Buffer Capacity Allocation: A method to QoS support on MPLS networks

This paper describes an optimized model to support QoS by mean of Congestion minimization on LSPs (Label Switching Path). In order to perform this model, we start from a CFA (Capacity and Flow Allocation) model. As this model does not consider the buffer size to calculate the capacity cost, our model- named BCA (Buffer Capacity Allocation)- take into account this issue and it improve the CFA performance. To test our proposal, we perform several simulations; results show that BCA model minimizes LSP congestion and uniformly distributes flows on the network

Remaining phosphorus and sodium fluoride pH in soils with different clay contents and clay mineralogies

The remaining phosphorus (Prem) has been used for estimating the phosphorus buffer capacity (PBC) of soils of some Brazilian regions. Furthermore, the remaining phosphorus can also be used for estimating P, S and Zn soil critical levels determined with PBC-sensible extractants and for defining P and S levels to be used not only in P and S adsorption studies but also for the establishment of P and S response curves. The objective of this work was to evaluate the effects of soil clay content and clay mineralogy on Prem and its relationship with pH values measured in saturated NaF solution (pH NaF). Ammonium-oxalate-extractable aluminum exerts the major impacts on both Prem and pH NaF, which, in turn, are less dependent on soil clay content. Although Prem and pH NaF have consistent correlation, the former has a soil-PBC discriminatory capacity much greater than pH NaF.

Saliva flow rate, buffer capacity, and pH of autistic individuals

The objective of the study was to evaluate saliva flow rate, buffer capacity, pH levels, and dental caries experience (DCE) in autistic individuals, comparing the results with a control group (CG). The study was performed on 25 noninstitutionalized autistic boys, divided in two groups. G1 composed of ten children, ages 3-8. G2 composed of 15 adolescents ages 9-13. The CG was composed of 25 healthy boys, randomly selected and also divided in two groups: CG3 composed of 14 children ages 4-8, and CG4 composed of 11 adolescents ages 9-14. Whole saliva was collected under slight suction, and pH and buffer capacity were determined using a digital pHmeter. Buffer capacity was measured by titration using 0.01 N HCl, and the flow rate expressed in ml/min, and the DCE was expressed by decayed, missing, and filled teeth (permanent dentition [DMFT] and primary dentition [dmft]). Data were plotted and submitted to nonparametric (Kruskal-Wallis) and parametric (Student`s t test) statistical tests with a significance level less than 0.05. When comparing G1 and CG3, groups did not differ in flow rate, pH levels, buffer capacity, or DMFT. Groups G2 and CG4 differ significantly in pH (p = 0.007) and pHi = 7.0 (p = 0.001), with lower scores for G2. In autistic individuals aged 3-8 and 9-13, medicated or not, there was no significant statistical difference in flow rate, pH, and buffer capacity. The comparison of DCE among autistic children and CG children with deciduous (dmft) and mixed/permanent decayed, missing, and filled teeth (DMFT) did not show statistical difference (p = 0.743). Data suggest that autistic individuals have neither a higher flow rate nor a better buffer capacity. Similar DCE was observed in both groups studied.

Buffer capacity: capturing a dimension of resilience to climate change in African smallholder agriculture

Building resilience to climate change in agricultural production can ensure the functioning of agricultural-based livelihoods and reduce their vulnerability to climate change impacts. This paper thus explores how buffer capacity, a characteristic feature of resilience, can be conceptualised and used for assessing the resilience of smallholder agriculture to climate change. It uses the case of conservation agriculture farmers in a Kenyan region and examines how their practices contribute to buffer capacity. Surveys were used to collect data from 41 purposely selected conservation agriculture farmers in the Laikipia region of Kenya. Besides descriptive statistics, factor analysis was used to identify the key dimensions that characterise buffer capacity in the study context. The cluster of practices characterising buffer capacity in conservation agriculture include soil protection, adapted crops, intensification/irrigation, mechanisation and livelihood diversification. Various conservation practices increase buffer capacity, evaluated by farmers in economic, social, ecological and other dimensions. Through conservation agriculture, most farmers improved their productivity and incomes despite drought, improved their environment and social relations. Better-off farmers also reduced their need for labour, but this resulted in lesser income-earning opportunities for the poorer farmers, thus reducing the buffer capacity and resilience of the latter.

Seawater carbonate chemistry and buffer capacity of the coelomic fluid in echinoderms in a laboratory experiment

The increase in atmospheric CO2 due to anthropogenic activity results in an acidification of the surface waters of the oceans. The impact of these chemical changes depends on the considered organisms. In particular, it depends on the ability of the organism to control the pH of its inner fluids. Among echinoderms, this ability seems to differ significantly according to species or taxa. In the present paper, we investigated the buffer capacity of the coelomic fluid in different echinoderm taxa as well as factors modifying this capacity. Euechinoidea (sea urchins except Cidaroidea) present a very high buffer capacity of the coelomic fluid (from 0.8 to 1.8 mmol/kg SW above that of seawater), while Cidaroidea (other sea urchins), starfish and holothurians have a significantly lower one (from -0.1 to 0.4 mmol/kg SW compared to seawater). We hypothesize that this is linked to the more efficient gas exchange structures present in the three last taxa, whereas Euechinoidea evolved specific buffer systems to compensate lower gas exchange abilities. The constituents of the buffer capacity and the factors influencing it were investigated in the sea urchin Paracentrotus lividus and the starfish Asterias rubens. Buffer capacity is primarily due to the bicarbonate buffer system of seawater (representing about 63% for sea urchins and 92% for starfish). It is also partly due to coelomocytes present in the coelomic fluid (around 8% for both) and, in P. lividus only, a compound of an apparent size larger than 3 kDa is involved (about 15%). Feeding increased the buffer capacity in P. lividus (to a difference with seawater of about 2.3 mmol/kg SW compared to unfed ones who showed a difference of about 0.5 mmol/kg SW) but not in A. rubens (difference with seawater of about 0.2 for both conditions). In P. lividus, decreased seawater pH induced an increase of the buffer capacity of individuals maintained at pH 7.7 to about twice that of the control individuals and, for those at pH 7.4, about three times. This allowed a partial compensation of the coelomic fluid pH for individuals maintained at pH 7.7 but not for those at pH 7.4.

Phosphorus nutrition of Caustis blakei grown with two phosphorus sources of different solubility in two soils of differing phosphorus adsorption capacity

A barrier to the domestication of the phosphorus (P) sensitive Australian species Caustis blakei (Cyperaceae) is the standard production systems used commercially which invariably result in problems associated either with P deficiency or P toxicity. This paper reports on the growth responses of Caustis blakei cv. M63 to applications of fertiliser P as either monocalcium phosphate (MCP) or granulated Guano Gold (R) rock phosphate (RP) in two soils with different capacities to adsorb P. The Caustis M63 plants grown in the two soils did not show P toxicity symptoms when fertilised with RP, but shoot dry weight was 30-60% lower than the control in both soils at the highest rate of MCP-P application (156 kg ha(-1), 184 g m(-3)) and this was associated with visible symptoms of drying of the tips of the ultimate branchlets, in the Mt Cotton soil only. The greatest shoot and root dry weights were achieved by plants grown in the higher P adsorbing Palmwoods soil fertilised with RP at P rates of 30-184 g m(-3). Caustis plants grown in the Palmwoods soil had 2.3 times greater root dry weights than plants grown in the Mt Cotton soil irrespective of the P fertiliser type used. Caustis plants growing in Mt Cotton soil which did not receive P showed significantly lower shoot and root dry weight when compared to plants in the Palmwoods soil, probably due to the low initial bicarbonate-extractable P and the high buffering capacity of the Mt Cotton soil. The P concentration in shoots of Caustis fertilised with MCP at 184 g m(-3) was higher when grown in Mt Cotton soil (0.22%) than in the Palmwoods soil (0.15%). The P concentration was lower in the terminal ultimate branchlets (TUB); 0.15% for the Mt Cotton soil and 0.10% for the Palmwoods soil, suggesting that shoots would provide a more useful indicator of P toxicity than the TUB. It is interesting to speculate as to why plants in the Palmwoods soil showed greater root growth and fewer symptoms of P toxicity. This could be because the Palmwoods soil had the greater P adsorption capacity. These results indicate in ground production of Caustis cut foliage will require careful management of P nutrition and understanding of the complex soil/plant interactions associated with the acquisition of P. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

LOSS OF EXTRACTION CAPACITY OF MEHLICH-1 AND MONOCALCIUM PHOSPHATE AS A VARIABLE OF REMAINING P AND ITS RELATIONSHIP TO CRITICAL LEVELS OF SOIL PHOSPHORUS AND SULFUR

The Mehlich-1 (M-1) extractant and Monocalcium Phosphate in acetic acid (MCPa) have mechanisms for extraction of available P and S in acidity and in ligand exchange, whether of the sulfate of the extractant by the phosphate of the soil, or of the phosphate of the extractant by the sulfate of the soil. In clayey soils, with greater P adsorption capacity, or lower remaining P (Rem-P) value, which corresponds to soils with greater Phosphate Buffer Capacity (PBC), more buffered for acidity, the initially low pH of the extractants increases over their time of contact with the soil in the direction of the pH of the soil; and the sulfate of the M-1 or the phosphate of the MCPa is adsorbed by adsorption sites occupied by these anions or not. This situation makes the extractant lose its extraction capacity, a phenomenon known as loss of extraction capacity or consumption of the extractant, the object of this study. Twenty soil samples were chosen so as to cover the range of Rem-P (0 to 60 mg L-1). Rem-P was used as a measure of the PBC. The P and S contents available from the soil samples through M-1 and MCPa, and the contents of other nutrients and of organic matter were determined. For determination of loss of extraction capacity, after the rest period, the pH and the P and S contents were measured in both the extracts-soils. Although significant, the loss of extraction capacity of the acidity of the M-1 and MCPa extractants with reduction in the Rem-P value did not have a very expressive effect. A “linear plateau” model was observed for the M-1 for discontinuous loss of extraction capacity of the P content in accordance with reduction in the concentration of the Rem-P or increase in the PBC, suggesting that a discontinuous model should also be adopted for interpretation of available P of soils with different Rem-P values. In contrast, a continuous linear response was observed between the P variables in the extract-soil and Rem-P for the MCPa extractor, which shows increasing loss of extraction capacity of this extractor with an increase in the PBC of the soil, indicating the validity of the linear relationship between the available S of the soil and the PBC, estimated by Rem-P, as currently adopted.

Obtenció d'estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purins de vaca

Actualment a Catalunya existeixen zones amb importants limitacions per l’aplicació de purins al sòl, pel que és imprescindible trobar alternatives de gestió i tractament que permetin l’aprofitament adequat dels recursos continguts a les dejeccions ramaderes sense afectar el medi. La digestió anaeròbia és una de les tècniques utilitzades en el tractament de les dejeccions ramaderes. L’efluent líquid que s’obté d’aquest tractament no modifica el contingut de nitrogen i fòsfor i per tant ha de ser gestionat correctament. L’objectiu general d’aquest projecte és avaluar la precipitació d’estruvita (sal de magnesi, amoni i fosfat) com una alternativa de gestió de l’efluent líquid d’una planta de digestió anaeròbia i compostatge que tracta dejeccions ramaderes conjuntament amb altres residus orgànics. S’han avaluat els efectes dels diferents paràmetres operacionals en la formació d’estruvita (pH, temperatura, velocitat d’agitació, alcalinitat), mitjançant assaigs en discontinu amb solució sintètica. A continuació s’ha procedit a obtenir estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purí (FLD), en assaigs en discontinu per estudiar l’efecte del contingut de matèria orgànica i sòlids Totals (ST), així com el contingut en fosfats i el pH de reacció. Finalment, s’han optimitzat els paràmetres de procés en continu, mitjançant la posada en marxa d’un reactor a escala de laboratori i estudi de l’efecte de la velocitat d’agitació i de la introducció del stripping de CO2, tant amb solució sintètica com amb la fracció líquida digerida del purí. Dels resultats obtinguts es pot concloure que els factors que tenen una major influència en el procés d’obtenció d’estruvita són el pH (el pH òptim es situa al voltant de 9), i la presència de matèria orgànica i sòlids ens suspensió, que interfereix de forma quantitativa i qualitativa en la formació de l’estruvita. En el procés en continu s’ha aconseguit reduccions d’un 84% i 98% d’amoni i fòsfor respectivament, obtenintse estruvita que pot ser utilitzada com a fertilitzant d’alliberació lenta. Es pot concloure que la precipitació d’estruvita és una bona alternativa per millorar la gestió de les dejeccions ramaderes alhora que permet recuperar nutrients i tancar cicles. La combinació amb un tractament previ que elimini la matèria orgànica, com podria ser la digestió anaeròbia, i una separació de fases, per eliminar els sòlids en suspensió, es presenta com una configuració amb molts avantatges.

Evaluation of Sikora instead of SMP buffer to estimate the potential acidity of brazilian soils

Despite the efficiency of the Shoemaker, McLean, Pratt (SMP) buffer method in estimating soil acidity, the presence of p-nitrophenol and potassium chromate in the solution, both hazardous substances, has caused increasing environmental concerns. The purpose of this study was to test Sikora method (Sikora, 2006) as an alternative to the adapted SMP buffer method, generally used to estimate potential acidity of Southern Brazilian soils. For the test, 21 soils in the South and Cerrado regions of Brazil were sampled. (1) The potential acidity values of these soils range from 35.95 to 4.02 cmol c kg-1 of soil, reflecting a wide acidity variation. The Sikora buffer does not mimic the adapted SMP buffer used in Southern Brazil, since the former has a low ability to distinguish soils with different acidity from each other, probably due to the higher buffer capacity than of the adapted SMP solution.

Obtenció d'estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purins de vaca

Actualment a Catalunya existeixen zones amb importants limitacions per l’aplicació de purins al sòl, pel que és imprescindible trobar alternatives de gestió i tractament que permetin l’aprofitament adequat dels recursos continguts a les dejeccions ramaderes sense afectar el medi. La digestió anaeròbia és una de les tècniques utilitzades en el tractament de les dejeccions ramaderes. L’efluent líquid que s’obté d’aquest tractament no modifica el contingut de nitrogen i fòsfor i per tant ha de ser gestionat correctament. L’objectiu general d’aquest projecte és avaluar la precipitació d’estruvita (sal de magnesi, amoni i fosfat) com una alternativa de gestió de l’efluent líquid d’una planta de digestió anaeròbia i compostatge que tracta dejeccions ramaderes conjuntament amb altres residus orgànics. S’han avaluat els efectes dels diferents paràmetres operacionals en la formació d’estruvita (pH, temperatura, velocitat d’agitació, alcalinitat), mitjançant assaigs en discontinu amb solució sintètica. A continuació s’ha procedit a obtenir estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purí (FLD), en assaigs en discontinu per estudiar l’efecte del contingut de matèria orgànica i sòlids Totals (ST), així com el contingut en fosfats i el pH de reacció. Finalment, s’han optimitzat els paràmetres de procés en continu, mitjançant la posada en marxa d’un reactor a escala de laboratori i estudi de l’efecte de la velocitat d’agitació i de la introducció del stripping de CO2, tant amb solució sintètica com amb la fracció líquida digerida del purí. Dels resultats obtinguts es pot concloure que els factors que tenen una major influència en el procés d’obtenció d’estruvita són el pH (el pH òptim es situa al voltant de 9), i la presència de matèria orgànica i sòlids ens suspensió, que interfereix de forma quantitativa i qualitativa en la formació de l’estruvita. En el procés en continu s’ha aconseguit reduccions d’un 84% i 98% d’amoni i fòsfor respectivament, obtenintse estruvita que pot ser utilitzada com a fertilitzant d’alliberació lenta. Es pot concloure que la precipitació d’estruvita és una bona alternativa per millorar la gestió de les dejeccions ramaderes alhora que permet recuperar nutrients i tancar cicles. La combinació amb un tractament previ que elimini la matèria orgànica, com podria ser la digestió anaeròbia, i una separació de fases, per eliminar els sòlids en suspensió, es presenta com una configuració amb molts avantatges.

Synaptic vesicle pool size, release probability and synaptic depression are sensitive to Ca2+ buffering capacity in the developing rat calyx of Held

The calyx of Held, a specialized synaptic terminal in the medial nucleus of the trapezoid body, undergoes a series of changes during postnatal development that prepares this synapse for reliable high frequency firing. These changes reduce short-term synaptic depression during tetanic stimulation and thereby prevent action potential failures during a stimulus train. We measured presynaptic membrane capacitance changes in calyces from young postnatal day 5-7 (p5-7) or older (p10-12) rat pups to examine the effect of calcium buffer capacity on vesicle pool size and the efficiency of exocytosis. Vesicle pool size was sensitive to the choice and concentration of exogenous Ca2+ buffer, and this sensitivity was much stronger in younger animals. Pool size and exocytosis efficiency in p5-7 calyces were depressed by 0.2 mM EGTA to a greater extent than with 0.05 mM BAPTA, even though BAPTA is a 100-fold faster Ca2+ buffer. However, this was not the case for p10-12 calyces. With 5 mM EGTA, exocytosis efficiency was reduced to a much larger extent in young calyces compared to older calyces. Depression of exocytosis using pairs of 10-ms depolarizations was reduced by 0.2 mM EGTA compared to 0.05 mM BAPTA to a similar extent in both age groups. These results indicate a developmentally regulated heterogeneity in the sensitivity of different vesicle pools to Ca2+ buffer capacity. We propose that, during development, a population of vesicles that are tightly coupled to Ca2+ channels expands at the expense of vesicles more distant from Ca2+ channels.

Einfluß der Gewässerversauerung auf Hyporheos und Bryorheos: Untersuchungen an zwei Waldbächen im Westharz

Im Rahmen der Fallstudie Harz sollte an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung ein Beitrag zur Klärung der Frage geleistet werden, inwieweit zwei Zuläufe der Sösetalsperre im Westharz versauert bzw. versauerungsgefährdet sind; aus diesem Stausee wird Trinkwasser für mehrere Gemeinden in Norddeutschland gewonnen. Die Belastung des fast vollständig bewaldeten Einzugsgebiets der Sösetalsperre mit luftbürtigen Schadstoffen (Saurer Regen) zählte zu den höchsten in Mitteleuropa. An jeweils drei Untersuchungsstellen der beiden Bäche Alte Riefensbeek (R1 bis R3) und Große Söse (S1 bis S3) wurden zwischen März 1987 und November 1988 Proben aus Moospolstern und dem hyporheischen Interstitial entnommen und physikalisch, chemisch und biologisch untersucht. Ergänzend wurden Wasserproben zwischen März 1986 und Oktober 1991 sowie vom April 1998 ebenso wie qualitative Fänge von Makroinvertebraten zwischen November 1986 und Juli 1990 sowie vom April 1998 ausgewertet. Die Analyse der tierischen Besiedlung der Moos- und Interstitialproben beschränkte sich auf die taxonomischen Gruppen Turbellaria (Strudelwürmer), Mollusca (Weichtiere), Amphipoda (Flohkrebse), Ephemeroptera (Eintagsfliegen), Plecoptera (Steinfliegen), Heteroptera (Wanzen), Megaloptera (Schlammfliegen), Coleoptera (Käfer), Trichoptera (Köcherfliegen) und Diptera (Zweiflügler). Der Grundsatz, daß normalverteilte und nicht normalverteilte Daten statistisch unterschiedlich behandelt werden müssen, wurde konsequent angewandt. Am Beispiel der Choriotopstruktur wurde gezeigt, daß die Auswahl des Analyseverfahrens das Ergebnis der ökologischen Interpretation multivariater statistischer Auswertung beeinflußt. Die Daten der Korngrößen-Verteilung wurden vergleichend einer univariaten und einer multivariaten statistischen Analyse unterworfen. Mit dem univariaten Verfahren wurden die Gradienten der ökologisch relevanten Korngrößen-Parameter eher erkannt als mit dem multivariaten Verfahren. Die Auswirkungen von Gewässerversauerung sowie anderer Umweltfaktoren (insgesamt 42 Faktoren) auf die Lebensgemeinschaften wurden anhand der Parameter Artenzahl, Besiedlungsdichte, Körpergröße und Biomasse untersucht. Abundanz, Biomasse und Körpergröße sowie die Umweltfaktoren wurden auf einem horizontalen Gradienten, d.h. im Längslauf der Bäche, und auf einem vertikalen Gradienten, d.h. fließende Welle / Bryorheon / Benthon versus Hyporheon, untersucht. Es wurde ein terminologisches System für die Kompartimente in der Fließgewässer-Aue vorgeschlagen, das in sich einheitlich ist. Es wurde ein neuer Moos-Vitalitätsindex für die Moospolster vorgestellt. Es wurden Bestimmungsschlüssel für die Larven der Chloroperlidae (Steinfliegen-Familie) und der Empididae (Tanzfliegen) in den beiden Harzbächen entwickelt. Die untersuchten Bachstrecken waren frei von Abwasserbelastung. An zwei Stellen wurde Wasser für einen Forellenteich ausgeleitet. Abgesehen von zwei meterhohen Abstürzen in der Großen Söse waren wasserbauliche Veränderungen ohne große Bedeutung. Das Abfluß-Regime war insofern nicht mehr natürlich, als beide Bäche in das System der bergbaulichen Bewässerungsgräben des Oberharzes eingebunden sind. Die Söse hatte ein F-nivopluviales Abfluß-Regime, der abflußreichste Doppelmonat war der März / April, die Unregelmäßigkeit des Abfluß-Regimes war sehr hoch, die Vorhersagbarkeit sehr niedrig, die monatlichen Abfluß-Maxima wiesen eine sehr geringe Konstanz auf. Der Zeitraum der biologischen Probenahme wurde von überdurchschnittlich vielen Tagen mit mäßig erhöhten Abflüssen geprägt, sehr große Hochwasser-Wellen fehlten aber. Die Abfluß-Dynamik wurde statistisch beschrieben. Das hydraulische Regime wurde anhand der Meßgrößen Fließgeschwindigkeit, Fließkraft und FROUDE-Zahl dargestellt. Der Zusammenhang zwischen Abfluß und Fließgeschwindigkeit auf der einen Seite und der Korngrößen-Verteilung auf der anderen Seite wurde statistisch untersucht, ebenfalls zwischen dem Abfluß und dem Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel sowie dem Wasserchemismus. In den Phasen ohne Hochwasser hatte das Hyporheal die Funktion einer Senke für Feinstkörner. Das Bachbett der Alten Riefensbeek war stabiler als das der Großen Söse. Insgesamt gesehen war das hyporheische Sediment in den quellnahen Abschnitten grobkörniger und auf den quellfernen Strecken feinkörniger. Der prozentuale Anteil der Feinstkörner im Hyporheal und Benthal nahm aber im Längslauf der Bäche ab. Dies ist ungewöhnlich, konnte aber nicht plausibel mit geologischen und hydrologischen Meßgrößen erklärt werden. Beide Bäche waren sommerkalt. Der Einfluß der Wassertemperatur auf die Larvalentwicklung wurde beispielhaft an den Taxa Baetis spp. und Leuctra gr. inermis untersucht. Es gab eine Tendenz, daß der Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel vom Benthal in das Hyporheal anstieg. Dies war ein weiterer Hinweis darauf, daß das Hyporheal die Funktion einer Senke und Vorratskammer für Nährstoffe hat. Der Zusammenhang zwischen partikulärer und gelöster Kohlenstoff-Fraktion wurde diskutiert. Im Hyporheon war die Nitrifikation nicht stärker als in der fließenden Welle. Es gab Hinweise, daß die sauren pH-Werte in der Großen Söse die Nitrifikation hemmten. Die Valenzen der Moos- und Tier-Taxa bezüglich Fließgeschwindigkeit, pH-Wert, Alkalinität sowie der Gehalte von Sauerstoff, Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium wurden zusammengestellt. Das hyporheische Sediment war sehr grob und hatte eine hohe Porosität. Der Austausch zwischen fließender Welle und hyporheischem Wasser konnte deshalb sehr schnell erfolgen, es gab keine intergranulare Sprungschicht, die physikalischen und chemischen Tiefengradienten waren in den meisten Fällen gar nicht ausgeprägt oder nur sehr flach. Die Wassertemperatur des Freiwassers unterschied sich nicht signifikant von derjenigen im hyporheischen Wasser. Es gab -- von wenigen Ausnahmen bei pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt abgesehen -- keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Wasserchemismus der fließenden Welle und dem des Hyporheals. Die physikalischen und chemischen Voraussetzungen für die Refugialfunktion des Hyporheons waren deshalb für versauerungsempfindliche Taxa nicht gegeben. In der Tiefenverteilung der untersuchten Tiergruppen im Hyporheal lag das Maximum der Abundanz bzw. Biomasse häufiger in 10 cm als in 30 cm Tiefe. Daraus läßt sich aber keine allgemeine Gesetzmäßigkeit ableiten. Es wurde durchgehend die Definition angewendet, daß die Gewässerversauerung durch den Verlust an Pufferkapazität charakterisiert ist. Saure Gewässer können, müssen aber nicht versauert sein; versauerte Gewässer können, müssen aber nicht saures Wasser haben. Maßstab für das Pufferungsvermögen eines Gewässers ist nicht der pH-Wert, sondern sind die Alkalinität und andere chemische Versauerungsparameter. Der pH-Wert war auch operativ nicht als Indikator für Gewässerversauerung anwendbar. Die chemische Qualität des Bachwassers der Großen Söse entsprach aufgrund der Versauerung nicht den umweltrechtlichen Vorgaben bezüglich der Parameter pH-Wert, Aluminium, Eisen und Mangan, bzgl. Zink galt dies nur an S1. In der Alten Riefensbeek genügte das Hyporheal-Wasser in 30 cm Tiefe an R2 bzgl. des Sauerstoff-Gehalts nicht den umweltrechtlichen Anforderungen. Nur im Freiwasser an R1 genügten die Ammonium-Werte den Vorgaben der EG-Fischgewässer-Richtlinie, der Grenzwert wurde an allen anderen Meßstellen und Entnahmetiefen überschritten. Das BSB-Regime in allen Entnahmetiefen an R2, im Freiwasser an R3 und S1, im Hyporheal an R1 sowie in 30 cm Tiefe an R3 genügte nicht den Anforderungen der Fischgewässer-Richtlinie. Der Grenzwert für Gesamt-Phosphor wurde an S3 überschritten. In der Großen Söse war der Aluminium-Gehalt so hoch, daß anorganisches und organisches Aluminium unterschieden werden konnten. Besonders hohe Gehalte an toxischem anorganischen Aluminium wurden an Tagen mit Spitzen-Abflüssen und Versauerungsschüben gemessen. Erst die Ermittlung verschiedener chemischer Versauerungsparameter zeigte, daß auch die alkalischen Probestellen R2 und R3 mindestens versauerungsempfindlich waren. Die Messung bzw. Berechnung von chemischen Versauerungsparametern sollte deshalb zum Routineprogramm bei der Untersuchung von Gewässerversauerung gehören. Zu Beginn des Untersuchungsprogramms war angenommen worden, daß die mittleren und unteren Abschnitte der Alten Riefensbeek unversauert sind. Dieser Ansatz des Untersuchungsprogramms, einen unversauerten Referenzbach (Alte Riefensbeek) mit einem versauerten Bach (Große Söse) zu vergleichen, mußte nach der Berechnung von chemischen Versauerungsindikatoren sowie der Analyse der Abundanz- und Biomasse-Werte modifiziert werden. Es gab einen Versauerungsgradienten entlang der Probestellen: R1 (unversauert) R2 und R3 (versauerungsempfindlich bis episodisch leicht versauert) S2 und S3 (dauerhaft versauert) S1 (dauerhaft stark versauert). An S1 war das Hydrogencarbonat-Puffersystem vollständig, an S2 und S3 zeitweise ausgefallen. Die Versauerungslage an R2 und R3 war also schlechter als vorausgesehen. Unterschiede im Versauerungsgrad zwischen den Meßstellen waren nicht so sehr in unterschiedlichen Eintragsraten von versauernden Stoffen aus der Luft begründet, sondern in unterschiedlichen Grundgesteinen mit unterschiedlichem Puffervermögen. Der Anteil der verschiedenen sauren Anionen an der Versauerung wurde untersucht, die chemischen Versauerungsmechanismen wurden mit Hilfe von Ionenbilanzen und verschiedenen Versauerungsquotienten analysiert. Die beiden untersuchten Bäche waren von anthropogener Versauerung betroffen. Dabei spielte die Schwefel-Deposition (Sulfat) eine größere Rolle als die Stickstoff-Deposition (Nitrat). Die Probestelle S1 war immer schon in unbekanntem Maß natürlich sauer. Dieser natürlich saure Zustand wurde von der hinzugekommenen anthropogenen Versauerung bei weitem überragt. Die wenigen gewässerökologischen Daten, die im Wassereinzugsgebiet der Söse vor 1986 gewonnen wurden, deuten darauf hin, daß die Versauerung in den 70er und in der ersten Hälfte der 80er Jahre vom Boden und Gestein in die Bäche durchgeschlagen war. Dieser Versauerungsprozeß begann vermutlich vor 1973 in den Quellen auf dem Acker-Bruchberg und bewegte sich im Laufe der Jahre immer weiter talwärts in Richtung Trinkwasser-Talsperre. Der Mangel an (historischen) freilandökologischen Grundlagendaten war nicht nur im Untersuchungsgebiet, sondern ist allgemein in der Versauerungsforschung ein Problem. Wenn sich das Vorkommen von nah verwandten Arten (weitgehend) ausschließt, kann dies an der Versauerung liegen, z.B. war die Alte Riefensbeek ein Gammarus-Bach, die Große Söse ein Niphargus-Bach; dieses muß aber nicht an der Versauerung liegen, z.B. fehlte Habroleptoides confusa im Hyporheos an R3, Habrophlebia lauta hatte dagegen ihr Abundanz- und Biomasse-Maximum an R3. Zugleich lag das Maximum des prozentualen Anteils von Grobsand an R3, eine mögliche Ursache für diese interspezifische Konkurrenz. Die biologische Indikation von Gewässerversauerung mit Hilfe der Säurezustandsklassen funktionierte nicht in den beiden Harzbächen. Es wurde deshalb ein biologischer Versauerungsindex vorgeschlagen; dieser wurde nicht am pH-Wert kalibriert, sondern an der chemischen Versauerungslage, gekennzeichnet durch die Alkalinität und andere chemische Meßgrößen der Versauerung. Dafür wurden aufgrund der qualitativen und quantitativen Daten die häufigeren Taxa in die vier Klassen deutlich versauerungsempfindlich, mäßig versauerungsempfindlich, mäßig versauerungstolerant und deutlich versauerungstolerant eingeteilt. Es reicht nicht aus, die biologischen Folgen von Gewässerversauerung sowie Veränderungen in der Nährstoff-Verfügbarkeit und im sonstigen Wasserchemismus nur anhand der Artenzahl oder des Artenspektrums abzuschätzen. Vielmehr müssen quantitative Methoden wie die Ermittlung der Abundanzen angewandt werden, um anthropogene und natürliche Störungen des Ökosystems zu erfassen. Es wurde eine Strategie für die behördliche Gewässergüteüberwachung von Bachoberläufen vorgeschlagen, die flächendeckend die Versauerungsgefährdung erfassen kann. Die Auswirkungen der zeitlichen Dynamik des Versauerungschemismus wurden am Beispiel des versauerungsempfindlichen Taxons Baetis spp. (Eintagsfliegen) dargestellt. An S2 und S3 kam es zu starken Versauerungsschüben. Baetis konnte sich nicht ganzjährig halten, sondern nur in versauerungsarmen Phasen im Sommer und im Herbst; es gab einen Besiedlungskreislauf aus Ausrottungs- und Wiederbesiedlungsphasen. Die temporäre Population von Baetis an S2 und S3 bestand nur aus ersten Larvenstadien. Die Probestellen wurden auf horizontalen Gradienten der Umweltfaktoren angeordnet. Bei einigen Parametern gab es keinen Gradienten (z.B. Sauerstoff-Gehalt), bei anderen Parametern waren die Meßstellen auf sehr flachen Gradienten angeordnet (z.B. C:N-Quotient der Feinstkörner), bei den restlichen Meßgrößen waren die Gradienten sehr deutlich (z.B. Alkalinität). Bei den Längsgradienten von Abundanz und Biomasse waren alle Möglichkeiten vertreten: Zunahme (z.B. Leuctra pseudosignifera), Abnahme (z.B. Gammarus pulex), Maximum an der mittleren Probestelle (z.B. Leuctra pseudocingulata) und kein signifikanter Trend (z.B. Nemoura spp.). Abundanz und Biomasse zahlreicher taxonomischer Einheiten hatten ihr Maximum im Längslauf an den quellnächsten Probestellen R1 und S1, z.B. Protonemura spp. und Plectrocnemia spp. Die Lebensgemeinschaften an R1 und S1 waren allerdings völlig unterschiedlich zusammengesetzt. Die häufig vertretene Annahme, versauerte Gewässer seien biologisch tot, ist falsch. Unter Anwendung des 3. biozönotischen Grundprinzips wurde das Maximum von Abundanz und Biomasse in den quellnahen Abschnitten mit dem eustatistischen (stabilen) Regime von Wassertemperatur, Abfluß und Protonen-Gehalt, in der Alten Riefensbeek auch von Alkalinität und ALMER-Relation erklärt. Aufgrund der natürlichen und anthropogenen Störungen war im Längslauf der untersuchten Bäche keine natürliche biozönotische Gliederung des Artenbestands erkennbar. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und der Taxazahl ergaben, daß in erster Linie versauerungsrelevante Parameter -- Gehalte saurer Anionen, basischer Kationen und von Metallen, Alkalinität usw. -- die höchsten Korrelationskoeffizienten mit der Taxa-Zahl hatten; unter den natürlichen Meßgrößen zählten nur die Gehalte von DOC und TIC sowie der Anteil der Sande zu der Gruppe mit den höchsten Korrelationskoeffizienten. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und den Abundanzen ergab dagegen, daß die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft nicht nur durch die anthropogene Gewässerversauerung, sondern mindestens genauso durch einige natürliche Meßgrößen beeinflußt wurde. Es gab in den Harzbächen keinen ökologischen Superfaktor, der die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft überwiegend bestimmte. Auch die Meßgrößen der anthropogenen Gewässerversauerung waren nicht solch ein Superfaktor. Einen ähnlich hohen Einfluß auf die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft hatten die geologisch bestimmten Umweltfaktoren Leitfähigkeit und TIC-Gehalt, der von der Landnutzung bestimmte DOC-Gehalt sowie der Chlorid-Gehalt, der geologisch, möglicherweise aber auch durch den Eintrag von Straßensalz bestimmt wird. Die Mischung von anthropogenen und natürlichen Faktoren wurde in einem Modell der Wirkung von abiotischen Faktoren auf Bryorheos und Hyporheos dargestellt. Als Beispiel für die zeitliche Nutzung ökologischer Nischen wurde die Verteilung der Larven und Adulten der Dryopidae (Hakenkäfer) im Hyporheos und Bryorheos untersucht. Die Larven wurden vorzugsweise im Hyporheon, die Adulten im Bryorheon angetroffen. Die untersuchten Taxa wurden in die Varianten bryorheobiont, bryorheophil, bryorheotolerant, bryorheoxen und bryorheophob bzw. hyporheobiont, hyporheophil, hyporheotolerant, hyporheoxen und hyporheophob eingeteilt, um ihre räumliche Nutzung ökologischer Nischen zu beschreiben. Die gängige Lehrmeinung, daß das Hyporheon die Kinderstube benthaler Makroinvertebraten ist, konnte für zahlreiche Taxa bestätigt werden (z.B. Habrophlebia lauta). Für die bryorheophilen Taxa (z.B. Gammarus pulex und Baetis spp.) trifft diese Lehrmeinung in den beiden Harzbächen nicht zu. Vielmehr übernimmt das Bryorheon die Funktion einer Kinderstube. Die Larven von Plectrocnemia conspersa / geniculata sowie von Baetis spp. und Amphinemura spp. / Protonemura spp. neben Gammarus pulex zeigten eine Habitatbindung, die erstgenannte Gattung an das Hyporheal, die letztgenannten 3 Taxa an untergetauchte Moospolster (Bryorheal). Die Idee von der Funktion des Hyporheals als Kinderstube der Larven und Jungtiere, als Schutzraum gegen die Verdriftung durch Strömung und vor Fraßdruck durch Räuber sowie als Ort hohen Nahrungsangebots mußte für die letztgenannten 3 Taxa abgelehnt werden. Für sie übernahm das Bryorheal diese Aufgaben. Zwar waren die beiden Bäche oligotroph und die Nahrungsqualität der Feinstkörner im Hyporheal war niedrig. Die Abundanz- und Biomasse-Werte im Bryorheos und Hyporheos gehörten aber zu den weltweit höchsten. Es wurde das Paradoxon diskutiert, daß im Hyporheon der beiden Bäche Diatomeen-Rasen gefunden wurden, obwohl das Hyporheon lichtlos sein soll. Das Hyporheon wurde als ein Ökoton zwischen Benthon / Rheon und Stygon angesehen. Es wurden vier Haupttypen des Hyporheons beschrieben. Wegen des sehr unterschiedlichen Charakters des Hyporheons in verschiedenen Fließgewässern gibt es keinen einheitlichen Satz von abiotischen und biotischen Faktoren, mit denen das Hyporheon vom Benthon und Stygon abgegrenzt werden kann. In den beiden Harzbächen ähnelte das Hyporheon mehr dem Benthon als dem Stygon. Es konnte nicht anhand der chemischen Meßgrößen vom Benthon abgegrenzt werden, sondern anhand der physikalischen Meßgrößen Trübung und der Anteile von Feinsand und Schluffe/Tone sowie anhand der biologischen Parameter Summen-Abundanz und Summen-Biomasse. Aus der Typologie des Hyporheons folgt, daß ein bestimmtes Hyporheon nicht alle in der Literatur beschriebenen Funktionen innerhalb der Fließgewässer-Aue übernehmen kann. Es wurde ein Schema entwickelt, mit dem sich die optimale Liste der Parameter für die Untersuchung eines bestimmten Hyporheons auswählen läßt. Der Tendenz in der Fließgewässer-Ökologie, immer neue Konzepte zu entwickeln, die allgemeingültig sein sollen, wurde das Konzept vom individuellen Charakter von Fließgewässer-Ökosystemen entgegengestellt.

Does recombinant human Epo increase exercise capacity by means other than augmenting oxygen transport?

[EN] This study was performed to test the hypothesis that administration of recombinant human erythropoietin (rHuEpo) in humans increases maximal oxygen consumption by augmenting the maximal oxygen carrying capacity of blood. Systemic and leg oxygen delivery and oxygen uptake were studied during exercise in eight subjects before and after 13 wk of rHuEpo treatment and after isovolemic hemodilution to the same hemoglobin concentration observed before the start of rHuEpo administration. At peak exercise, leg oxygen delivery was increased from 1,777.0+/-102.0 ml/min before rHuEpo treatment to 2,079.8+/-120.7 ml/min after treatment. After hemodilution, oxygen delivery was decreased to the pretreatment value (1,710.3+/-138.1 ml/min). Fractional leg arterial oxygen extraction was unaffected at maximal exercise; hence, maximal leg oxygen uptake increased from 1,511.0+/-130.1 ml/min before treatment to 1,793.0+/-148.7 ml/min with rHuEpo and decreased after hemodilution to 1,428.0+/-111.6 ml/min. Pulmonary oxygen uptake at peak exercise increased from 3,950.0+/-160.7 before administration to 4,254.5+/-178.4 ml/min with rHuEpo and decreased to 4,059.0+/-161.1 ml/min with hemodilution (P=0.22, compared with values before rHuEpo treatment). Blood buffer capacity remained unaffected by rHuEpo treatment and hemodilution. The augmented hematocrit did not compromise peak cardiac output. In summary, in healthy humans, rHuEpo increases maximal oxygen consumption due to augmented systemic and muscular peak oxygen delivery.

Erosion in relation to nutrition and the environment.

When considering the erosive potential of a food or drink, a number of factors must be taken into account. pH is arguably the single most important parameter in determining the rate of erosive tissue dissolution. There is no clear-cut critical pH for erosion as there is for caries. At low pH, it is possible that other factors are sufficiently protective to prevent erosion, but equally erosion can progress in acid of a relatively high pH in the absence of mitigating factors. Calcium and phosphate concentration, in combination with pH, determine the degree of saturation with respect to tooth minerals. Solutions supersaturated with respect to enamel or dentine will not cause them to dissolve, meaning that given sufficient common ion concentrations erosion will not proceed, even if the pH is low. Interestingly, the addition of calcium is more effective than phosphate at reducing erosion in acid solutions. Today, several calcium-enriched soft drinks are on the market, and acidic products with high concentrations of calcium and phosphorus are available (such as yoghurt), which do not soften the dental hard tissues. The greater the buffering capacity of the drink or food, the longer it will take for the saliva to neutralize the acid. A higher buffer capacity of a drink or foodstuff will enhance the processes of dissolution because more release of ions from the tooth mineral is required to render the acid inactive for further demineralization. Temperature is also a significant physical factor; for a given acidic solution, erosion proceeds more rapidly the higher the temperature of that solution. In recent years, a number of interesting potentially erosion-reducing drink and food additives have been investigated.

Southern Ocean CO2 uptake and buffer factor from model run 2012-2100, with links to model results

The Southern Ocean is a key region for global carbon uptake and is characterised by a strong seasonality with the annual CO2 uptake being mediated by biological carbon draw-down in summer. Here, we show that the contribution of biology to CO2 uptake will become even more important until 2100. This is the case even if biological production remains unaltered and can be explained by the decreasing buffer capacity of the ocean as its carbon content increases. The same amount of biological carbon draw-down leads to a more than twice as large reduction in CO2 (aq) concentration and hence to a larger CO2 gradient between ocean and atmosphere that drives the gas-exchange. While the winter uptake south of 44°S changes little, the summer uptake increases largely and is responsible for the annual mean response. The combination of decreasing buffer capacity and strong seasonality of biological carbon draw-down introduces a strong and increasing seasonality in the anthropogenic carbon uptake.