Suokasvillisuuden vaste muuttuvaan ilmastoon: kokeellinen tutkimus kuivumisen vaikutuksesta

Soilla on merkittävä rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä suuren hiilivarastonsa sekä ekosysteemin ja ilmakehän välisen kaasunvaihdon ansiosta. Ilmastonmuutoksen ennustetaan vaikuttavan suokasvillisuuteen ja suon toimintaan epäsuorasti. Vedenpinnan ennustetaan laskevan 14–21 cm johtuen kasveista ja avoimilta pinnoilta tapahtuvan haihdunnan lisääntymisestä lämpötilan noustessa, mikäli sadanta ei lisäänny. Aiemmat vedenpinnan laskun jälkeistä kasvillisuutta seuranneet tutkimukset ovat osoittaneet, että putkilokasvit hyötyvät alhaisemmasta vedenpinnan tasosta ja että kuljuun sopeutuneet rahkasammalet kärsivät kuivuneista oloista. Kasvillisuuden runsaussuhteiden muuttumisen lisäksi kasviyhteisöjen monimuotoisuus vähenee. Erityisen herkkiä vedenpinnan laskulle ovat olleet välipinta- ja kuljurahkasammalet ja sarat. Funktionaalisten kasviryhmien vasteiden selvittämiksesi käytettiin BACI (before-after-control-impact) –tutkimusotetta. Tutkimuksessa oli kolme verrokkialaa ja kolme käsittelyalaa, joissa vedenpintaa oli laskettu 14–21 senttimetriin. Lisäksi vertailukohdaksi tutkimuksessa oli mukana kolme alaa, joissa oli tehty metsäojitus n. 50 vuotta sitten. Nämä toistot sijaitsivat meso-, oligo ombrotrofisilla suotyypeillä Oriveden Lakkasuolla. Kasvillisuus kartoitettiin ja vedenpinnat mitattiin aloilta ennen käsittelyä vuonna 2000 sekä vuosina 2001–2003 ja 2009. Aineisto analysoitiin TWINSPAN- (PC-Ord), PRC ja DCA (CANOCO)-monimuuttujamenetelmillä. Tulokset osoittivat, että verrokki- ja käsittelyalat olivat samanlaisia lähtökohdiltaan, joten niitä voitiin käsittelyn jälkeen verrata toisiinsa. Kasvillisuuden rakenne vaihteli vuosien välillä myös verrokkialoilla, mikä osoittaa kasvien sopeutumiskyvyn muuttuviin sääoloihin (lämpötila, sademäärä). Vuosi 2003 erottui tutkimuksessa alhaisella vedenpinnantasolla, mutta toisaalta myös ainavihantien varpujen suuren peittävyyden osalta. Vuoteen 2009 mennessä kasvillisuuden erityisesti sarojen peittävyys väheni. Ravinteikkaimmilla toistoilla kasvillisuuden vasteet vaikuttivat olevan vahvemmat kuin vähäravinteisilla toistoilla. Kasviryhmistä kulju- ja välipintasammalilla oli vahvimmat vasteetvedenpinnan laskuun ja mätäslajeilla heikoimmat. Tulosten mukaan kasviryhmien vasteet vaihtelevat riippuen tarkasteltavasta aikajaksosta: ensimmäiset kolme vuotta käsittelyn jälkeen suo oli häiriötilassa ja vasta sen jälkeen kasvillisuus sopeutui muuttuneisiin oloihin.

Diversitet och tillväxtfrämjande egenskaper hos Stenotrophomonas-endofyter isolerade från Calliandra calothyrsus Meisn. rotknölar

The bacterial genus Stenotrophomonas comprises 12 species. They are widely found throughout the environment and particularly S. maltophilia, S. rhizophila and S. pavanii are closely associated with plants. Strains of the most common Stenotrophomonas species, S. maltophilia, promote plant growth and health, degrade natural and man-made pollutants and produce biomolecules of biotechnological and economical value. Many S. maltophilia –strains are also multidrug resistant and can act as opportunistic human pathogens. During an INCO-project (1998-2002) rhizobia were collected from root nodules of the tropical leguminous tree Calliandra calothyrsus Meisn. from several countries in Central America, Africa and New Caledonia. The strains were identified by the N2-group (Helsinki university) and some strains turned out to be members of the genus Stenotrophomonas. Several Stenotrophomonas strains induced white tumor- or nodule-like structures on Calliandra?s roots in plant experiments. The strains could, besides from root nodules, also be isolated from surface sterilized roots and stems. The purpose of my work was to investigate if the Stenotrophomonas strains i) belong to a new Stenotrophomonas species, ii) have the same origin, iii) if there are other differences than colony morphology between phase variations of the same strain, iv) have plant growth-promoting (PGP) activity or other advantageous effects on plants, and v) like rhizobia have ability to induce root nodule formation. The genetic diversity and clustering of the Stenotrophomonas strains were analyzed with AFLP fingerprinting to get indications about their geographical origin. Differences in enzymatic properties and ability to use different carbon and energy sources were tested between the two phases of each strain with commercial API tests for bacterial identification. The ability to infect root hairs and induce root nodule formation was investigated both using plant tests with the host plant Calliandra and PCR amplification of nodA and nodC genes for nodulation. The PGP activity of the strains was tested in vitro mainly with plate methods. The impact on growth, nitrogen content and nodulation in vivo was investigated through greenhouse experiments with the legumes Phaseolus vulgaris and Galega orientalis. Both the genetic and phenotypic diversity among the Stenotrophomonas strains was small, which proposes that they have the same origin. The strains brought about changes on the root hairs of Calliandra and they also increased the amount of root hairs. However, no root nodules were detected. The strains produced IAA, protease and lipase in vitro. They also showed plant a growth-promoting effect on G. orientalis, both alone and together with R. galegae HAMBI 540, and also activated nodulation among efficient rhizobia on P. vulgaris in greenhouse. It requires further research to get a better picture about the mechanisms behind the positive effects. The results in this thesis, however, confirm earlier studies concerning Stenotrophomonas positive impact on plants.

Helsingin seudun ruuhkamaksut yritysnäkökulmasta

Congestion of traffic is one of the biggest challenges for urban cities in global perspective. Car traffic and traffic jams are causing major problems and the congestion is predicted to worsen in the future. The greenhouse effect has caused a severe threat to the environment globally. On the other hand from the point of view of companies and other economic parties time and money has been lost because of the congestion of traffic. This work studies some possible traffic payment systems for the Helsinki Metropolitan area introducing three optional models and concentrating on the point of view of the economic parties. Central part of this work is formed by a research questionnaire, which was conducted among companies located in the Helsinki area and where more than 1000 responses were gained. The study researches the approaches of the respondents to the area s current traffic system, its development and urban congestion pricing and the answers are analyzed according to the size, industry and location of the companies. The economic aspect is studied by economic theory of industrial location and by emphasizing the meaning of smoothly running traffic for the economic world. Chapter three presents detailed information about traffic congestion, how today s car-centered society has been formed, what concrete things congestion means for economic life and how traffic congestion can be limited. Theoretically it is examined how urban traffic payment systems are working using examples from London and Stockholm where successful traffic payment experiences exist. The literature review analyzes urban development, increasing car traffic and Helsinki Metropolitan area on a structural point of view. The fourth chapter introduces a case study, which concentrates on Helsinki Metropolitan area s different structures, the congestion situation in Helsinki and the introduction of the traffic payment system clarification. Currently the region is experiencing a phase where big changes are happening in the planning of traffic. The traffic systems are being unified to consider the whole region in the future. Also different advices for the increasing traffic congestion problems are needed. Chapter five concentrates on the questionnaire and theme interviews and introduces the research findings. The respondents overall opinion of the traffic payments is quite skeptical. There were some regional differences found and especially taxi, bus and cargo and transit enterprises shared the most negative opinion. Economic parties were worried especially because of the traffic congestion is causing harm for the business travel and the employees traveling to and from work. According to the respondents the best option from the traffic payment models was the ring model where the payment places would be situated inside the Ring Road III. Both the company representatives and other key decision makers see public transportation as a good and powerful tool to decrease traffic congestion. The only question, which remains, is where to find investors willing to invest in public transportation if economic representatives do not believe in pricing the traffic by for example traffic payment systems.

Viherrevonhäntä ja kananhirssi vieraslajeina Suomessa

Kasvit ovat kautta aikojen levinneet uusille elinpaikoille. Kasvin asettumista uuteen paikkaan voidaan tarkastella prosessina, jossa on erilaisia vaiheita ja eri vaiheissa eri tekijät ovat tärkeitä. Ilmasto ja erityisesti lämpötila vaikuttavat kasvien levinneisyyteen ja leviämiseen uusille paikoille ja siksi ilmaston lämpenemisen ennustetaan siirtävän kasvien levinneisyysalueita kohti pohjoista. On mahdollista, että Suomeenkin leviäisi etelämmästä muiden kasvien ohella haitallisia rikkakasvilajeja, kuten esimerkiksi viherrevonhäntä (Amaranthus retroflexus L.) ja kananhirssi (Echinochloa crus-galli L. Beauv.). Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, selviävätkö viherrevonhäntä ja kananhirssi Suomessa pelto-olosuhteissa ja pohtia niiden vakiintumisen ja leviämisen mahdollisuuksia. Toinen tarkoitus oli selvittää ilmaston lämpenemisen vaikutusta näiden rikkakasvien kasvuun. Tutkimus suoritettiin kenttä- sekä kasvihuonekokeena. Viherrevonhäntä kasvoi pellolla hyvin huolimatta myöhäisestä itämisestä, mutta kananhirssi iti ja kasvoi pellolla huonosti. Kasvihuoneessa molemmat kasvoivat hyvin. Kilpailu vähensi viherrevonhännän ja kananhirssin vegetatiivista kasvua vain kasvihuoneessa, mutta siementuottoon kilpailu vaikutti sekä kasvihuoneessa että pellolla. Kasvihuoneessa korkeampi lämpötila ei vaikuttanut viherrevonhännän tai kananhirssin vegetatiiviseen kasvuun, mutta viherrevonhännän siementuotto parani lämpimämmässä. Lämpötilalla ei ollut vaikutusta kananhirssin siementuotantoon. Tutkimuksen tuloksista voidaan päätellä, että viherrevonhäntä voi hyvinkin kasvaa Suomessa jo nykyisissä lämpötiloissa, mutta siementuotto ei välttämättä olisi varmaa. Viherrevonhäntä voisi näin ollen hyötyä tulevaisuuden pidemmästä kasvukaudesta. Kananhirssin osalta tulokset olivat ristiriitaiset ja ilmaston lämpenemisen vaikutuksia kananhirssiin on tämän tutkimuksen perusteella hankala arvioida.

Naudanlihan jalostusketjun hiilijalanjälki Suomessa

Kirjallisuustutkimuksen tavoitteena oli perehtyä kasvihuoneilmiön taustoihin ja kartoittaa aiempia tutkimuksia naudan- ja muiden lihatuotteiden kasvihuonekaasupäästöistä. Lisäksi kirjallisuustutkimuksessa perehdyttiin aiemmissa tutkimuksissa elintarvikkeiden hiilijalanjäljen laskemisessa sovellettuun elinkaarianalyysiin ISO 14040-standardin mukaisesti. Kokeellisen osion tavoitteena oli määrittää naudanlihan hiilijalanjälki Suomessa maatilan portilta kuluttajan ruokapöytään. Tavoitteena oli myös ymmärtää jalostusketjun päästöjen merkitys verrattuna koko naudanlihan tuotantoketjuun ja määrittää jalostusketjun vaiheiden merkitys ketjussa. Työn toiminnallisena yksikkönä toimi kilo naudanlihaa. Työ toteutettiin perehtymällä yksityiskohtaisesti yhteen naudanlihan jalostusketjuun Suomessa. Päästöt laskettiin todellisten yhteistyöyritykseltä saatujen prosessitietojen perusteella. Tiedot kerättiin tiedonkeruulomakkeella vierailemalla yhteistyöyrityksen kahdessa tuotantolaitoksessa ja täydentämällä tietoja haastatteluilla. Naudanlihan jalostusketjun päästöt olivat 1240 g CO2-ekv/lihakilo. Eniten päästöjä tuottivat jalostusvaihe (310 g CO2-ekv/lihakilo), teurastus (280 g CO2-ekv/lihakilo) ja lihatuotteiden kuljetus kuluttajalle (210 g CO2-ekv/lihakilo). Koko naudanlihan tuotantoketjusta jalostusketjun päästöt muodostivat alle 4 %, sillä syntymästä maatilan portille syntyviksi päästöiksi laskettiin kirjallisuuden perusteella yli 30 000 g CO2-ekv/lihakilo. Jatkossa naudanlihan hiilijalanjälkeä voitaisiin pääasiassa pienentää kehittämällä prosessia maatilan portille asti. Tämän työn tulokset olivat hyvin samansuuruiset verrattuna aiempaan tutkimukseen broilerin jalostusketjun päästöistä Suomessa (Katajajuuri ym. 2008). Tämä vastasi ennakko-odotuksia, sillä jalostusketjujen vaiheissa ei ollut merkittäviä eroja. Aiempia tutkimuksia naudanlihan jalostusketjun päästöistä ei ollut saatavilla.

Lumettoman maan routaolojen mallintaminen ja ennustettavuus muuttuvassa ilmastossa

Raportissa on arvioitu ilmastonmuutoksen vaikutusta Suomen maaperän talviaikaiseen jäätymiseen lämpösummien perusteella. Laskelmat kuvaavat roudan paksuutta nimenomaisesti lumettomilla alueilla, esimerkiksi teillä, joilta satanut lumi aurataan pois. Luonnossa lämpöä eristävän lumipeitteen alla routaa on ohuemmin kuin tällaisilla lumettomilla alueilla. Toisaalta luonnollisessa ympäristössä paikalliset erot korostuvat johtuen mm. maalajeista ja kasvillisuudesta. Roudan paksuudet laskettiin ensin perusjakson 1971–2000 ilmasto-oloissa talviaikaisten säähavaintotietoihin pohjautuvien lämpötilojen perusteella. Sen jälkeen laskelmat toistettiin kolmelle tulevalle ajanjaksolle (2010–2039, 2040–2069 ja 2070–2099) kohottamalla lämpötiloja ilmastonmuutosmallien ennustamalla tavalla. Laskelman pohjana käytettiin 19 ilmastomallin A1B-skenaarioajojen keskimäärin simuloimaa lämpötilan muutosta. Tulosten herkkyyden arvioimiseksi joitakin laskelmia tehtiin myös tätä selvästi heikompaa ja voimakkaampaa lämpenemisarviota käyttäen. A1B-skenaarion mukaisen lämpötilan nousun toteutuessa nykyisiä mallituloksia vastaavasti routakerros ohenee sadan vuoden aikana Pohjois-Suomessa 30–40 %, suuressa osassa maan keski- ja eteläosissa 50–70 %. Jo lähivuosikymmeninä roudan ennustetaan ohentuvan 10–30 %, saaristossa enemmän. Mikäli lämpeneminen toteutuisi voimakkaimman tarkastellun vaihtoehdon mukaisesti, roudan syvyys pienenisi tätäkin enemmän. Roudan paksuuden vuosienvälistä vaihtelua ja sen muuttumista tulevaisuudessa pyrittiin myös arvioimaan. Leutoina talvina routa ohenee enemmän kuin normaaleina tai ankarina pakkastalvina. Päivittäistä sään vaihtelua simuloineen säägeneraattorin tuottamassa aineistoissa esiintyi kuitenkin liian vähän hyvin alhaisia ja hyvin korkeita lämpötiloja. Siksi näitten lämpötilatietojen pohjalta laskettu roudan paksuuskin ilmeisesti vaihtelee liian vähän vuodesta toiseen. Kelirikkotilanteita voi esiintyä myös kesken routakauden, jos useamman päivän suojasää ja samanaikainen runsas vesisade pääsevät sulattamaan maata. Tällaiset routakauden aikana sattuvat säätilat näyttävätkin yleistyvän lähivuosikymmeninä. Vuosisadan loppua kohti ne sen sijaan maan eteläosissa jälleen vähenevät, koska routakausi lyhenee oleellisesti. Tulevia vuosikymmeniä koskevien ilmastonmuutosennusteiden ohella routaa ja kelirikon esiintymistä on periaatteessa mahdollista ennustaa myös lähiaikojen sääennusteita hyödyntäen. Pitkät, viikkojen tai kuukausien mittaiset sääennusteet eivät tosin ole ainakaan vielä erityisen luotettavia, mutta myös lyhyemmistä ennusteista voisi olla hyötyä mm. tienpitoa suunniteltaessa.

Jakojuuriviljelyn vaikutus kasvihuonekurkun (Cucumis sativus L.) kasvuun ja kehitykseen

Kasvit ottavat vettä parhaiten kasteluravinneliuoksesta, jonka ravinnepitoisuus on pieni. Intensiivisessä kasvihuonetuotannossa käytetään silti kastelulannoituksessa usein korkeita ravinnepitoisuuksia ravinnepuutosten ja satotappioiden välttämiseksi. Jakojuuriviljelyssä kasvin juuriston annetaan kasvaa kahteen erilliseen kasvualustaosioon. Tällöin toiselle puolelle annetaan johtokyvyltään väkevää ja toiselle puolelle laimeaa ravinneliuosta. Erityisesti kasvihuonekurkun, joka on herkkä kasvualustan suolaisuuden aiheuttamille vedensaantiongelmille, on todettu hyötyvän tästä tekniikasta, mikä näkyy kasvaneina satoina. Tämän MTT Piikkiössä toteutetun kasvihuonekurkun jakojuuriviljelytutkimuksen tavoitteena oli tarkentaa tekniikkaa erityisesti kasteluliuosten johtokyvyn osalta. Yhtenäisjuuriviljelyn ja perinteisen jakojuuriviljelyn lisäksi kokeessa oli kaksi jakojuuriviljelykäsittelyä, joissa ravinneliuosväkevyyksiä vaihdettiin väliajoin juuriston toimintakyvyn parantamiseksi. Erillisessä osakokeessa tutkittiin erilaisten johtokyky-yhdistelmien vaikutusta kasvihuonekurkun vegetatiiviseen kasvuun maanpäällisten ja -alaisten kasvinosien välillä sekä juurten morfologiaan ja anatomiaan. Tulokset osoittivat, että jakojuuriviljely lisäsi kasvihuonekurkun sadontuottoa jopa 16 %, mutta ei vaikuttanut koko viljelykauden veden tai ravinteiden ottoon. Yhtenäisjuuriviljelyssä muodostui eniten piikkikärkisiä hedelmiä, mikä viittaa vedensaantiongelmiin haihdutustarpeen ollessa suurin. Viljelytekniikalla ei ollut vaikutusta kasvien vegetatiiviseen kasvuun tai kasvuston rakenteeseen. Lehtiruodeista tehdyt nitraatti- ja kaliummittaukset osoittivat, ettei kasteluliuosten ravinnepitoisuuksilla ollut vaikutusta juurten ravinteiden ottoon. Erilaisilla johtokyky-yhdistelmillä oli huomattavampi vaikutus kasvihuonekurkun juurten painoon kuin verson painoon tai varren pituuskasvuun. Lehtiruotianalyysit viittasivat ravinteiden erilaiseen allokointiin eri johtokyky-yhdistelmissä. Korkeiden johtokykyjen aiheuttama osmoottinen stressi johti muutoksiin juurten morfologiassa ja anatomiassa. Tulosten perusteella jakojuuriviljely paransi kehittyvien hedelmien kohdevahvuutta suhteessa muihin kohteisiin vaikuttamatta vegetatiiviseen kasvuun. Kun laimean ja väkevän ravinneliuoksen puolia vaihdettiin, juuristo otti joustavasti vettä ja ravinteita olosuhteiden määräämästä edullisemmasta johtokyvystä, jolloin kasvihuonekurkun viljelyssä saavutettiin merkittävä satoetu. Juuriston jakaminen vaikuttanee kasvien hormoniaineenvaihduntaan ja voi heikentää juuriston kasvua heikentämättä sen toimintakykyä, jolloin yhteyttämistuotteita kohdennetaan tehokkaammin maanpäällisten osien kasvuun.

Rapsista tuotetun biodieselin ja vehnästä tuotetun bioetanolin energiavirrat ja ympäristövaikutukset Euroopan unionissa

The aim of this thesis was to study the crops currently used for biofuel production from the following aspects: 1. what should be the average yield/ ha to reach an energy balance at least 0 or positive 2. what are the shares of the primary and secondary energy flows in agriculture, transport, processing and usage, and 3. overall effects of biofuel crop cultivation, transport, processing and usage. This thesis concentrated on oilseed rape biodiesel and wheat bioethanol in the European Union, comparing them with competing biofuels, such as corn and sugarcane-based ethanol, and the second generation biofuels. The study was executed by comparing Life Cycle Assessment-studies from the EU-region and by analyzing them thoroughly from the differences viewpoint. The variables were the following: energy ratio, hectare yield (l/ha), impact on greenhouse gas emissions (particularly CO2), energy consumption in crop growing and processing one hectare of a particular crop to biofuel, distribution of energy in processing and effects of the secondary energy flows, like e.g. wheat straw. Processing was found to be the most energy consuming part in the production of biofuels. So if the raw materials will remain the same, the development will happen in processing. First generation biodiesel requires esterification, which consumes approximately one third of the process energy. Around 75% of the energy consumed in manufacturing the first generation wheat-based ethanol is spent in steam and electricity generation. No breakthroughs are in sight in the agricultural sector to achieve significantly higher energy ratios. It was found out that even in ideal conditions the energy ratio of first generation wheat-based ethanol will remain slightly under 2. For oilseed rape-based biodiesel the energy ratios are better, and energy consumption per hectare is lower compared to wheat-based ethanol. But both of these are lower compared to e.g. sugarcane-based ethanol. Also the hectare yield of wheat-based ethanol is significantly lower. Biofuels are in a key position when considering the future of the world’s transport sector. Uncertainties concerning biofuels are, however, several, like the schedule of large scale introduction to consumer markets, technologies used, raw materials and their availability and - maybe the biggest - the real production capacity in relation to the fuel consumption. First generation biofuels have not been the expected answer to environmental problems. Comparisons made show that sugarcane-based ethanol is the most prominent first generation biofuel at the moment, both from energy and environment point of view. Also palmoil-based biodiesel looks promising, although it involves environmental concerns as well. From this point of view the biofuels in this study - wheat-based ethanol and oilseed rape-based biodiesel - are not very competitive options. On the other hand, crops currently used for fuel production in different countries are selected based on several factors, not only based on thier relative general superiority. It is challenging to make long-term forecasts for the biofuel sector, but it can be said that satisfying the world's current and near future traffic fuel consumption with biofuels can only be regarded impossible. This does not mean that biofuels shoud be rejected and their positive aspects ignored, but maybe this reality helps us to put them in perspective. To achieve true environmental benefits through the usage of biofuels there must first be a significant drop both in traffic volumes and overall fuel consumption. Second generation biofuels are coming, but serious questions about their availability and production capacities remain open. Therefore nothing can be taken for granted in this issue, expect the need for development.

Renewable Energy and Climate Policies: Studies in the Forest and Energy Sector

‪This dissertation examines the impacts of energy and climate policies on the energy and forest sectors, focusing on the case of Finland. The thesis consists of an introduction article and four separate studies. The dissertation was motivated by the climate concern and the increasing demand of renewable energy. In particular, the renewable energy consumption and greenhouse gas emission reduction targets of the European Union were driving this work. In Finland, both forest and energy sectors are in key roles in achieving these targets. In fact, the separation between forest and energy sector is diminishing as the energy sector is utilizing increasing amounts of wood in energy production and as the forest sector is becoming more and more important energy producer.‬ ‪The objective of this dissertation is to find out and measure the impacts of climate and energy policies on the forest and energy sectors. In climate policy, the focus is on emissions trading, and in energy policy the dissertation focuses on the promotion of renewable forest-based energy use. The dissertation relies on empirical numerical models that are based on microeconomic theory. Numerical partial equilibrium mixed complementarity problem models were constructed to study the markets under scrutiny. The separate studies focus on co-firing of wood biomass and fossil fuels, liquid biofuel production in the pulp and paper industry, and the impacts of climate policy on the pulp and paper sector.‬ ‪The dissertation shows that the policies promoting wood-based energy may have have unexpected negative impacts. When feed-in tariff is imposed together with emissions trading, in some plants the production of renewable electricity might decrease as the emissions price increases. The dissertation also shows that in liquid biofuel production, investment subsidy may cause high direct policy costs and other negative impacts when compared to other policy instruments. The results of the dissertation also indicate that from the climate mitigation perspective, perfect competition is the favored wood market competition structure, at least if the emissions trading system is not global.‬ ‪In conclusion, this dissertation suggests that when promoting the use of wood biomass in energy production, the favored policy instruments are subsidies that promote directly the renewable energy production (i.e. production subsidy, renewables subsidy or feed-in premium). Also, the policy instrument should be designed to be dependent on the emissions price or on the substitute price. In addition, this dissertation shows that when planning policies to promote wood-based renewable energy, the goals of the policy scheme should be clear before decisions are made on the choice of the policy instruments.‬

Absorption, translocation and metabolism of fluchloralin in groundnut (Arachis hypogaea) and pigweed (Amaranthus viridis)

Root absorption and translocation of [C-14]fluchloralin were determined in groundnut (Arachis hypogaea L.) cv. TMV-2 and pigweed (Amaranthus viridis L.) grown in nutrient solution culture under greenhouse conditions. Root-applied fluchloralin toxicity to groundnut and pigweed was also examined. A growth reduction of 50% occurred in groundnut that received fluchloralin at a concentration of 9.0 mum. Root absorption was similar for both groundnut and pigweed at one day after application (DAA), but groundnut absorbed about twice the amount of fluchloralin during 4 and 8 days of continuous application, compared with pigweed. Groundnut absorbed 25% of the total applied fluchloralin after 8 days. Translocation to leaves from treated roots was low and roots of groundnut contained 80% of the total absorbed C-14, 8 DAA. Contrary to the observations in groundnut, transport from the roots and leaves following root application in pigweed was rapid: 1 and 8 DAA, leaves of pigweed contained 45 and 70% of the total absorbed C-14, respectively. Different patterns of fluchloralin metabolism were observed in pigweed and groundnut. Pigweed metabolized most of the fluchloralin absorbed by roots. The fluchloralin tolerance of pigweed could partially be accounted for by absorption, translocation and metabolism.

Climate change and agricultrue-An Indian perspective

In this paper, we examine the major predictions made so far regarding the nature of climate change and its impacts on our region in the light of the known errors of the set of models and the observations over this century. The major predictions of the climate models about the impact of increased concentration of greenhouse gases ave at variance with the observations over the Indian region during the last century characterized by such increases and global warming. It is important to note that as far as the Indian region is concerned, the impact of year-to-year variation of the monsoon will continue to be dominant over longer period changes even in the presence of global warming. Recent studies have also brought out the uncertainties in the yields simulated by crop models. It is suggested that a deeper understanding of the links between climate and agricultural productivity is essential for generating reliable predictions of impact of climate change. Such an insight is also required for identifying cropping patterns and management practices which are tailored for sustained maximum yield in the face of the vagaries of the monsoon.

In vitro plant regeneration from different seedling explants of blackgram [Vigna mungo (L.) Hepper] via organogenesis

Callus induction and morphogenesis from different blackgram explants were tested on MS basal medium supplemented with B5 vitamins, IAA, NAA, IBA, KIN and BAP individually and in combinations. The explants were hypocotyl, epicotyl, axillary bud, cotyledonary node and immature leaf. The optimal levels of the frequency of callus induction was 22.8 mu M of IAA or 16.1 mu M NAA and in combination with 2.2 mu M of BAP. Among the seedling explants, hypocotyl was found to be more efficient in producing callus. Shoots mere induced from callus cultures of hypocotyls, epicotyls, axillary bud, cotyledonary node and immature leaf with varying frequencies in the medium containing KIN (2.3-9.3 mu M) or BAP (2.2-8.8 mu M) and in combination with IAA (2.8 mu M) or NAA (2.6 mu M). Multiple shoots were obtained using cotyledonary node segments. The regenerated shoots rooted best on MS basal medium containing 9.8 mu M IBA. Seventy three per cent of the shoots produced roots, and 80-85% of the plantlets survived under greenhouse condition.

An appraisal of electric automobile power sources

Road transportation, as an important requirement of modern society, is presently hindered by restrictions in emission legislations as well as the availability of petroleum fuels, and as a consequence, the fuel cost. For nearly 270 years, we burned our fossil cache and have come to within a generation of exhausting the liquid part of it. Besides, to reduce the greenhouse gases, and to obey the environmental laws of most countries, it would be necessary to replace a significant number of the petroleum-fueled internal-combustion-engine vehicles (ICEVs) with electric cars in the near future. In this article, we briefly describe the merits and demerits of various proposed electrochemical systems for electric cars, namely the storage batteries, fuel cells and electrochemical supercapacitors, and determine the power and energy requirements of a modern car. We conclude that a viable electric car could be operated with a 50 kW polymer-electrolyte fuel cell stack to provide power for cruising and climbing, coupled in parallel with a 30 kW supercapacitor and/or battery bank to deliver additional short-term burst-power during acceleration.

River water quality response under hypothetical climate change scenarios in Tunga-Bhadra river, India

Analysis of climate change impacts on streamflow by perturbing the climate inputs has been a concern for many authors in the past few years, but there are few analyses for the impacts on water quality. To examine the impact of change in climate variables on the water quality parameters, the water quality input variables have to be perturbed. The primary input variables that can be considered for such an analysis are streamflow and water temperature, which are affected by changes in precipitation and air temperature, respectively. Using hypothetical scenarios to represent both greenhouse warming and streamflow changes, the sensitivity of the water quality parameters has been evaluated under conditions of altered river flow and river temperature in this article. Historical data analysis of hydroclimatic variables is carried out, which includes flow duration exceedance percentage (e.g. Q90), single low- flow indices (e.g. 7Q10, 30Q10) and relationships between climatic variables and surface variables. For the study region of Tunga-Bhadra river in India, low flows are found to be decreasing and water temperatures are found to be increasing. As a result, there is a reduction in dissolved oxygen (DO) levels found in recent years. Water quality responses of six hypothetical climate change scenarios were simulated by the water quality model, QUAL2K. A simple linear regression relation between air and water temperature is used to generate the scenarios for river water temperature. The results suggest that all the hypothetical climate change scenarios would cause impairment in water quality. It was found that there is a significant decrease in DO levels due to the impact of climate change on temperature and flows, even when the discharges were at safe permissible levels set by pollution control agencies (PCAs). The necessity to improve the standards of PCA and develop adaptation policies for the dischargers to account for climate change is examined through a fuzzy waste load allocation model developed earlier. Copyright (C) 2011 John Wiley & Sons, Ltd.

Sensitivity of terrestrial water and energy budgets to CO(2)-physiological forcing: an investigation using an offline land model

Increasing concentrations of atmospheric carbon dioxide (CO(2)) influence climate by suppressing canopy transpiration in addition to its well- known greenhouse gas effect. The decrease in plant transpiration is due to changes in plant physiology (reduced opening of plant stomata). Here, we quantify such changes in water flux for various levels of CO(2) concentrations using the National Center for Atmospheric Research's (NCAR) Community Land Model. We find that photosynthesis saturates after 800 ppmv (parts per million, by volume) in this model. However, unlike photosynthesis, canopy transpiration continues to decline at about 5.1% per 100 ppmv increase in CO(2) levels. We also find that the associated reduction in latent heat flux is primarily compensated by increased sensible heat flux. The continued decline in canopy transpiration and subsequent increase in sensible heat flux at elevated CO(2) levels implies that incremental warming associated with the physiological effect of CO(2) will not abate at higher CO(2) concentrations, indicating important consequences for the global water and carbon cycles from anthropogenic CO(2) emissions.