringilla coelebs) zur Raum-Zeit-Beschreibung von Metapopulationen

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Nolte, Björn

2003-10-01

Der Buchfinkengesang wurde in Potsdam in zwei Hauptpopulationen über drei Jahre aufgenommen. Jedes Individuum wurde eindeutig am individuellen Strophentypenrepertoire identifiziert. Ein weiterer Punkt der die individuelle Wiedererkennung bestätigt ist die hohe Standorttreue der adulten Männchen. Die beschriebene Methode eignet sich für die Untersuchung von gesamten Populationen, um den Wandel des Gesangs von Populationen in Raum und Zeit zu beschreiben. Die Haupterkenntnisse der Arbeit sind: - Die Gesamtanzahl der Grundstrophentypen innerhalb einer Population bleibt über Jahre konstant. - Die relative Häufigkeit jedes einzelnen Strophentyps variiert von Jahr zu Jahr und von Population zu Population. - Gesangslernen erfolgt exakt mit einem Korrektheitsgrad von mindestens 96%. - Das Song-Sharing ist innerhalb der Population hoch. Die diskutierten Mechanismen für das Song-Sharing sind: Die Lebenserwartung, das Zugverhalten, das Lernverhalten, die Etabliertheit von Strophentypen, Weibchenpräferenzen und die Reaktionen der territorialen Männchen. - Weiterhin wurde ein Modell zur kulturellen Evolution des Buchfinkengesangs programmiert, um die Rolle der Einflussfaktoren, wie Fehlerquote, Abwanderungsrate und Laufzeit zu ermitteln. Der Wandel des Dialektes erfolgt graduell in Raum und Zeit. Daher sind keine scharfen Dialektgrenzen anzutreffen. Trotz dieser Tatsache markieren die etablierten Strophentypen die Population. 50 % der Juvenilen siedeln am Geburtsort, auf diese Weise bleibt der Dialekt erhalten und Inzest wird vermieden. -Analysiert man das Repertoire benachbarten Männchen bei isolierten Alleen, so entspricht die Gesangsangleichung in etwa dem Zufall. -Intraindividuelle Vergleiche der quantitativen Parameter des jeweiligen Strophentyps wurden saisonal und annuell durchgeführt. Saisonal konnten für einen Strophentyp ein Trend ermittelt werden. Bei jährlichen Vergleichen konnten intraindividuell ausschließlich nicht signifikante Ergebnisse ermittelt werden, wohingegen die interindividuelle Variation in zwei Fällen signifikant war. In einem Fall bestand ein Trend und in einem weiteren Fall war die Variationsunterschiede nicht signifikant. - Der Verlauf der Brutsaison lässt sich an der jährlichen Gesangsaktivität nachvollziehen. Chaffinch song was recorded in Potsdam in two major populations of chaffinches over a period of three years. Each male was identified unambiguously because of their individual song type repertoires. These are usually easy to distinguish from sonagrams as the variation is discontinuous. A further point for individual recognition is the fixed territorial behaviour of adult males. The described method is employed to examine whole populations and to observe changes with space and time in the song of a population. The major findings of the study are: - The total amount of basic song types in each population is constant over years. - The quantity of each basic song type is different and varies from year to year and from population to population. - Song copying is extremely accurate on at least 96% of occasions. - Song-type sharing is high within populations. Discussed mechanisms for song neighbourhoods are: expectation of life, semi-migratory behaviour, learning skills, establishment of song types, female choice and male vs male interaction. Furthermore a model of cultural evolution of chaffinch song was programmed to determine the role of factors like error rate, rate of emigration and running time. The changes are gradual in space and time. Hence the dialect borders are smooth. Despite this fact established song types mark the population. As every second juvenile bird settles in the population of his birth inbreeding is avoided and the dialect structure is retained. - Analysing the repertoires of neighbouring males (“next door neighbours”) in isolated avenues to examine mutual influences suggests that these have the same amount of song types in common than would be expected by chance. - Within intraindividual comparisons the quantitative parameters of the same song types remain seasonal and annual constant, whereas interindividual variations within the same song tip are statistically significant. - The breeding biology of the chaffinch can be observed by seasonal singing activity during the breeding cycle.

Reproductive and some peri-natal variables in a mixed breed beef cattle herd.

PubMed

Ponzoni, R W; Gifford, D R

1994-01-12

Calving success (CS), days to calving (DC), birth weight (BW) and calving ease (CE) were studied in a mixed breed (Hereford, Jersey × Hereford and Simmental × Hereford) beef cattle herd. DC was not normally distributed and a number of transformations failed in normalising it. Repeatabilities were estimated by analysis of variance. Inclusion (or exclusion) of non calvers and the transformations studied had little effect on the repeatability of DC, which ranged from 0.10 to 0.12. The repeatabilities for CS, BW and CE were 0.08, 0.26 and 0.03, respectively. The residual correlations of CS with DC and functions of DC were high (-0.68 or greater), whereas the correlations among DC and functions of DC were close to one. The correlations of DC with BW and CE varied little with the transformation applied to DC, ranging from 0.26 to 0.28 and 0.10 to 0.12, respectively. The correlation between BW and CE was 0.06. The study points to a number of problems associated with the use of DC as a reproductive variable in beef cattle. It is concluded that although DC is currently a useful field reproductive variable, the search for appropriate female reproductive traits should continue. ZUSAMMENFASSUNG: Reproduktions- und Perinatal-Variable in einer gemischtrassigen Fleisch-Rinderherde Abkalbeerfolg (CS), Tage bis Abkalbung (DC), Geburtsgewicht (BW) und Kalbeleichtigkeit (CE) wurden in einer gemischtrassigen (Hereford, Jersey × Hereford und Simmental × Hereford) Mutterkuhherde untersucht. DC waren nicht normalverteilt und konnte auch durch eine Reihe von Transformationen nicht normalisiert werden. Wiederholbarkeiten wurden mit Varianzanalyse geschätzt. Berücksichtigung (oder Nichtberücksichtigung) von Nichtkalbungen und die Transformationen hatten wenig Wirkung auf Wiederholbarkeit von DC, die zwischen 0,10 und 0,12 war. Wiederholbarkeiten für CS, BW und CE waren 0,08, 0,26 und 0,03. Die Restkorrelation von CS mit DC und Funktionen von DC waren hoch (- 0,68 oder stärker), während Korrelationen zwischen DC und Funktionen von DC auch nahe 1 waren. Die Korrelationen von DC mit BW und CE schwankten wenig nach den verschiedenen Transformationen und bewegten sich zwischen 0,26 und 0,28 sowie 0,10 und 0,12. Die Korrelation zwischen BW und CE war 0,06. Die Untersuchung weist auf eine Reihe von Problemen, die sich durch die Verwendung von DC als Reproduktionsvariable von Fleischrindern ergeben. Es wird der Schluß gezogen, daß DC derzeit zwar nützliche Information für die Praxis ist, daß aber das Suchen nach wissenschaftlich angemessenen weiblichen Reproduktionsmerkmalen fortgesetzt werden sollte. RESUMEN: Variables reproductivas y peri-natales en un rodeo de vacunos de carne de varias razas Las variables éxito al parto (CS), dias al parto (DC), peso al nacer (BW) y facilidad de parto (CE) se estudiaron en un rodeo de vacunos de carne compuesto de varias razas (Hereford, Jersey × Hereford y Simmental × Hereford). DC no estaba normalmente distribuida y una serie de transformaciones ensayadas fracasaron en normalizar esta variable. Las repetibilidades se estimaron por análisis de variancia. La inclusión (o exclusión) de las vacas falladas (no paridas) del análisis y las transformaciones estudiadas tuvieron poco efecto en la repetibilidad de DC, que varió de 0.10 a 0.12. Las repetibilidades de CS, BW y CE fueron 0.08, 0.26 y 0.03, respectivamente. Las correlaciones residuales de CS con DC y con funciones de DC fueron altas (valor absoluto 0.68 o mayor), mientras que las correlaciones entre DC y funciones de DC fueron cerca de uno. Las correlaciones de DC con BW y CE variaron poco con la transformación aplicada a DC, yendo (en valor absoluto) de 0.26 a 0.28 y 0.10 a 0.12, respectivamente. La correlación entre BW y CE fue de 0.06. El estudio apunta a una serie de problemas asociados con el uso de DC como variable reproductiva en vacunos de carne. Se concluye que aunque DC es actualmente una útil variable reproductiva de campo, la búsqueda de rasgos reproductivos de la hembra a ser incluídos en esquemas de evaluación genética de vacunos de carne debe continuar. 1994 Blackwell Verlag GmbH.

Hydrological Dynamics In High Mountain Catchment Areas of Central Norway

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Löffler, Jörg; Rößler, Ole

Large-scaled landscape structure is regarded as a mosaic of ecotopes where process dynamics of water and energy fluxes are analysed due to its effects on ecosystem functioning. The investigations have been carried out in the continental most Vågå/Oppland high mountains in central Norway since 1994 (LÖFFLER &WUNDRAM 1999, 2000, 2001). Additionally, comparable investigations started in 2000 dealing with the oceanic high mountain landscapes on same latitudes (LÖFFLER et al. 2001). The theoretical and methodological framework of the project is given by the Landscape-Ecological Complex Analysis (MOSIMANN 1984, 1985) and its variations due to technical and principle methodical challenges in this high mountain landscape (KÖHLER et al. 1994, LÖFFLER 1998). The aim of the project is to characterize high mountain ecosystem structure, functioning and dynamics within small catchment areas, that are chosen in two different altitudinal belts each in the eastern continental and the western oceanic region of central Norway. In the frame of this research project hydrological and meteorological measurements on ground water, percolation and soil moisture dynamics as well as on evaporation, air humidity and air-, surface- and soil-temperatures have been conducted. On the basis of large-scaled landscape-ecological mappings (LÖFFLER 1997) one basic meteorological station and several major data logger run stations have been installed in representative sites of each two catchment areas in the low and mid alpine belts of the investigation regions ( JUNGet al. 1997, LÖFFLER &WUNDRAM 1997). Moreover, spatial differentiations of groundwater level, soil moisture and temperature profiles have been investigated by means of hand held measurements at different times of the day, during different climatic situations and different seasons. Daily and annual air-, surface- and soil-temperature dynamics are demonstrated by means of thermoisopleth-diagrams for different types of ecotopes of the different altitudinal belts. The local differences of temperature dynamics are illustrated in a map as an example of the low alpine altitudinal belt showing a 4-dimensional characterization (in space and time) of high mountain ecosystem functioning. Hydrological aspects derived from those results are presented showing the large- scaled hydrological dynamics of high mountain catchment basins in central Norway. The results of the process analysis of hydrological dynamics in the central Norwegian high mountains are discussed within the frame of investigations on altitudinal changes of mountain ecosystem structure and functioning (LÖFFLER &WUNDRAM [in print]). The poster illustrates the theoretical and methodological conception, methods and techniques, examples from complex data material as well as general outcomes of the project (RÖßLER [in prep.]. JUNG, G., J. LÖFFLER &D. WUNDRAM (1997): Untersuchungen zur Struktur, Funktion und Dynamik mittelnorwegischer Hochgebirgsökosysteme. Forschungsansatz. Oldenburger Geoökologisches Kolloquium 3: 4-36. Oldenburg. KÖHLER, B., J. LÖFFLER &D. WUNDRAM (1994): Probleme der kleinräumigen Geoökovarianz im mittelnorwegischen Gebirge. Norsk geogr. Tidsskr. 48: 99- 111. LÖFFLER, J. (1997): Großmaßstäbige geoökologische Kartierungen in den Höhenstufen des mittelnorwegischen Gebirges. NORDEN 12: 205-228. Bremen. LÖFFLER, J. (1998): Geoökologische Untersuchungen zur Struktur mittelnorwegischer Hochgebirgsökosysteme. Oldenburger Geoökologische Studien 1. Oldenburg. LÖFFLER, J., O.-D. FINCH, J. NAUJOK &R. PAPE (2001): Möglichkeiten der Integration zoologischer Aspekte in die landschaftsökologische Untersuchung von Hochgebirgen. Methodendiskussion am Beispiel ökologischer Prozesssysteme und Biozönosen. Naturschutz u. Landschaftsplanung 33 (11): 351-357. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (1997): Klimatische Phänomene in mittelnorwegischen Hochgebirgslandschaften und ihre ökosystemare Bedeutung. Oldenburger Geoökologisches Kolloquium 3: 37-86. Oldenburg. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (1999): Kleinräumige Klimavarianz im mittelnorwegischen Hochgebirgsraum Vågå/Oppland. NORDEN 13: 267 -276. Bremen. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (2000) : Temperature Dynamics of Ecotopes in small Catchment Areas. In: C. BEIERKUHNLEIN et al. (Hrsg.): Zukunft mitteleuropäischer Kulturlandschaft. Analyse - Planung - Management. Tagungsband mit Kurzfassungen der Beiträge zur 1. Jahrestagung der IALE- Region Deutschland: 76, Nürtingen. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (2001): Räumliche und zeitliche Differenzierung des Temperaturhaushalts von Hochgebirgsökosystemen. NORDEN 14: 85 -102. Bremen. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (in print): Geoökologische Untersuchungen zur Prozessdynamik mittelnorwegischer Hochgebirgsökosysteme. Oldenburger Geoökologische Studien 2. Oldenburg. MOSIMANN, T. (1984): Landschaftsökologische Komplexanalyse. Wiesbaden. MOSIMANN, T. (1985): Untersuchungen zur Funktion subarktischer und alpiner Geoökosysteme (Finnmark [Norwegen] und Schweizer Alpen). Physiogeographica 7. Basel. RÖßLER, O. (in prep.): Modelling the Water Balance of Central Norwegian High Mountain Ecosystems. University of Oldenburg.

The effects of training in time-limited dynamic psychotherapy: changes in therapeutic outcome.

PubMed

Bein, E; Anderson, T; Strupp, H; Henry, W; Schacht, T; Binder, J; Butler, S

2000-02-01

The present study explored the effects on therapeutic outcomes of training therapists in brief manualized therapy. As part of the Vanderbilt II project, each of 16 therapists (8 psychiatrists and 8 clinical psychologists) treated 2 moderately disturbed adult patients using his or her customary short-term treatment methods; they then received a year of training in a manualized form of brief dynamic therapy, Time-Limited Dynamic Psychotherapy (TLDP); finally, they administered TLDP to 2 additional patients. It was hypothesized that training would result in improved outcomes generally and that differentially greater improvement would be seen in patients commonly considered less suitable for brief dynamic therapy. Outcome data obtained at termination failed to support either hypothesis. Measurements of interpersonal dependency obtained at a one-year follow-up were consistent with the first hypothesis, but the follow-up data were inconsistent with the second. A systematic review of the 32 posttraining cases suggested that the majority of the therapists had not achieved basic competence at TLDP. Die hier beschriebene Studie untersucht die Wirkungen eines Trainings in manualisierter Kurzzeitherapie auf das Therapierergebnis. Als Teil des Vanderbilt II Projektes behandelten jeweils 16 Therapeuten (8 Psychiater und 8 klinische Psychologen) zwei mittelgradig beeinrächtigte erwachsene Patienten mit den ihnen vertrauten Kurzzeitbehandlungsmethoden. Danach wurden sie über ein Jahr in einer manualisierten Form psychodynamischer Kurzzeittherapie ausgebildet und wandten diese Therapie auf zwei weitere Patienten an. Es wurde angenommen, dass die Ausbildung in besseren Ergebnisdaten, die bei Ende der Therapie erhoben wurden, konnten diese Hypothese nicht bestätigen. Maße für die interpersonale Abhängigkeit zu einem Einjahreskatamnesezeitpunkt waren mit der ersten Hypothese konform, aber inkonsistent mit der zweiten. Eine systematische Untersuchung der 32 nach der Ausbildung behandelten Fälle legt nahe, dass die Mehrzahl der Therapeuten keine grundlegende Kompetenz in zeitlich limitierter dynamischer Psychotherapie erworben hatte. Cette éude explore les effets sur les résultats thérapeutiques de la formation des thérapeutes dans une thérapie brève, manualissée. Dans le cadre du projet Vanderbilt II, chacun des 16 thérapeutes (8 psychiatrs et 8 psychologues cliniciens) a traité deux patients adultes modérément perturbés, chacun par sa méthode habituelle de thérapie brève; ensuite ils ont reçu une formation d'une année dans une méthode manualisée de thérapie brève, la Psychothérapie Dynamique Limitée dans le Temps (TLDP); pour finir, ils ont appliqué la TLDP à de meilleurs résultats en général, et qu'une amélioration comparativement plus importante sera observée chez des patients habituellement considérés comme moins adaptés à une thérapie dynamique brè. Les résultats obtenus à la terminaison n'ont pu confirmer aucune de ces hypothèses. Des mesures de la dépendance interpersonnelle une année après étaient consistantes avec la première hypothèse, mais les données catamnestiques étaient inconsistantes avec la deuxième. Une revue systématique des 32 cas après formation a suggéré que la majorité des thérapeutes n'avait pas acquis une compétence de base en TLDP. Este estudio exploró la efectividad del entrenamiento de terapeutas en una terapia breve manualizada. Como parte del proyecto Vanderbilt II, dieciséis terapeutas (ocho psiquiatras y ocho psicólogos clínicos) trataron dos pacientes adultos mooderadamente perturbados con sus métodos habituales de tratamiento a corto plazo. Estos terapeutas recibieron luego un año de entrenamiento en terapia dinámica breve manualizada que se Ilamó Psicoterapia Dinámica de Tiempo limitado (TLDP). Finalmente, administraron esta TLDP a dos pacientes más. La hipótesis fue que el entrenamiento ilevaría, en general, a resultados mejores y que habría mayor mejoramiento en pacientes menos aptos para una terapia dinámica breve. Los resultados a la terminación no apoyaron ninguna de las dos hipótesis. Las mediciones de dependencia interpersonal al año de seguimiento resultaron consistentes con la primera hipótesis, mientras que los resultados de seguimiento fueron inconsistentes con la segunda. Una revisión sistemática de los treinta y dos casos luego del entrenamiento sugiere que la mayoría de los terapeutas no había l.

Developing a Science-based River Basin Management Plan for the Kharaa River Basin, Mongolia

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Karthe, Daniel

2013-04-01

The Kharaa River Basin (KRB), which is located north of Mongolia's capital Ulaanbaatar and south of Lake Baikal, was chosen as a model region for the development and implementation of an integrated water resources management consisting of a monitoring concept, technical measures and a capacity development program (Karthe et al. 2012a). The basin of the Kharaa River covers an area of 14534 km² that is partly mountaineous and largely covered by taiga and steppe. At its outlet, the 362 km Kharaa River has a mean long-term annual discharge of 12.1 m³/s (MoMo Consortium 2009). A highly continental climate results in limited water resources, and rising water consumption coupled with the effects of climate and land use change may in the future exacerbate this water scarcity (Malsy et al. 2012; Karthe et al. 2013). Whereas the environment in the upper part of the catchment is in a relatively pristine state, the mid- and downstream sections of the river are characterized by nearby industry, mining activities and intensive agriculture (Menzel et al. 2011), resulting in declining water quality and ultimately a degradation of aquatic ecosystems (Hofmann et al. 2010; Hartwig et al. 2012). Moreover, it is a problem for the supply of major cities like Darkhan which largely rely on alluvial aquifers containing shallow-depth groundwater (Mun et al. 2008). Currently, there are alarming signs of water quality deterioration. With regard to water provision, a major problem is the poor state of distribution infrastructures which were often built in the 1960s and 70s (Scharaw & Westerhoff 2011). Rather little is currently known about the water quality supplied to end users; the latter is even more dubious in the city's informal ger districts (Karthe et al. 2012b). One important goal of the research and development project "Integrated Water Resources Management in Central Asia: Model Region Mongolia" lies in the implementation of a holistic concept for water resources monitoring and management. In the past, shared and unclear responsibilities, a spatial mismatch between administrative and river basin boundaries, the lack of relevant information, financial resources and implementation capacity resulted in an uncoordinated and partially uncontrolled exploitation of water resources (Livingstone et al. 2009; Horlemann et al. 2012). The recent decision of the Mongolian government to develop river basin management plans and to provide for their implementation through river basin councils and administrations, and the comparatively good data availability resulting from the R&D project, resulted in the decision to jointly develop a science-based river basin management plan for the KRB as a model region for other river basins of the country. References: Hartwig, M.; Theuring, P.; Rode, M. & Borchardt, D. (2012): Suspended sediments in the Kharaa River catchment (Mongolia) and its impact on hyporheic zone functions. Environmental Earth Sciences 65(5):1535-1546. Hofmann, J.; Venohr, M.; Behrendt, H. & Opitz, D. (2010): Integrated Water Resources Management in Central Asia: Nutrient and heavy metal emissions and their relevance for the Kharaa River Basin, Mongolia. Water Science and Technology 62(2):353-363. Horlemann, L. & Dombrowsky, I. (2012): Institutionalising IWRM in developing and transition countries: the case of Mongolia. Environmental Earth Sciences 65(5):1547-1559. Karthe, D.; Borchardt, D. & Hufert, F. (2012a): Implementing IWRM: Experiences from a Central Asian Model Region. In: Pandya, A.B. (Ed.) (2012): India Water Week 2012. Water, Energy and Food Security: Call for Solutions, Part A3, pp. 1-15. Delhi: Ministry of Water Resources, Government of India. Karthe, D.; Sigel, K.; Scharaw, B. et al. (2012b): Towards an integrated concept for monitoring and improvements in water supply, sanitation and hygiene (WASH) in urban Mongolia. Water & Risk 20:1-5. Karthe, D.; Malsy, M.; Kopp, B. & Minderlein, S. (2013): Assessing Water Availibility and its Drivers in the Context of an Integrated Water Resources Management (IWRM): A Case Study from the Kharaa River Basin, Mongolia. GeoÖko (submitted). Livingstone, A.J.; Erdenechimeg, C. & Oyunsuvd, A. (2009): Needs assessment on institutional capacity for water governance in Mongolia. Ulaan Baatar: Government of Mongolia & UNDP Mongolia. Malsy, M.; aus der Beek, T.; Eisner, S. & Flörke, M. (2012): Climate Change impacts on Central Asian water resources. Advances in Geosciences 32:77-83. Menzel, L.; Hofmann, J. & Ibisch, R. (2011): Untersuchung von Wasser- und Stoffflüssen als Grundlage für ein Integriertes Wasserressourcen - Management im Kharaa-Einzugsgebiet (Mongolei). Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 55(2):88-103. MoMo Consortium (2009): Integrated Water Resources Management for Central Asia: Model Region Mongolia (MoMo). Case Study in the Kharaa River Basin. Final Project Report. Mun, Y.; Ko, I.H.; Janchivdorj, L. et al. (2008): Integrated Water Management Model on the Selenge River Basin: Status Survey and Investigation (Phase I). Seoul: KEI Publications. Scharaw, B. & T. Westerhoff (2011): A Leak Detection in Drinking Water Distribution Network of Darkhan in Framework of the Project Integrated Water Resources Management in Central Asia, Model Region Mongolia. Proceedings of the IWA 1st Central Asian Regional Young and Senior Water Professionals Conference, Almaty/Kazakhstan, pp. 275-282.

Link between Miocene compression of Lower Austroalpine Rust Range and subsidence of neighboring Eisenstadt Basin: Results from high-resolution geophysics at the Oslip section (Northern Burgenland, Austria)

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Häusler, Hermann; Scheibz, Jürgen; Chwatal, Werner; Kohlbeck, Franz

2014-05-01

The Eisenstadt Basin is the Austrian sub basin of the Neogene Eisenstadt-Sopron Basin, which is surrounded by mountain chains belonging to the Lower Austroalpine. The Rust Range is composed of crystalline overlain by Neogene formations, mainly fluvial Rust Formation of Karpatian age passing into marine Leitha Limestone of Middle Badenian age. Neogene of the Eisenstadt Basin comprises deposits of Karpatian to Pannonian age, which are characterized by deposits of fluvial, shallow marine, deeper marine and lacustrine environment with rapid facies changes at short distances complicating the interpretation of geophysical profiles. The geophysical profile measured east of Oslip (Scheibz, 2010) crosses the eastern margin of the Eisenstadt Basin, which is bordered by the north-south trending Rust Range. Application of complementary geophysical methods enables a profound interpretation of subsurface structures correlating different geophysical properties for the geologic interpretation. To obtain a full high-resolution image from a few meters down to a maximum of 350 m in depth electrical resistivity tomography (ERT), seismics and gravimetry were applied, and for topographical correction all data points were geodetically surveyed. The listric St. Margarethen Fault separates the Neogene of the Eisenstadt Basin from the crystalline basement of the Rust Range. West of this fault the seismic section clearly reveals reflectors, which we interpret as eastward dipping and eastward thickening beds of Miocene age. East of this fault a basal reflector above the crystalline basement images an open fold structure which domes up towards the crest of the Rust Range. Based on very detailed biostratigraphic investigations and our recent findings from geophysical campaigns we interpret the development of the Eisenstadt Basin in front of the Rust Range as follows (1-7): 1) In Karpatian times fluvial Rust Formation was deposited along the Lower Austroalpine of the Northern Burgenland. 2) During Middle Badenian times shallow-marine Leitha Limestone was deposited along islands and atolls of the crystalline basement, and clastic sedimentation of the Eisenstadt Basin comprised both fine clastic marine and coarse clastic fluvial deposits. 3) Since Leitha Formation on top of the Rust Range is of Middle Badenian age, the base of which is located at an altitude of 200 meter above sea level, and limestone beds equivalent in age crop out at the eastern and western side of the Range at an altitude of 130 meter, we conclude epirogenetic uplift of Rust Range, which took place after Middle Badenian times. 4) The uplifted Rust Range was sealed by deposits of Upper Sarmatian age at its western side near St. Margarethen and at its eastern side north of Oggau. 5) Updoming of the Rust Range of at least 70 meters caused open fold structures in the Lower Miocene succession as measured along the Oslip road-section, openly folded limestone beds of Middle Badenian age east of St. Margarethen (Fuchs, 1965; Sauer et al., 1992) as well as eastward tilted successions of Badenian age, the fault tectonics of which was interpreted as reverse drag associated with deformation bands in the footwall of a normal fault in the Oslip sandpit by Spahić et al. (2011). 6) The exploration well Zillingtal 1 in the western Eisenstadt Basin down to a depth of 1415 m proofed 1150 m thick deposits of Badenian age overlain by approximately 200 m thick deposits of Sarmatian age (Häusler, in press). Consequently subsidence of the Eisenstadt Basin coevalled the short period of updoming and openly folding of the Rust Range during Upper Badenian to Lower Sarmatian times. 7) Ongoing subsidence of the Eisenstadt Basin along the listric fault in front of the uplifted Rust Range until Middle Pannonian times resulted in growth strata dipping to the east and fault drags indicating a hanging-wall syncline. Fuchs, W. (1965): Geologie des Ruster Berglandes (Burgenland). - Jahrbuch der Geologischen Bundesanstalt, 108, 155-194, 3 Abb., 2 Taf., Wien. Häusler, H. (ed.): Geologische Karte der Republik Österreich 1:50.000, Erläuterungen zur Geologischen Karte 77 Eisenstadt, (Geologische Bundesanstalt), Wien (in press). Sauer, R., Seifert, P. and Wessely, G. (1992): Part II: Excursions. - Mitteilungen der Österreichischen Geologischen Gesellschaft, 85, 97-239, 154 Abb., Wien. Scheibz, J. (2010): Geologisch-geophysikalische Untersuchung postmiozäner Strukturen zwischen Leithagebirge und Ruster Höhenzug (Nördliches Burgenland). - Unveröffentlichte Dissertation, Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie der Universität Wien, 173 S., 94 Abb., 3 Tab., (Department für Umweltgeowissenschaften), Wien. Spahić, D., Exner, U., Behm, M., Grasemann, B., Haring, A. and Pretsch, H. (2011): Listric versus planar normal fault geometry: an example from the Eisenstadt-Sopron Basin (E Austria). - International Journal of Earth Sciences (Geologische Rundschau), 100, 1685-1695, 7 fig.

IMP3 can predict aggressive behaviour of lung adenocarcinoma

PubMed Central

2012-01-01

Background Lung cancer most often presents as an inoperable tumour and the diagnosis is usually performed on a small biopsy/cytology specimen. In the group of non small cell lung cancer - not otherwise specified, adenocarcinoma phenotype can be determined immunohistochemically using TTF-1 and Napsin A. Expression of oncofetal protein IMP3 in human cancer is associated with poor differentiation and aggressive behaviour. In the present study expression of IMP3 was correlated with expression of TTF-1 and Napsin A, histological subtype and clinical stage of lung adenocarcinoma. We were interested whether distant metastases are associated with IMP3 overexpression, regardless of the histologic subtype of adenocarcinoma. Methods In retrospective study, consecutive series of 105 patients with advanced lung adenocarcinoma diagnosed from 2006 to 2009 in Clinical Hospital Center Split, Croatia, were analysed. Clinical data were collected from the Pulmology Department and time of death from the Mortality Registry. Paraffin blocks of bronchoscopic biopsies were collected from the Institute of Pathology and 15 cases excluded from the analysis due to insufficient material. Expression of IMP3, Napsin A and TTF-1 were analysed by indirect enzyme immunohistochemistry. Statistical analysis was performed and P values less than 0.05 considered significant. Results Of 90 patients, 71 (78%) were males and 19 (22%) females. Median age for males was 61.5 years (min-max 43–83) and for females 61 years (min-max 44–86). Pleural effusion was found in 15 (16.6%) and distant metastases in 45 (50%) cases. According to histological subtypes, there were 34 acinar, 2 lepidic, 2 papillary and 52 solid subtypes. IMP3 overexpression was found in 63 cases (70%) and was correlated with solid subtype (P = 0.002) and negative/weak Napsin A expression (P = 0.004). Strong Napsin A expression correlated with TTF-1 expression (P = 0.003) and lower histological grades (P = 0.031). Patients with IMP3 overexpression more often had distant metastases than patients with negative IMP3, 55.5% versus 33.3% (P = 0.033). Non solid subtypes with IMP3 overexpression developed distant metastasis more common than non solid subtypes with negative IMP3, 72% versus 35% (P = 0.028). Conclusions Expression of IMP3 correlates with solid subtype and with distant metastases regardless of histological subtype of lung adenocarcinoma. Virtual slides http://www.diagnosticpathology.diagnomx.eu/vs/1966211581795258 Zusammenfassung Hintergrund Das Lungenkarzinom kommt meistens als nicht resektabler Tumor vor und die Diagnose kann nur in kleinen Biopsaten oder zytologisch gestellt werden. In der Gruppe der nicht kleinzelligen Lungenkarzinome kann der nicht anders spezifizierte Adenokarzinom Phänotyp mit Hilfe der Antikörper TTF-1 und Napsin A diagnostiziert werden. Die Expression des onkoföetalen Proteins IMP3 ist bei humanen Karzinomen mit agressivem Verhalten und metastatischem Potential verbunden. In dieser Studie korreliert die Expression von IMP3 mit TTF-1, Napsin A, histologischem Typ und klinischem Staging des Lungenkarzinoms. Wir waren daran interessiert, ob Fernmetastasen mit IMP3 Überexpression assoziiert sind, unabhängig von der histologischen Subtyp von Adenokarzinom. Methode In der retrospektiven Studie wurden die von 2006 bis 2009 im Klinischem Krankenhaus Split, Kroatien diagnostizerte Adenokarzinome der Lunge von 105 Patienten analysiert. Die klinischen Daten stammten aus der Abteilung für Pulmologie und im Falle des Todes vom Todesregister. Die Paraffinblöcke der primären Lungenbiopsate dieser Patienten wurden im Institut für Pathologie mit der indirekter Enzym - Immunohistochemie mittels Kombination der Antikörper gegen IMP3, Napsin A und TTF1 untersucht. 15 Fälle aus der Analyse aufgrund unzureichender Material ausgeschlossen. Es wurde eine statistische Untersuchung durchgeführt und Werte weniger als 0.05 P wurden als statistisch signifikant bezeichnet. Ergebnisse Von 90 Patienten mit Lungencarcinom waren 71 (78%) mänlich, durchschnittliches Alter war für Männer 61.5 Jahre (min-max 43–83) und 61 Jahre für Frauen (min-max 44–86). Pleurale Effusionen fand man in 15 Fällen (16.6%) und Fernmetastasen in 45 (50%) Fällen. Histologische Sybtypen waren: 2 lepidic Karzinome, 34 azinäre Karzinome, 2 papilläre und 52 solide Karzinome. IMP3 war exprimiert in 63 Fälle (70%). Positive IMP3 Expression war mit solidem Typ (P = 0.002) und negativer Napsin A Expression (P = 0.004) assoziert. Napsin A Expression war mit niedrigem Gradus (P = 0.031) und positiver TTF-1 Expression (P = 0.003) assoziert. Patienten mit IMP3 Überexpression öfter hatten Fernmetastasen als Patienten mit negativen IMP3, 55.5% versus 33.3% (P = 0.033). Non solide Subtyp mit IMP3 Überexpression entwickelten Fernmetastasen Meer häufiger als nicht festem Subtyp mit negativen IMP3, 72% versus 35% (P = 0.028). Schlussworte Die Expression von IMP3 ist mit negaativer Expression von Napsin A, solidem Subtyp und Metastasen verbunden und hat praktische predictive Werte in der pathologischen Diagnose des Adenokarzinoms der Lunge. Die Expression von IMP3 korreliert mit soliden Subtyp und mit Fernmetastasen unabhängig von histologische Subtyp Lungenadenokarzinom. PMID:23190601

Fi Investigations On Hp-Rocks From The Lower Engadine Window New Insights On Its Late Tectono-Metamorphic Evolution

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Bertle, R. J.; Götzinger, M. A.; Koller, F.

2003-04-01

Fluid inclusions studies in metamorphic rocks allow to reconstruct not only the chemistry of the fluids enabling and/or supporting metamorphic reactions but also the late metamorphic evolution of orogenesis. Therefore late, discordant quarz-calcite veins were investigated using FI-techniques. The Engadine Window which is exposed at the Swiss-Austrian-border exposes the penninic units of the Western Alps as a tectonic window within the Austroalpine nappes of the Eastern Alps. The nappes of the Engadine window underwent metamorphism and deformation during Tertiary times (THÖNI 1981, BERTLE 2000). The highest unit (Fimber unit) and the core of the window (= Zone of Pfunds) suffered HP-LT-metamorphism. P-T-conditions for parts of the Zone of Pfunds at the region of Piz Mundin are at 13-15 kbar at 380^oC (BOUSQUET et al. 2002) indicated by the occurrence of carpholite and glaucophane. The late metamorphic history is not very well constrained. There exist only a few FI-data published in an abstract by STÖCKHERT et al. 1990 and some unpublished data in RING 1989. During the ongoing mapping campaign of the first author samples from the Fimber unit and the Zone of Pfunds were collected and investigated using a LINKHAM freezing-cooling-stage. The investigated veins are discordant in respect to the main-foliation of the rocks and show nice cristalls of quarz, calcite and sometimes feldspar (adularia). Structural data implie that the investigated veins correspond to a set of ac-joints that correlate to the late updoming of the large "Engadiner Gewölbe" (Engadin anticlinal structure, MATTMÜLLER 1996). All investigated veins (from all tectonic units) show the same relationship to the anticlinal structure. FI-investigations show, that a large amount of the primary FI are decrepitated, however it was possible to find enough to provide a serious statistical data set. FI from Piz Mundin in the core of the Engadine window exhibit at the base of the vein quarz at the contact to the host rock (blueschist) epidote-clinozoisite cristalls. Futheron amphibole is visible. It is common at the base of the vein quarz and decreases towards the middle of the vein. FI are H2O-rich and indicate high pressure of trapping. Quarzes from the upper most part of the Zone of Pfunds from S of Zeblasjoch (W of Samnaun Dorf) show two main groups of primary FI which could be differentiated at room temperature: homogenous FI and such with a bubble. All FI were frozen at max. temperatures of ca. -56 ^oC. Bigger FI show cracking due to cristallisation pressure (build up of "wings"), the cracks however closed again during heating, so that the FI remained closed. Initial melting started between -20 ^oC (first recristallisation signs) and -9 ^oC, final melting was observable at -1 ^oC to 0 ^oC. Then the FI was a.) homogenous or b.) showed a bubble. Homogenisation Temp. of the inclusions with bubble were in the range of 70 to 150 ^oC , most of them between 70 and 80 ^oC and 110 - 125 ^oC. The data indicate a more or less pure H_2O-system for the FI under high pressure. Assuming a cristallisation temperature of the cristalls of about 200 to 250 ^oC and a density of the FI between 0,97 and 1,0 g/cm^3 pressures of 2,5 to 4,5 Kbar are indicated. The same P-T-conditions (same chemistry and melting & homog. Temp.) could be derived from FI in quarz from the Salaaser Kopf (Idalpe) for the late metamorphic evolution of the Fimber unit, indicating that the late metamorphic history of both units is the same. It is concluded that opening of the veins and first cristallisation of vein quarz corresponds to the first signs of updoming of the Engadine anticlinal structure. Updoming of the anticline started when the whole nappe stack was covered by the Austroalpine nappes. Therefore FI show such high pressures for trapping of the fluid. Acknowledgements: Data partly result from FWF-project P. 15278 "Bündnerschieferakkretion in the westlichen Ostalpen". Financal support is greatly acknowledged. References: BERTLE, R. J. 2000: Zur Geologie und Geochronologie um Alp Trida (Samnaun/Schweiz) einschließlich ingenieurgeologischer Fragen der Gebirgsauflösung und des Permafrosts. - Unpubl. Msc-Thesis. Univ. Wien, 395 S. BOUSQUET, R., GOFFÉ, B., VIDAL, O., OBERHÄNSLI, R. & PATRIAT, M. 2002: The tectono-metamorphic history of the Valaisan domain from the Western to the Central Alps: new constraints on the evolution of the Alps. - Geol. Soc. America Bull., 114/2, S. 207-225. KÜSTER, M. &STÖCKHERT, B. 1997: Density changes of fluid inclusions in high-pressure low-temperature metamorphic rocks from Crete: A thermobarometric approach based on the creep strength of the host minerals. Lithos, 41, S. 151-167. MATTMÜLLER, C. R. 1996: Geometrische Untersuchung des Inntalgewölbes. - Jahrb. Geol. B.-A., 139/1, S. 45-69, Wien 1996. RING, U. 1989: Tectonogenesis of the Penninic/Austroalpine Boundary Zone: The Arosa Zone (Grisons Rätikon area, Swiss-Austrian Alps). - Unpubl. Phd.-Thesis., 177 p., Tübingen. STOECKHERT, B., RÖSSNER, G., KÜSTER, M., HEIDER, M., GUNDLACH, K. &RICHTER, D.K. 1990: High-Pressure Metamorphism of the Mesozoic Sediments in the Lower Engadine Window, Eastern Alps. - Terra Abstracts, 2, S. 34, 1990. THÖNI, M. 1981: Degree and Evolution of the Alpine Metamorphism in the Austroalpine Unit W of the Hohe Tauern in the light of K/Ar and Rb/Sr Age Determinations on Micas. - Jahrb. Geol. B.-A., 124/1, S. 111-174, Wien 1981.

Localised states in organic semiconductors and their detection

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Imperia, Paolo

2002-06-01

New polymers and low molecular compounds, suitable for organic light emitting devices and organic electronic applications, have been synthesised in this years in order to obtain electron transport characteristics compatible with requirements for applications in real plastic devices. However, despite of the technological importance and of the relevant progress in devices manufacture, fundamental physical properties of such class of materials are still not enough studied. In particular extensive presence of distributions of localised states inside the band gap has a deep impact on their electronic properties. Such presence of shallow traps as well as the influence of the sample preparation conditions on deep and shallow localised states have not been, until now, systematically explored. The thermal techniques are powerful tools in order to study localised levels in inorganic and organic materials. Thermally stimulated luminescence (TSL), thermally stimulated currents (TSC) and thermally stimulated depolarisation currents (TSDC) allow to deeply look to shallow and deep trap levels as well as they permit to study, in synergy with dielectric spectroscopy (DES), polarisation and depolarisation effects. We studied, by means of numerical simulations, the first and the second order kinetic equations characterised by negligible and strong re-trapping respectively. We included in the equations Gaussian, exponential and quasi-continuous distributions of localised states. The shapes of the theoretical peaks have been investigated by means of systematic variation of the two main parameters of the equations, i. e. the energy trap depth E and the frequency factor a and of the parameters regulating the distributions, in particular for a Gaussian distribution the distribution width s and the integration limits. The theoretical findings have been applied to experimental glow curves. Thin films of polymers and low molecular compounds. Polyphenylquinoxalines, trisphenylquinoxalines and oxadiazoles, studied because of their technological relevance, show complex thermograms, having several levels of localised states and depolarisation peaks. In particular well ordered films of an amphiphilic substituted 2-(p-nitrophenyl)-5-(p-undecylamidophenyl)-1,3,4-oxadiazole (NADPO) are characterised by rich TSL thermograms. A wide region of shallow traps, localised at Em = 4 meV, has been successfully fit by means of a first order kinetic equation having a Gaussian distribution of localised states. Two further peaks, having a different origin, have been characterised. The peaks at Tm = 221.5 K and Tm = 254.2 have activation energy of Em= 0.63 eV and Em = 0.66 eV, frequency factor s = 2.4x1012 s-1 and s = 1.85x1011 s-1, distribution width s = 0.045 eV and s = 0.088 eV respectively. Increasing the number of thermal cycle, a peak, probably connected with structural defects, appears at Tm = 197.7 K. The numerical analysis of this peak was performed by means of a first order equation containing a Gaussian distribution of traps. The activation energy of the trap level is centred at Em = 0.55 eV. The distribution is perfectly symmetric with a quite small width s = 0.028 eV. The frequency factor is s = 1.15 x 1012 s-1, resulting of the same order of magnitude of its neighbour peak at Tm = 221.5 K, having both, probably, the same origin. Furthermore the work demonstrates that the shape of the glow curves is strongly influenced by the excitation temperature and by the thermal cycles. For that reason Gaussian distributions of localised states can be confused with exponential distributions if the previous thermal history of the samples is not adequately considered. In den letzten Jahren ist eine Vielzahl neuer organischer Polymere und niedermolekularer Verbindungen synthetisiert worden, die sich als aktive Komponente für Elektrolumineszenz-Bauelemente und andere elektronische Anwendungen eignen. Trotz der großen technologischen Bedeutung und des erheblichen Fortschrittes, der bei der Herstellung solcher Materialien erzielt worden ist, sind grundlegende physikalische Eigenschaften dieser Materialklassen noch nicht ausreichend erforscht. Insbesondere das Auftreten lokalisierter Zustände innerhalb der Bandlücke hat besondere Bedeutung für ihre elektronischen Eigenschaften. Sowohl die Präsenz dieser flachen traps (Fallen, Löcher) als auch der Einfluß der Herstellungsbedingungen auf die tiefen und flachen lokalisierten Zustände wurden bisher nicht systematisch untersucht. Thermische Techniken sind wichtige Methoden, um lokalisierte Niveaus in organischen und anorganischen Materialien zu erforschen. Themisch-Stimulierte Lumineszenz (TSL), Thermisch-Stimulierte Ströme (TSC) und Thermisch-Stimulierte Depolarisierte Ströme (TSDC) ermöglichen die Untersuchung flacher und tiefer traps; in Verbindung mit DiElektrischer Spektroskopie (DES) können außerdem Polarisations- und Depolarisationseffekte studiert werden. Mit Hilfe numerischer Simulationen haben wir die kinetischen Gleichungen erster und zweiter Ordnung untersucht, die sich durch schwaches bzw. starkes Wieder-Fangen beschreiben lassen. In diesen Gleichungen haben wir Gaussian-, exponentielle und quasi-kontinuierliche Verteilungen von lokalisierten Zustände berücksichtigt. Durch Veränderung der beiden wichtigsten Parameter (Tiefe der traps E und Häufigkeit) konnte die Form der thermischen Maxima untersucht werden. Auch die die Gaussian-Verteilung bestimmenden Faktoren wurden verändert. Diese theoretischen Ergebnisse wurden auf die experimentellen Glow-Kurven angewandt. Dünne Filme aus polymeren und niedermolekularen Verbindungen (Polyphenylquinoxaline, Trisphenylquinoxaline und Oxadiazole), die wegen ihrer technologischen Bedeutung ausgewählt wurden, zeigen komplexes thermisches Verhalten. Insbesondere hoch geordnete Filme eines amphiphil substituierten 2-(p-nitrophenyl)-5-(p-undecylamidophenyl)-1,3,4-oxadiazols (NADPO) zeichnen sich durch komplexe TSL-Diagramme aus. Im Bereich von Em = 4 meV wurde eine Region flacher traps gefunden. Zwei weitere TSL-Maxima treten bei Tm = 221.5 K bzw. Tm = 254.2 K auf. Sie besitzen Aktivierungsenergien von Em= 0.63 eV bzw. Em = 0.66 eV, ihre Frequenzfaktoren betragen s = 2.4x1012 s-1 bzw. s = 1.85x1011 s-1, sie zeigen Breiten der Verteilung von s = 0.045 eV bzw. s = 0.088 eV. Des weiteren zeigt diese Arbeit, daß die Form der Glow-Kurven stark von der Anregungstemperatur und vom thermischen Kreislauf beeinflußt wird.

Entwicklung von Landnutzungsszenarien für landschaftsökologische Fragestellungen

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Fritsch, Uta

2002-04-01

Die Landschaften Mitteleuropas sind das Resultat einer langwierigen Geschichte menschlicher Landnutzung mit ihren unterschiedlichen, z.T. konkurrierenden Nutzungsansprüchen. Durch eine überwiegend intensive Beanspruchung haben die direkten und indirekten Auswirkungen der Landnutzung in vielen Fällen zu Umweltproblemen geführt. Die Disziplin der Landschaftsökologie hat es sich zur Aufgabe gemacht, Konzepte für eine nachhaltige Nutzung der Landschaft zu entwickeln. Eine wichtige Fragestellung stellt dabei die Abschätzung der möglichen Folgen von Landnutzungsänderungen dar. Für die Analyse der relevanten Prozesse in der Landschaft werden häufig mathematische Modelle eingesetzt, welche es erlauben die Landschaft unter aktuellen Verhältnissen oder hinsichtlich veränderter Rahmenbedingungen zu untersuchen. Die hypothetische Änderung der Landnutzung, die als Landnutzungsszenario bezeichnet wird, verkörpert eine wesentliche Modifikation der Rahmenbedingungen, weil Landnutzung mageblich Einfluss auf die natürlichen Prozesse der Landschaft nimmt. Während die Antriebskräfte einer solchen Änderung überwiegend von sozio-ökonomischen und politischen Entscheidungen gesteuert werden, orientiert sich die exakte Verortung der Landnutzungsänderungen an den naturräumlichen Bedingungen und folgt z.T. erkennbaren Regeln. Anhand dieser Vorgaben ist es möglich, räumlich explizite Landnutzungsszenarien zu entwickeln, die als Eingangsdaten für die Modellierung verschiedener landschaftsökologischer Fragestellungen wie z.B. für die Untersuchung des Einflusses der Landnutzung auf den Wasserhaushalt, die Erosionsgefahr oder die Habitatqualität dienen können. Im Rahmen dieser Dissertation wurde das rasterbasierte deterministische Allokationsmodell luck (Land Use Change Scenario Kit) für die explizite Verortung der Landnutzungsänderungen entwickelt. Es basiert auf den in der Landschaftsökologie üblichen räumlichen Daten wie Landnutzung, Boden sowie Topographie und richtet sich bei der Szenarienableitung nach den Leitbildern der Landschaftsplanung. Das Modell fut auf der Hypothese, dass das Landnutzungsmuster als Funktion seiner landschaftsökologischen Faktoren beschrieben werden kann. Das Veränderungspotenzial einer Landnutzungseinheit resultiert im Modell aus einer Kombination der Bewertung der relativen Eignung des Standortes für die jeweilige Landnutzung und der Berücksichtigung von Standorteigenschaften der umliegenden Nachbarn. Die Durchführung der Landnutzungsänderung im Modell ist iterativ angelegt, um den graduellen Prozess des Landschaftswandels nachvollziehen zu können. Als Fallbeispiel für die Anwendung solcher räumlich expliziten Landnutzungsszenarien dient die Fragestellung, inwieweit Landnutzungsänderungen die Hochwasserentstehung beeinflussen. Um den Einfluss auf die Hochwasserentstehung für jede der Landnutzungskategorien – bebaute, landwirtschaftlich genutzte und naturnahe Flächen – abschätzen zu können, wird im Landnutzungsmodell luck exemplarisch für jede Kategorie ein Teilmodell für die Veränderung von Landnutzung angeboten: 1) Ausdehnung der Siedlungsfläche: Dieses Teilmodell fut auf der Annahme, dass sich Siedlungen nur in direkter Nachbarschaft bereits bestehender Bebauung und bevorzugt entlang von Entwicklungsachsen ausbreiten. Steile Hangneigungen stellen für potenzielle Standorte ein Hemmnis bei der Ausbreitung dar. 2) Stilllegung von Grenzertragsackerflächen: Gemä der Hypothese, dass sich die Stilllegung von Ackerflächen an der potenziellen Ertragsleistung der Standorte orientiert, werden in diesem Teilmodell alle Ackerstandorte dahingehend bewertet und die Flächen mit der geringsten Leistungsfähigkeit stillgelegt. Bei homogenen Gebietseigenschaften werden die Stilllegungsflächen zufällig auf die Ackerfläche verteilt. 3) Etablierung von Schutzgebieten in Ufer- und Auenbereichen: Ausgehend von der These, dass sich entlang von Flüssen sensible Flächen befinden, deren Schutz positive Folgen für das Leistungsvermögen der Landschaft haben kann, werden in diesem Teilmodell schützenswerte Ufer- und Auenbereiche auf derzeit landwirtschaftlich genutzten Flächen ausgewiesen. Die Gröe der Schutzgebietsfläche orientiert sich an der Morphologie der umgebenden Landschaft. Die drei Teilmodelle wurden hinsichtlich der implizierten Hypothesen mit vielen unterschiedlichen Ansätzen validiert. Das Resultat dieser intensiven Analyse zeigt für jedes Teilmodell eine zufriedenstellende Tauglichkeit. Die Modellierung der Landnutzungsänderungen wurden in drei mesoskaligen Flusseinzugsgebieten mit einer Fläche zwischen 100 und 500 km² durchgeführt, die sich markant in ihrer Landnutzung unterscheiden. Besonderer Wert wurde bei der Gebietsauswahl darauf gelegt, dass eines der Gebiete intensiv landwirtschaftlich genutzt wird, eines dicht besiedelt und eines vorwiegend bewaldet ist. Im Hinblick auf ihre Relevanz für die vorliegende Fragestellung wurden aus bestehenden Landnutzungstrends die Szenarien für (1) die prognostizierte Siedlungsfläche für das Jahr 2010, (2) die möglichen Konsequenzen des EU-weiten Beschlusses der Agenda 2000 und (3) die Novelle des Bundesnaturschutzgesetzes aus dem Jahr 2001 abgeleitet. Jedes Szenario wurde mit Hilfe des Modells auf die drei Untersuchungsgebiete angewendet. Dabei wurden für die Siedlungsausdehnung in allen drei Gebieten realistische Landnutzungsmuster generiert. Einschränkungen ergeben sich bei der Suche nach Grenzertragsstilllegungsflächen. Hier hat unter homogenen Gebietseigenschaften die zufällige Verteilung von Flächen für die Stilllegung zu einem unrealistischen Ergebnis geführt. Die Güte der Schutzgebietsausweisung ist mageblich an die aktuelle Landnutzung der Aue und die Morphologie des Geländes gebunden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Flächen in den Ufer- und Auenbereichen mehrheitlich unter derzeitiger Ackernutzung stehen und der Flusslauf sich in das Relief eingetieft hat. Exemplarisch werden für jeden Landnutzungstrend die hydrologischen Auswirkungen anhand eines historischen Hochwassers beschrieben, aus denen jedoch keine pauschale Aussage zum Einfluss der Landnutzung abgeleitet werden kann. Die Studie demonstriert die Bedeutung des Landnutzungsmusters für die natürlichen Prozesse in der Landschaft und unterstreicht die Notwendigkeit einer räumlich expliziten Modellierung für landschaftsökologische Fragestellungen in der Mesoskala. Today′s landscapes in Central Europe are the result of a long history of land-use, which is characterised by many different demands. The immediate and long-term consequences of predominantly intensive land-use have led to environmental problems in many cases. Therefore it is necessary to develop strategies for the maintenance of landscape efficiency which take into account the different claims of utilisation. In this context the estimation of possible impacts of land-use changes represents an important statement of problem. For the analysis of the relevant processes within the landscape, it is common to apply mathematical models. Such models enable the investigation of the landscape under current conditions or with regard to modified boundary conditions. A hypothetic alteration of land-use, which is termed as land-use scenario, represents a substantial modification of the boundary conditions, because land-use exerts a strong influence on the natural processes of the landscape. While the driving forces are predominantly governed by socio-economical and political decisions, the exact location of land-use changes within the landscape mainly depends on the natural conditions and follows partly transparent rules. With these presumptions it is possible to develop land-use scenarios, which can serve as input data for the modelling of different questions of landscape ecology such as the influence of land-use on the water balance, the danger of erosion or the quality of habitat characteristics. In the context of this thesis the grid-based deterministic allocation model luck (Land Use Change Scenario Kit) for the allocation of land-use changes was developed. It is based upon the types of spatial data, which are commonly used in landscape ecology, such as information on land-use, soils as well as topography. The derivation of scenarios follows the approaches of landscape planning. The model is based upon the hypothesis, that land-use structure can be described as a function of its landscape ecological factors. The potential of a site to become subject to land-use changes, results from a combination of its local qualities and the site characteristics of its neighbourhood. Land-use change is realised iteratively in order to simulate the gradual process of changes in the landscape. The influence of land-use changes on flood generation serves as a case study to demonstrate the need for spatial explicit land-use scenarios. For each land-use category – built up areas, agriculturally used areas and natural/semi-natural land – the model luck offers a submodel for investigating the effect of land-use changes on flood generation: 1) Expansion of settlement area: This submodel is based upon the assumption that settlements spread only in the neighbourhood of already existing built-up areas and preferentially along infrastructural axes of development. Steep slopes inhibit the spreading on potential locations. 2) Set-aside of marginal yield sites under agricultural use: Setting-aside of arable land is based on the hypothesis that the selection of arable land to be set-aside depends on the potential yield efficiency of the locations. Within this submodel all fields under agricultural use are valued to that effect and the ones with the least productive efficiency are selected as set-aside locations. In case of homogeneous area qualities the set-aside locations are selected randomly. 3) Establishment of protected areas in waterside and ripearian areas: This submodel takes into consideration that the protection of sensitive areas along the river courses may have positive consequences for the efficiency of the landscape. Therefore this submodel establishes protection zones on waterside and ripearian sites under currently agricultural use, that might be of value for nature conservation. The size of the protection area depends on the morphology of the surrounding landscape. The three submodels were validated with respect to the implied hypotheses by the help of many different approaches. The result of this intensive analysis shows a satisfying suitability for each of the submodels. The simulation of land-use changes was carried out for three mesoscale river catchments with an area between 100 and 500 km². Special attention was paid to the fact that these areas should be markingly different in their land-use: One study area is predominantly under intensive agricultural use, one is densely populated and the third one is covered by forest in large parts of the area. With regard to their relevance to the onhand question from existing land-use trends scenarios were derived for the prognosed settlement area for the year 2010, for the possible consequences of the EU-wide agreement of Agenda 2000 and for the amending federal conservation law dating to the year 2001, which enhances the enlargement of protected areas. Each scenario was applied to the three study areas utilizing the model luck. For the expansion of the settlement areas in all three study areas realistic land-use patterns were generated. Limitations arose only in the context of the search for marginal yield fields. Here, the random distribution of areas to be set-aside under homogeneous conditions led to unrealistic results. The quality of the establishment of protected areas in waterside and ripearian areas is substantially bound to current land-use and the morphology of the area. The best results for this submodel are achieved if waterside and ripearian areas are mainly arable land and if the river has lowered its course into the morphology. The hydrological consequences are described exemplarily for each land-use trend with a historical flood event. The interpretation of the hydrographs does not allow global statements about the influence of land-use. The study demonstrates the significance of land-use pattern for the natural processes in the landscape and underlines the necessity of spatially explicit modelling for landscape ecological questions at the mesoscale.

FORS am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte

NASA Astrophysics Data System (ADS)

1998-09-01

Erstes wissenschaftliches Beobachtungsinstrument liefert eindrucksvolle Bilder Entsprechend dem straffen Zeitplan wird das ESO Very Large Teleskop Projekt (VLT-Projekt) auf dem Cerro Paranal in Nord-Chile verwirklicht: die volle Betriebsbereitschaft des ersten der vier 8,2m-Einzelteleskope wird Anfang des nächsten Jahres erreicht sein. Am 15. September 1998 wurde ein weiterer wichtiger Meilenstein erfolgreich, rechtzeitig und innerhalb des Kostenplans erreicht. Nur wenige Tage nach seiner Montage am ersten 8,2m-Einzelteleskop des VLT (UT1) konnte FORS1 ( FO cal R educer and S pectrograph) als erstes einer Gruppe leistungsfähiger und komplexer wissenschaftlicher Instrumente seine Beobachtungstätigkeit beginnen. Von Anfang an konnte es eine Reihe exzellenter astronomischer Bilder aufnehmen. Dieses bedeutende Ereignis eröffnet eine Fülle neuer Möglichkeiten für die europäische Astronomie. FORS - ein Höhepunkt an Komplexität FORS1 und das zukünftige Zwillingsinstrument (FORS2) sind das Ergebnis einer der eingehendsten und fortschrittlichsten technologischen Studien, die je für ein Instrument der bodengebundenen Astronomie durchgeführt wurden. Dieses einzigartige Instrument ist nun im Cassegrain-Fokus installiert und verschwindet beinahe, trotz seiner Dimensionen von 3 x 1.5m (Gewicht 2.3t), unterhalb des riesigen 53 m 2 großen Zerodurspiegels. Um die große Spiegelfläche und die hervorragende Bildqualität von UT1 optimal auszunützen, wurde FORS speziell so konstruiert, daß es die lichtschwächsten und entferntesten Objekte im Weltall untersuchen kann. Bald wird dieses komplexe VLT-Instrument den europäischen Astronomen erlauben, die derzeitigen Beobachtungshorizonte entscheidend zu erweitern. Die beiden FORS-Instrumente sind Vielzweck-Beobachtungsinstrumente, die in mehreren unterschiedlichen Beobachtungsarten eingesetzt werden können. Beispielsweise können Bilder mit zwei verschiedenen Abbildungsmaßstäben (Vergrößerungen) sowie Spektren mit unterschiedlicher spektraler Auflösung von einzelnen oder mehreren Objekten aufgenommen werden. Dabei erlaubt der schnelle Wechsel zwischen den unterschiedlichen Beobachtungsarten z.B. zunächst die Aufnahme und direkt anschließend die Spektroskopie weit entfernter Galaxien. Damit kann dann u.a. die stellare Zusammensetzung und die Entfernung bestimmt werden. Als eines der leistungsfähigsten astronomischen Instrumente seiner Art wird FORS1 ein wahres Arbeitspferd für die Untersuchung des fernen Universums darstellen. Der Bau von FORS Das FORS-Projekt wird unter ESO-Kontrakt von einem Konsortium dreier deutscher astronomischer Institute durchgeführt, der Landessternwarte Heidelberg und den Universitäts-Sternwarten von Göttingen and München. Bis zur Beendigung des Projekts werden die beteiligten Institute Arbeit im Umfang von ca. 180 Mann-Jahren eingebracht haben. Bei der Landessternwarte Heidelberg lag die Leitung des Projekts. Hier wurde außerdem das gesamte optische System konstruiert, die Beschaffung der Komponenten der abbildenden Optik und der Zusatzoptiken für Spektroskopie und Polarimetrie durchgeführt und die spezielle Computersoftware geschrieben, mit der die von FORS gelieferten Daten verarbeitet und ausgewertet werden. Darüber hinaus wurde in der Werkstatt der Sternwarte ein Teleskopsimulator gebaut, mit dem alle wesentlichen Funktionen von FORS in Europa getestet werden konnten, bevor das Instrument zum Paranal (Chile) transportiert wurde. An der Universitäts-Sternwarte Göttingen wurden Konstruktion, Herstellung und Zusammenbau der gesamten Mechanik von FORS durchgeführt. Der größte Teil der Präzisionsteile, insbesondere der Multispalteinheit, wurde in der feinmechanischen Werkstatt der Sternwarte hergestellt. Die Beschaffung der großen Instrumentengehäuse und Flansche, die Computeranalysen für mechanische und thermische Stabilität des empfindlichen Spektrographen und die Herstellung der speziellen Werkzeuge für Handhabung, Wartung und Justierung lag ebenso in der Verantwortung dieser Sternwarte wie die Tests der zahlreichen opto- und elektromechanischen Funktionen. Die Universitäts-Sternwarte München war verantwortlich für das Projektmanagement, Integration und Test des gesamten Instruments im Labor, für Planung und Einbau aller Elektronik und Elektromechanik, sowie für Entwicklung und Test der gesamten Software, die FORS in allen Teilen vollständig per Computer steuert (z.B. Filter- und Grismräder, Verschlüsse, Spalteinheit für die Vielspaltspektroskopie, Masken, alle optischen Komponenten, Elektromotoren, Encoder usw.). Zusätzlich wurde Computersoftware geschrieben, mit der die komplexen astronomischen Beobachtungen mit FORS vorbereitet werden und das Verhalten des Instruments durch eine ständige Kontrolle der gesammelten wissenschaftlichen Daten überwacht wird. Als Gegenleistung für den Bau von FORS erhalten die Astronomen der drei beteiligten Institute des FORS-Konsortiums eine gewisse Anzahl von Nächten an "garantierter Beobachtungszeit" am VLT. In dieser Beobachtungszeit werden verschiedene Forschungsprojekte durchgeführt, deren Themen unter anderem von kleinen Körpern im äußeren Sonnensystem über Untersuchungen von Sternen im Endstadium und den von ihnen abgestoßenen Gaswolken bis zur Erforschung ferner Galaxien und Quasare reichen, die Aufschluß über die frühen Zeiten unseres Universums geben. Erste Tests von FORS1 am VLT-UT1: ein großartiger Erfolg Nach sorgfältiger Vorbereitung hat das FORS-Konsortium nun mit der Inbetriebnahme ("Commissioning") des Instruments begonnen. Dazu gehören ein eingehender Nachweis der spezifizierten Leistungsfähigkeit am Teleskop, die Überprüfung der korrekten Funktionsweise unter Softwaresteuerung vom Kontrollraum auf Paranal, und am Ende dieses Prozesses eine Demonstration, daß das Instrument seinen angestrebten wissenschaftlichen Zweck erfüllt. Während der Durchführung dieser Tests gelangen dem Commissioning-Team auf Paranal eine Reihe von Aufnahmen verschiedener astronomischer Objekte, von denen einige hier wiedergegeben sind. Sie wurden alle mit FORS in der Standardauflösung gewonnen (Bildfeldgröße 6.8 x 6.8 Bogenminuten, Pixelgröße 0.20 Bogensekunden) und zeigen einige der eindrucksvollen Möglichkeiten, die das neue Instrument bietet. Spiralgalaxie NGC 1288 ESO PR Photo 37a/98 ESO PR Photo 37a/98 [Preview - JPEG: 800 x 908 pix - 224k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3406 pix - 1.5Mb] Farbaufnahme der Spiralgalaxie NGC 1288, aufgenommen in der ersten Beobachtungsnacht von FORS ("Nacht des ersten Lichts"). Das erste Photo zeigt eine Dreifarbenaufnahme der schönen Spiralgalaxie NGC 1288 im südlichen Sternbild Fornax. PR Photo 37a/98 umfaßt das gesamte Feld, das mit der 2048 x 2048 Pixel großen CCD-Kamera abgebildet wurde. Es wurde aus drei CCD-Aufnahmen zusammengesetzt, die bei gutem Seeing in verschiedenen Farben in der "Nacht des ersten Lichts" (15. September 1998) aufgenommen wurden. Diese Galaxie mit einem Durchmesser von rund 200000 Lichtjahren ist etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt, ihre Fluchtgeschwindigkeit beträgt 4500 km/sec. Technische Informationen : Photo 37a/98 ist ein Komposit von drei Aufnahmen in den drei Filtern B (420nm, 6 Minuten belichtet), V (530nm, 3 Minuten) und I (800nm, 3 Minuten) während einer Periode mit 0.7 Bogensekunden Seeing. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten groß. Norden ist links, Osten unten. Entfernter Galaxienhaufen ESO PR Photo 37b/98 ESO PR Photo 37b/98 [Preview - JPEG: 657 x 800 pix - 248k] [High-Res - JPEG: 2465 x 3000 pix - 1.9Mb] Ein ungewöhnlicher Galaxienhaufen in der Umgebung des Quasars PB5763 . ESO PR Photo 37c/98 ESO PR Photo 37c/98 [Preview - JPEG: 670 x 800 pix - 272k] [High-Res - JPEG: 2512 x 3000 pix - 1.9Mb] Vergrößerung von PR Photo 37b/98; sie zeigt mehr Einzelheiten des ungewöhnlichen Galaxienhaufens. Die nächsten Photos wurden von einer 5-minütigen Aufnahme im Nahen Infrarot reproduziert, die ebenfalls in der "Nacht des ersten Lichts" von FORS1 (15. September 1998) gewonnen wurde. PR Photo 37b/98 zeigt einen Himmelsausschnitt in der Nähe des Quasars PB5763, in dem auch ein ungewöhnlicher, sehr weit entfernter Haufen von Galaxien zu sehen ist. Er besteht aus einer großen Zahl lichtschwacher Galaxien, die bisher noch nicht eingehend untersucht wurden. Dieser Haufen ist ein gutes Beispiel für die Art von Objekten, auf die viel Beobachtungszeit mit FORS verwendet werden wird, sobald der reguläre Beobachtungsbetrieb begonnen hat. Eine Vergrößerung des gleichen Feldes ist in PR Photo 37c/98 wiedergegeben. Sie zeigt die einzelnen Mitglieder dieses Galaxienhaufens im Detail. Man beachte besonders die interessante spindelförmige Galaxie, die anscheinend einen äquatorialen Ring aufweist. Neben einer schönen Spiralgalaxie sind auch noch viele weitere lichtschwache Galaxien zu erkennen. Sie sind entweder Zwerggalaxien und Mitglieder des Haufens oder befinden sich sehr viel weiter entfernt im Hintergrund des Haufens. Technische Informationen : PR Photos 37b/98 (als Negativ reproduziert) und 37c/98 (Positiv) stammen von einer Aufnahme, die bei 0.8 Bogensekunden Seeing durch ein I-Filter (nahes Infrarot, 800nm) gewonnen wurde. Die Belichtungszeit betrug 5 Minuten, und es wurde eine Flatfield-Korrektur durchgeführt. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten bzw. 2.5 x 2.3 Bogenminuten groß. Norden ist links oben, Osten links unten. Spiralgalaxie NGC 1232 ESO PR Photo 37d/98 ESO PR Photo 37d/98 [Preview - JPEG: 800 x 912 pix - 760k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3420 pix - 5.7Mb] Ein Farbbild der Spiralgalaxie NGC 1232, aufgenommen am 21. September 1998. ESO PR Photo 37e/98 ESO PR Photo 37e/98 [Preview - JPEG: 800 x 961 pix - 480k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3602 pix - 3.5Mb] Vergrößerung des Zentrums von PR Photo 37d/98. Dieses spektakuläre Bild der großen Spiralgalaxie NGC 1232 (Photo 37d/98) wurde am 21. September 1998 unter guten Beobachtungsbedingungen erhalten. Es wurde aus drei Einzelaufnahmen im ultravioletten, blauen und roten Licht zusammengesetzt. Die Farben der verschiedenen Regionen sind deutlich sichtbar: Das Zentralgebiet enthält ältere, rötlich leuchtende Sterne (Photo 37e/98), während die Spiralarme von jungen, bläulichen Sternen und roten Sternentstehungsgebieten bevölkert sind. Man beachte die gestörte Begleitgalaxie am linken Rand (Photo 37d/98), die wie der griechische Buchstabe "Theta" aussieht. NGC 1232 liegt 20 Grad südlich des Himmelsäquators im Sternbild Eridanus. Obwohl die Entfernung dieser Galaxie ungefähr 100 Millionen Lichtjahre beträgt, kann man auf Grund der exzellenten Bildqualität einen unglaublichen Reichtum an Details erkennen. Bei dieser Entfernung entspricht die Kantenlänge des Bildfeldes etwa 200000 Lichtjahren oder etwa der doppelten Größe unserer Milchstraße. Technische Informationen : Photos 37d/98 und 37e/98 sind ein Komposit von drei Aufnahmen in den drei Filtern U (360nm, 10 Minuten belichtet), B (420nm, 6 Minuten) und R (600nm, 2 Minuten 30 Sekunden) während einer Periode mit 0.7 Bogensekunden Seeing. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten bzw. 1.6 x 1.8 Bogenminuten groß. Norden ist oben, Osten links. Note: [1] Diese Pressemitteilung wird gemeinsam (auf Englisch und Deutsch) von der Europäischen Südsternwarte, der Landessternwarte Heidelberg und den Universitäts-Sternwarten Göttingen und München herausgegeben. An English Version of this Press Release is also available. Zugang zu ESO Presseinformationen ESO Presseinformationen werden im World Wide Web zur Verfügung gestellt (URL: http://www.eso.org/outreach/press-rel/). ESO Pressephotos dürfen veröffentlicht werden, wenn die Europäische Südsternwarte als Urheber genannt wird.