Factors influencing temporal changes in chemical composition of biogenic deposits in the middle Tążyna River Valley (Kuyavian Lakeland, central Poland)

The present paper discusses the influence of geochemical properties on biogenic deposits in the Wilkostowo mire near Toruń, central Poland. The analysed core has allowed the documentation of environmental changes between the older part of the Atlantic Period and the present day (probably interrupted at the turn of the Meso- and Neoholocene). In order to reconstruct the main stages in the sedimentation of biogenic deposits, we have used stratigraphic variability of selected litho-geochemical elements (organic matter, calcium carbonate, biogenic and terrigenous silica, macro- and micro-elements: Na, K, Mg, Ca, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cr and Ni). The main litho-geochemical component is CaCO 3 ; its content ranges from 4.1 per cent to 92 per cent. The variability of CaCO 3 content reflects mainly changes in hydrolog- ical and geomorphological conditions within the catchment area. The effects of prehistoric anthropogenic activities in the catchment of the River Tążyna, e.g., the use of saline water for economic purposes, are recorded in a change from calcareous gyttja into detritus-calcareous gyttja sedimentation and an increased content of lithophilous elements (Na, K, Mg and Ni) in the sediments. Principal component analysis (PCA) has enabled the distinction the most important factors that affected the chemical composition of sediments at the Wilkostowo site, i.e., mechanical and chemical den- udation processes in the catchment, changes in redox conditions, bioaccumulation of selected elements and human activity. Sediments of the Wilkostowo mire are located in the direct vicinity of an archaeological site, where traces of intensive settlement dating back to the Neolithic have been documented. The settlement phase is recorded both in li- thology and geochemical properties of biogenic deposits which fill the reservoir formed at the bottom of the Parchania Canal Valley.

Changements climatiques et écologiques dans le nord de l’Alaska au cours de la glaciation du Wisconsinien : le Yedoma de la rivière Itkillik

Le climat continental et froid de la Béringie lors de la glaciation du Wisconsinien a conduit à la formation d’une forme relique de pergélisol syngénétique nommé yedoma. Ces dépôts ont permis la préservation d’indicateurs environnementaux très diversifiés qui peuvent être employés pour reconstituer la dynamique climatique et écologique de la Béringie avant le dernier maximum glaciaire. À ce jour, peu d’études ont été réalisées au nord de la chaîne de montagnes Brooks (Alaska) et l’hétérogénéité écologique régionale de la Béringie Est lors de la glaciation du Wisonsinien reste mal définie. Ce mémoire porte sur une reconstitution paléoenvironnementale de plus de 39 ka du nord de l’Alaska réalisée à partir de sédiments provenant du Yedoma de la rivière Itkillik. Les objectifs sont (1) de reconstituer l’histoire de la végétation avec l’analyse pollinique; (2) de reconstituer les températures de juillet, le contraste de température saisonnier et l’ensoleillement de juillet avec la technique des analogues modernes et (3) de mettre les données biogéochimiques et glaciologiques du site en lien avec le climat reconstitué. L’étude montre que vers 35 ka BP (Interstade du Wisconsinien Moyen), des conditions climatiques semblables à l’actuel ont favorisé l’accumulation de tourbe riche en carbone organique. À partir de 29,7 ka BP, les températures de juillet reconstituées diminuent, alors que la continentalité du climat semble augmenter. Le contenu en glace des sédiments est plus alors plus faible et la pluie pollinique devient dominée par Poaceae, Artemisia et autres herbacés non graminoïdes. Ces indicateurs suggèrent des conditions environnementales plus xériques qu’aujourd’hui. Les anomalies isotopiques de 18O, 2H et l’excès de deutérium confirment un épisode d’avancée glaciaire (Wisconsinien Tardif). Après 17,9 ka BP (Tardiglaciaire), les températures de juillet et le contraste saisonnier augmentent. Les valeurs de contenu en carbone organique des sédiments sont plus élevées et la plus grande disponibilité en eau favorise l’établissement d’un couvert herbacé moderne dominé par les Cyperaceae.

Roślinność wodna, błotna i bagienna północnej części Dolnych Łużyc

Wydział Biologii

Biosorption of Cr(III) using in natura and chemically treated tropical peats

The physicochemical characteristics of three Brazilian pears were investigated using elemental analysis, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometry (XRD) and studies of Cr(III) biosorption based on adsorption isotherms. Adsorption of Cr(III) by in natura peat from Santo Amaro das Brotas (Sergipe State) was much greater than by peats from either Ribeirao Preto (São Paulo State) or Itabaiana (Sergipe State), with adsorption capacities (q) of 4.90 +/- 0.01, 1.70 +/- 0.01 and 1.40 +/- 0.01 mgg (1), respectively. Pre-treatments with HCl and NaOH + HCl reduced adsorption by the Santo Amaro clas Brotas peat, showing that adsorption efficiency was associated with the amount of organic matter present. Conversely, increase in the mineral content following pre-treatment increased adsorption of Cr(III) by the Ribeirao Preto and Itabaiana peats. Highest adsorption (retention >95.0%) was achieved at equilibrium pH 4.0 using the Santo Amaro das Brotas peat. Experimental data for the adsorption of Cr(III) from aqueous solution onto this peat were fitted to the Langmuir equation, from which an equilibrium adsorption capacity, q(max), of 5.60 mgg(-1) was obtained, which was close to the experimentally determined value. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Paléoécologie d’une tourbière à pergélisol en dégradation du sud des Territoires du Nord-Ouest : implications pour le cycle du carbone

Les tourbières ont contribué à refroidir le climat terrestre pendant l’Holocène en accumulant un réservoir de carbone important. Dans la forêt boréale canadienne, les sols gelés en permanence (pergélisols) sont répandus et ceux-ci sont principalement localisés dans les tourbières où ils forment des plateaux surélevés. Le dégel du pergélisol, causé entre autres par le réchauffement atmosphérique ou d’autres perturbations, provoque l’effondrement des plateaux et la saturation en eau du sol ce qui modifie entre autres le couvert végétal et le cycle du carbone. Les modélisations suggèrent que les latitudes nordiques seront les plus affectées par le réchauffement climatique alors qu’on y observe déjà un recul du couvert du pergélisol. Il est primordial de comprendre comment le dégel du pergélisol affecte la fonction de puits de carbone des tourbières puisque des rétroactions sur le climat sont possibles si une grande quantité de gaz à effet de serre est émise ou séquestrée. J’utilise une chronoséquence représentant le temps depuis le dégel d’un plateau de pergélisol des Territoires du Nord-Ouest pour comprendre les facteurs influençant l’aggradation et la dégradation du pergélisol dans les tourbières et évaluer l’effet du dégel sur l’accumulation de carbone et la préservation du carbone déjà accumulé. Les taux d’accumulation de carbone associés à la présence de pergélisol dans le passé et au présent sont lents, et la tourbe est moins décomposée dans les secteurs ayant été affectés plus longtemps par le pergélisol. En somme, le pergélisol réduit l’accumulation de carbone en surface mais permet une meilleure préservation du carbone déjà accumulé.

Plant-mediated effects on microbial diversity in mesocosms of an oligotrophic bog

Globally, peatlands occupy a small portion of terrestrial land area but contain up to one-third of all soil organic carbon. This carbon pool is vulnerable to increased decomposition under projected climate change scenarios but little is known about how plant functional groups will influence microbial communities responsible for regulating carbon cycling processes. Here we examined initial shifts in microbial community structure within two sampling depths under plant functional group manipulations in mesocosms of an oligotrophic bog. Microbial community composition for bacteria and archaea was characterized using targeted 16S rRNA Illumina gene sequencing. We found statistically distinct spatial patterns between the more shallow 10-20 cm sampling depth and the deeper 30-40 cm depth. Significant effects by plant functional groups were found only within the 10-20 cm depth, indicating plant-mediated microbial community shifts respond more quickly near the peat surface. Specifically, the relative abundance of Acidobacteria decreased under ericaceous shrub treatments in the 10-20 cm depth and was replaced by increased abundance of Gammaproteobacteria and Bacteroidetes. In contrast, the sedge rhizosphere continued to be dominated by Acidobacteria but also promoted an increase in the relative recovery of Alphaproteobacteria and Verrucomicrobia. These initial results suggest microbial communities under ericaceous shrubs may be limited by anaerobic soil conditions accompanying high water table conditions, while sedge aerenchyma may be promoting aerobic taxa in the upper peat rhizosphere regardless of ambient soil oxygen limitations.

Influence of Vegetation Removal and Altering Water Levels on CO2 Flux Rates of a Northern Bog

Boreal peatlands contain approximately one third of the global soil carbon and are considered net sinks of atmospheric CO2. Water level position is one of the main regulators of CO2 fluxes in northern peatlands because it controls both the thickness of the aerobic layer in peat and plant communities. However, little is known about the role of different plant functional groups and their possible interaction with changing water level in boreal peatlands with regard to CO2 cycling. Climate change may also accelerate changes in hydrological conditions, changing both aerobic conditions and plant communities. To help answer these questions, this study was conducted at a mesocosm facility in Northern Michigan where the aim was to experimentally study the effects of water levels, plant functional groups (sedges, shrubs and mosses) and the possible interaction of these on the CO2 cycle of a boreal peatland ecosystem. The results indicate that Ericaceous shrubs are important in the boreal peatland CO2 cycle. The removal of these plants decreased ecosystem respiration, gross ecosystem production and net ecosystem exchange rates, whereas removing sedges did not show any significant differences in the flux rates. The water level did not significantly affect the flux rates. The amount of aboveground sedge biomass was higher in the low water level sedge treatment plots compared to the high water level sedge plots, possibly because the lowered water level and the removal of Ericaceae released nutrients for sedges to use up.

Paléoécologie d’une tourbière à pergélisol en dégradation du sud des Territoires du Nord-Ouest : implications pour le cycle du carbone

Les tourbières ont contribué à refroidir le climat terrestre pendant l’Holocène en accumulant un réservoir de carbone important. Dans la forêt boréale canadienne, les sols gelés en permanence (pergélisols) sont répandus et ceux-ci sont principalement localisés dans les tourbières où ils forment des plateaux surélevés. Le dégel du pergélisol, causé entre autres par le réchauffement atmosphérique ou d’autres perturbations, provoque l’effondrement des plateaux et la saturation en eau du sol ce qui modifie entre autres le couvert végétal et le cycle du carbone. Les modélisations suggèrent que les latitudes nordiques seront les plus affectées par le réchauffement climatique alors qu’on y observe déjà un recul du couvert du pergélisol. Il est primordial de comprendre comment le dégel du pergélisol affecte la fonction de puits de carbone des tourbières puisque des rétroactions sur le climat sont possibles si une grande quantité de gaz à effet de serre est émise ou séquestrée. J’utilise une chronoséquence représentant le temps depuis le dégel d’un plateau de pergélisol des Territoires du Nord-Ouest pour comprendre les facteurs influençant l’aggradation et la dégradation du pergélisol dans les tourbières et évaluer l’effet du dégel sur l’accumulation de carbone et la préservation du carbone déjà accumulé. Les taux d’accumulation de carbone associés à la présence de pergélisol dans le passé et au présent sont lents, et la tourbe est moins décomposée dans les secteurs ayant été affectés plus longtemps par le pergélisol. En somme, le pergélisol réduit l’accumulation de carbone en surface mais permet une meilleure préservation du carbone déjà accumulé.

Environmental sensing with the Internet of Things

Abstract: After developing many sensor networks using custom protocols to save energy and minimise code complexity - we have now experimented with standards-based designs. These use IPv6 (6LowPAN), RPL routing, Coap for interfaces and data access and protocol buffers for data encapsulation. Deployments in the Cairngorm mountains have shown the capabilities and limitations of the implementations. This seminar will outline the hardware and software we used and discuss the advantages of the more standards-based approach. At the same time we have been progressing with high quality imaging of cultural heritage using the RTIdomes - so some results and designs will be shown as well. So this seminar will cover peat-bogs to museums, binary-HTTP-like REST to 3500 year old documents written on clay.

Effects of substrate type on plant growth and nitrogen and nitrate concentration in spinach

Abstract The effects of three commercial substrates (a mixture of forest residues, composted grape husks, and white peat, black peat and coir) on plant growth and nitrogen (N) and nitrate (NO3) concentration and content were evaluated in spinach (Spinacia oleracea L. cv. Tapir). Spinach seedlings were transplanted at 45 days after emergence into Styrofoam boxes filled with the substrates and were grown during winter and early spring in an unheated greenhouse with no supplemental lighting. Each planting box was irrigated daily by drip and fertilized with a complete nutrient solution. The NO3 content of the drainage water was lower in coir than in the other substrates. However, shoot NO3 concentration was not affected by substrate type, while yield and total shoot N and NO3 content were greater when plants were grown in peat than in the mixed substrate or the coir. Leaf chlorophyll meter readings provided a good indication of the amount of N in the plants and increased linearly with total shoot N. Keywords Spinacia oleracea; chlorophyll meter; coir; peat; soilless culture systems

Effects of substrate type on plant growth and nitrogen and nitrate concentration in spinach.

The effects of three commercial substrates (a mixture of forest residues, composted grape husks, and white peat, black peat and coir) on plant growth and nitrogen (N) and nitrate (NO3) concentration and content were evaluated in spinach (Spinacia oleracea L. cv. Tapir). Spinach seedlings were transplanted at 45 days after emergence into Styrofoam boxes filled with the substrates and were grown during winter and early spring in an unheated greenhouse with no supplemental lighting. Each planting box was irrigated daily by drip and fertilized with a complete nutrient solution. The NO3 content of the drainage water was lower in coir than in the other substrates. However, shoot NO3 concentration was not affected by substrate type, while yield and total shoot N and NO3 content were greater when plants were grown in peat than in the mixed substrate or the coir. Leaf chlorophyll meter readings provided a good indication of the amount of N in the plants and increased linearly with total shoot N.