Meteorological observations and eddy covariance raw data from polygonal tundra in the Lena River Delta, Siberia

We present the first ecosystem-scale methane flux data from a northern Siberian tundra ecosystem covering the entire snow-free period from spring thaw until initial freeze-back. Eddy covariance measurements of methane emission were carried out from the beginning of June until the end of September in the southern central part of the Lena River Delta (72°22' N, 126°30' E). The study site is located in the zone of continuous permafrost and is characterized by Arctic continental climate with very low precipitation and a mean annual temperature of -14.7°C. We found relatively low fluxes of on average 18.7 mg/m**2/d, which we consider to be because of (1) extremely cold permafrost, (2) substrate limitation of the methanogenic archaea, and (3) a relatively high surface coverage of noninundated, moderately moist areas. Near-surface turbulence as measured by the eddy covariance system in 4 m above the ground surface was identified as the most important control on ecosystem-scale methane emission and explained about 60% of the variance in emissions, while soil temperature explained only 8%. In addition, atmospheric pressure was found to significantly improve an exponential model based on turbulence and soil temperature. Ebullition from waterlogged areas triggered by decreasing atmospheric pressure and near-surface turbulence is thought to be an important pathway that warrants more attention in future studies. The close coupling of methane fluxes and atmospheric parameters demonstrated here raises questions regarding the reliability of enclosure-based measurements, which inherently exclude these parameters.

Nanotechnology in food industry II: risk assessment and legislation

Currently, there is increasing use of nanomaterials in the food industry thanks to the many advantages offered and make the products that contain them more competitive in the market. Their physicochemical properties often differ from those of bulk materials, which require specialized risk assessment. This should cover the risks to the health of workers and consumers as well as possible environmental risks. The risk assessment methods must go updating due to more widespread use of nanomaterials, especially now that are making their way down to consumer products. Today there is no specific legislation for nanomaterials, but there are several european dispositions and regulations that include them. This review gives an overview of the risk assessment and the existing current legislation regarding the use of nanotechnology in the food industry.

Real-time depth camera tracking with CAD models and ICP

In recent years, depth cameras have been widely utilized in camera tracking for augmented and mixed reality. Many of the studies focus on the methods that generate the reference model simultaneously with the tracking and allow operation in unprepared environments. However, methods that rely on predefined CAD models have their advantages. In such methods, the measurement errors are not accumulated to the model, they are tolerant to inaccurate initialization, and the tracking is always performed directly in reference model's coordinate system. In this paper, we present a method for tracking a depth camera with existing CAD models and the Iterative Closest Point (ICP) algorithm. In our approach, we render the CAD model using the latest pose estimate and construct a point cloud from the corresponding depth map. We construct another point cloud from currently captured depth frame, and find the incremental change in the camera pose by aligning the point clouds. We utilize a GPGPU-based implementation of the ICP which efficiently uses all the depth data in the process. The method runs in real-time, it is robust for outliers, and it does not require any preprocessing of the CAD models. We evaluated the approach using the Kinect depth sensor, and compared the results to a 2D edge-based method, to a depth-based SLAM method, and to the ground truth. The results show that the approach is more stable compared to the edge-based method and it suffers less from drift compared to the depth-based SLAM.

Assessing trends in land use change in the Borana rangeland Ethiopia as one cause of greenhouse gas emissions and carbon sequestration variations

Landnutzungsänderungen sind eine wesentliche Ursache von Treibhausgasemissionen. Die Umwandlung von Ökosystemen mit permanenter natürlicher Vegetation hin zu Ackerbau mit zeitweise vegetationslosem Boden (z.B. nach der Bodenbearbeitung vor der Aussaat) führt häufig zu gesteigerten Treibhausgasemissionen und verminderter Kohlenstoffbindung. Weltweit dehnt sich Ackerbau sowohl in kleinbäuerlichen als auch in agro-industriellen Systemen aus, häufig in benachbarte semiaride bis subhumide Rangeland Ökosysteme. Die vorliegende Arbeit untersucht Trends der Landnutzungsänderung im Borana Rangeland Südäthiopiens. Bevölkerungswachstum, Landprivatisierung und damit einhergehende Einzäunung, veränderte Landnutzungspolitik und zunehmende Klimavariabilität führen zu raschen Veränderungen der traditionell auf Tierhaltung basierten, pastoralen Systeme. Mittels einer Literaturanalyse von Fallstudien in ostafrikanischen Rangelands wurde im Rahmen dieser Studie ein schematisches Modell der Zusammenhänge von Landnutzung, Treibhausgasemissionen und Kohlenstofffixierung entwickelt. Anhand von Satellitendaten und Daten aus Haushaltsbefragungen wurden Art und Umfang von Landnutzungsänderungen und Vegetationsveränderungen an fünf Untersuchungsstandorten (Darito/Yabelo Distrikt, Soda, Samaro, Haralo, Did Mega/alle Dire Distrikt) zwischen 1985 und 2011 analysiert. In Darito dehnte sich die Ackerbaufläche um 12% aus, überwiegend auf Kosten von Buschland. An den übrigen Standorten blieb die Ackerbaufläche relativ konstant, jedoch nahm Graslandvegetation um zwischen 16 und 28% zu, während Buschland um zwischen 23 und 31% abnahm. Lediglich am Standort Haralo nahm auch „bare land“, vegetationslose Flächen, um 13% zu. Faktoren, die zur Ausdehnung des Ackerbaus führen, wurden am Standort Darito detaillierter untersucht. GPS Daten und anbaugeschichtlichen Daten von 108 Feldern auf 54 Betrieben wurden in einem Geographischen Informationssystem (GIS) mit thematischen Boden-, Niederschlags-, und Hangneigungskarten sowie einem Digitales Höhenmodell überlagert. Multiple lineare Regression ermittelte Hangneigung und geographische Höhe als signifikante Erklärungsvariablen für die Ausdehnung von Ackerbau in niedrigere Lagen. Bodenart, Entfernung zum saisonalen Flusslauf und Niederschlag waren hingegen nicht signifikant. Das niedrige Bestimmtheitsmaß (R²=0,154) weist darauf hin, dass es weitere, hier nicht erfasste Erklärungsvariablen für die Richtung der räumlichen Ausweitung von Ackerland gibt. Streudiagramme zu Ackergröße und Anbaujahren in Relation zu geographischer Höhe zeigen seit dem Jahr 2000 eine Ausdehnung des Ackerbaus in Lagen unter 1620 müNN und eine Zunahme der Schlaggröße (>3ha). Die Analyse der phänologischen Entwicklung von Feldfrüchten im Jahresverlauf in Kombination mit Niederschlagsdaten und normalized difference vegetation index (NDVI) Zeitreihendaten dienten dazu, Zeitpunkte besonders hoher (Begrünung vor der Ernte) oder niedriger (nach der Bodenbearbeitung) Pflanzenbiomasse auf Ackerland zu identifizieren, um Ackerland und seine Ausdehnung von anderen Vegetationsformen fernerkundlich unterscheiden zu können. Anhand der NDVI Spektralprofile konnte Ackerland gut Wald, jedoch weniger gut von Gras- und Buschland unterschieden werden. Die geringe Auflösung (250m) der Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) NDVI Daten führte zu einem Mixed Pixel Effect, d.h. die Fläche eines Pixels beinhaltete häufig verschiedene Vegetationsformen in unterschiedlichen Anteilen, was deren Unterscheidung beeinträchtigte. Für die Entwicklung eines Echtzeit Monitoring Systems für die Ausdehnung des Ackerbaus wären höher auflösende NDVI Daten (z.B. Multispektralband, Hyperion EO-1 Sensor) notwendig, um kleinräumig eine bessere Differenzierung von Ackerland und natürlicher Rangeland-Vegetation zu erhalten. Die Entwicklung und der Einsatz solcher Methoden als Entscheidungshilfen für Land- und Ressourcennutzungsplanung könnte dazu beitragen, Produktions- und Entwicklungsziele der Borana Landnutzer mit nationalen Anstrengungen zur Eindämmung des Klimawandels durch Steigerung der Kohlenstofffixierung in Rangelands in Einklang zu bringen.

"Warum darf die mit Laptop spielen und wir nicht?". Eine Fallanalyse zur beruflichen Initiation und Kooperation von Lehramtsstudierenden im Schulpraktikum

Mit den Reformen der Lehrerbildung war seit Anfang des 21. Jahrhunderts die Umsetzung eines stärkeren Berufsfeldbezugs im Lehramtsstudium verbunden. Niederschlag fand dies u.a. in einer Ausweitung von Schulpraktika in den Studiengängen in Deutschland. Erste Erfahrungen in der praktischen schulpädagogischen Arbeit sollten dabei möglich werden und an der Hochschule erworbenes wissenschaftliches Wissen und Können einen ersten reflexiven Anwendungsbezug erhalten. [...] In explorativer Absicht wird vor diesem Hintergrund im Folgenden eine Protokollsequenz untersucht, in der eine Lehrerin, eine Praktikantin und Schüler in einer Unterrichtsstunde interagieren. Bestimmend für die Auswahl war die Tatsache, dass hier die Praktikantin an der Disziplinierung der Schüler beteiligt wird - was nach langjähriger Erfahrung des Autors nicht selten vorkommt. (DIPF/Orig.)

Avaliação de atrativos para monitoramento de drosophila suzukii em pomar comercial de framboesa.

Drosophila suzukii (Diptera: Drosophilidae), conhecida como drosófila da asa manchada (SWD) ou suzuki, é uma praga quarentenária nativa da Ásia em expansão mundial na atualidade. Em 2008, SWD foi coletada nos EUA (Califórnia) e, desde então, registrada em outros estados americanos (WALSH et al. 2011) e também na Europa (CINI et al. 2012). No Brasil, a praga foi detectada no ano de 2014 ocasionando danos na ordem de 30% em cultivos de morango no Estado do Rio Grande do Sul (SANTOS, 2014a). Os danos são causados pela alimentação das larvas em frutos ainda fixos às plantas, e pela introdução de patógenos no local da oviposição. O fruto atacado entra em colapso exibindo intensa perda de líquidos. Entre os hospedeiros da SWD estão as fruteiras que produzem frutos de epiderme fina como, por exemplo, os pequenos frutos: morango, framboesa, amora-preta e o mirtilo. Em se tratando de uma espécie recentemente introduzida no Brasil, poucas são as informações sobre a eficiência de atrativos para monitoramento das populações. O vinagre de maçã tem sido usado em vários estudos científicos, sendo até sugerido como atrativo para o monitoramento da espécie no Brasil (SANTOS, 2014b). Apesar disto, a atratividade é apontada como de curta duração e de baixa seletividade. Assim, Santos (2016) recomenda, em substituição ao vinagre de maçã, o uso de um atrativo à base de fermento biológico, açúcar e água, o qual tem se mostrado promissor e seletivo para monitoramento de SWD. Nos 24 EUA, após extensa avaliação laboratorial e de campo, foram isolados componentes químicos essenciais da atratividade de D. Suzukii, os quais estão sendo produzidos e comercializados em forma de dispenser, com os nomes comerciais de Pherocon® SWD e Scentry® SWD. Como inexistem informações sobre a eficiência e a seletividade de tais produtos para o monitoramento da suzuki no Brasil, foi planejado o presente estudo, cujo objetivo foi o de avaliar a captura e a seletividade de atrativos e de misturas no monitoramento de D. suzukii em pomar de framboesa no município de Vacaria, RS.