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Lake size is a strong control on lake function and on how lakes interact with the environment. For example, lake size is related to carbon burial rates in lake sediments. Lake size distribution (the number of small, medium, and large lakes per unit area) can be used to extrapolate lake function to landscapes at local, regional and global scales. This research examined the utility of using radar satellite imagery (ALOS PALSAR) and existing spatial data (CanVec) for the construction of a new Canadian lake database, which was then used to estimate carbon accumulation in Canadian boreal lake sediments. The capability of ALOS PALSAR images for classifying lakes from eight pilot regions across Canada was assessed by direct comparison to existing CanVec data. The PALSAR lake classification differed between -1.8% to 18.0% for overall lake area and -56.0% to 196.0% for overall lake count compared to CanVec. The wide range in difference can be explained by limitations in resolution, classification method, and how a lake was defined. While the temporal resolution of PALSAR was superior, it did not provide better spatial resolution and accuracy than existing datasets. PALSAR’s utility therefore is in short term change determination. Consequently, CanVec was used to construct the final database describing lake distribution in Canada, resulting in over 13.2 million features with a total area of almost 1.2 million km2. Lake database results suggest that the scaling rules used in previous studies to estimate the number of very small lakes regionally and globally have limits. The use of real lake data allowed for a better understanding of regional differences in lake distribution across Canada that was not possible with scaling rule approaches. Estimates of carbon accumulation in boreal Canada lake sediments based on the new CanVec lake distribution and literature-based accumulation rates ranged from 1.65 and 2.34 Mt C yr-1, or roughly equal to the carbon emissions of 300,000-450,000 cars per year. Similarly, it would require only 36 years for Canada’s total annual emissions to account for all the carbon accumulation in Canadian boreal lakes over the Holocene (last 10,000 years). Thematic products derived from the lake database suggest that number of lakes is more important than the distribution of small, medium and large lakes when estimating carbon accumulation in the lake sediments of boreal Canada. / Graduate

Le présent travail rapporte les résultats d’une étude menée sur la variation de la tolérance et de l’accumulation des métaux dans le genre Haumaniastrum. Dans l’arc cuprifère katangais, les concentrations en métaux et particulièrement cuivre et cobalt, sont très élevées. L’exploitation minière apporte la création d’emploi mais aussi la modification du milieu. Les rejets miniers mal gérés causent des problèmes environnementaux et de santé publique pour les populations locales. La présence d’importantes concentrations de ces éléments traces métalliques dans le sol a constitué la pression de sélection d’espèces les mieux adaptées. Sur ces sols contaminés, poussent des plantes appelées métallophytes qui peuvent être utilisées pour la phytoremédiation. Cependant les mécanismes de tolérance et d’accumulation des métaux de cette flore sont peu connus. Nous avons choisi un système d’étude exceptionnel composé de trois espèces du genre Haumaniastrum avec des comportements différents. (i) H. katangense, une cuprophyte facultative à large distribution pousse sur des sols dont la concentration en cuivre varie entre 400 et 1000 mg Cu kg-1, (ii) H. robertii, cuprophyte stricte endémique des sols cupro-cobaltifères de l’arc cuprifère à faible distribution, croît sur des sols dont la concentration en cuivre peut aller jusqu’à 100.000 mg Cu kg-1 et H. villosum, une non cuprophyte à très large distribution, pousse exclusivement sur des sols non contaminés. La croissance et l’accumulation dans les plantes exposées à un excès en Cu et en Cu/Co dans une culture hydroponique pendant trois semaines de traitement ont été analysées. Ces analyses ont également été effectuées au niveau intraspécifique dans quatre populations d’H. katangense. Contrairement à l’espèce non métallicole parente et à celle non parente contrôle (Nicotiana plumbaginifolia), les deux espèces métallophytes poussent mieux en présence de Cu à la concentration de base contenant 0,1 µM Cu et pour H. robertii, un excès en Cu et en Co est indispensable pour faire pousser cette espèce en milieu hydroponique. Pour les métallophytes, la croissance diminue à 100 µM Cu et H. robertii est plus tolérante que H. katangense. Une variation dans la tolérance au Cu est observée entre les quatre populations d’H. katangense comme pour Crepidorhopalon tenuis et Anisopappus chinensis.Les résultats des analyses minérales montrent que l'accumulation du Co et du Cu se fait préférentiellement dans la racine que dans la partie aérienne. Cependant, l'accumulation du Cu dans les plantes augmente lorsque sa concentration s'élève dans le milieu alors que l'accumulation du Co dépend de l'espèce étudiée. Quand on ajoute le Co dans le substrat, les espèces accumulent plus de Cu dans les parties aériennes et les racines. Par ailleurs, dans des conditions physiologiques de culture sans ou avec peu de toxicité, H. katangense et H. robertii hyperaccumulent le Co dans les feuilles au seuil de 300 ppm sans signe de toxicité à une faible concentration de Co dans le milieu de culture. Aucune des deux espèces cuprophytes n’hyperaccumule le Cu dans nos conditions de culture contrôlées testées mais les plantes de H. robertii récoltées in situ hyperaccumulent le Cu. Toutes les populations de H. katangense hyperaccumulent le Co mais pas le Cu dans nos conditions de culture contrôlées tandis que la population de H. katangense de Kamatanda récoltée in situ hyperaccumule le Cu et celle de Fungurume hyperaccumule le Co au seuil de 300 ppm. Il semble donc que la tolérance des métallophytes soit basée sur une exclusion du Cu au niveau des parties aériennes, ce qui n’est pas le cas du Co. La variabilité observée entre les populations d’H. katangense ne serait pas génétique mais plutôt liée à la tolérance de chaque population à tolérer les conditions du milieu. Le Cu et le Co ne sont pas co-accumulés dans les mêmes tissus des feuilles ou des racines. Le Cu reste plus à l’extérieur et le Co diffuse à l’intérieur des tissus. Ce qui indiquerait que les deux métaux possèdent des transporteurs différents.En outre, une quantification de certains métabolites connus pour le rôle de ligand ou d’antioxydant a été effectuée. Haumaniastrum villosum synthétise autant de citrate que les métallophytes mais plus de proline. Contrairement aux métallophytes, H. villosum est incapable d’augmenter la production de glutathion lors d’un excès de Cu. La tolérance des métallophytes à des concentrations élevées des métaux semble reposer en partie sur leur capacité anti-oxydante mais la synthèse de chaque métabolite dépend de l’espèce. Enfin certains traits liés à la tolérance des plantes aux milieux stressants ont été mesurés par une approche in situ et ex situ. Des mesures des traits morphologiques, reproducteurs et foliaires ont été effectuées in situ et ex situ au jardin de la Faculté des Sciences Agronomiques de l’UNILU. Les résultats montrent que les traits semblent être modelés par le Co et d’autres conditions du milieu. H. villosum est plus sensible au Cu que H. katangense quand celui-ci augmente dans le substrat. En outre, les variations observées entre les quatre populations d’H. katangense récoltées in situ sont liées aux conditions du milieu et les plantes in situ sont soumises à un stress moins intense que dans leur milieu naturel.Ce travail apporte de nouvelles connaissances de base pour comprendre les mécanismes de tolérance et d’accumulation des métaux des espèces de la flore du Cu du Katanga.Le présent travail rapporte les résultats d’une étude menée sur la variation de la tolérance et de l’accumulation des métaux dans le genre Haumaniastrum. Dans l’arc cuprifère katangais, les concentrations en métaux et particulièrement cuivre et cobalt, sont très élevées. L’exploitation minière apporte la création d’emploi mais aussi la modification du milieu. Les rejets miniers mal gérés causent des problèmes environnementaux et de santé publique pour les populations locales. La présence d’importantes concentrations de ces éléments traces métalliques dans le sol a constitué la pression de sélection d’espèces les mieux adaptées. Sur ces sols contaminés, poussent des plantes appelées métallophytes qui peuvent être utilisées pour la phytoremédiation. Cependant les mécanismes de tolérance et d’accumulation des métaux de cette flore sont peu connus. Nous avons choisi un système d’étude exceptionnel composé de trois espèces du genre Haumaniastrum avec des comportements différents. (i) H. katangense, une cuprophyte facultative à large distribution pousse sur des sols dont la concentration en cuivre varie entre 400 et 1000 mg Cu kg-1, (ii) H. robertii, cuprophyte stricte endémique des sols cupro-cobaltifères de l’arc cuprifère à faible distribution, croît sur des sols dont la concentration en cuivre peut aller jusqu’à 100.000 mg Cu kg-1 et H. villosum, une non cuprophyte à très large distribution, pousse exclusivement sur des sols non contaminés. La croissance et l’accumulation dans les plantes exposées à un excès en Cu et en Cu/Co dans une culture hydroponique pendant trois semaines de traitement ont été analysées. Ces analyses ont également été effectuées au niveau intraspécifique dans quatre populations d’H. katangense. Contrairement à l’espèce non métallicole parente et à celle non parente contrôle (Nicotiana plumbaginifolia), les deux espèces métallophytes poussent mieux en présence de Cu à la concentration de base contenant 0,1 µM Cu et pour H. robertii, un excès en Cu et en Co est indispensable pour faire pousser cette espèce en milieu hydroponique. Pour les métallophytes, la croissance diminue à 100 µM Cu et H. robertii est plus tolérante que H. katangense. Une variation dans la tolérance au Cu est observée entre les quatre populations d’H. katangense comme pour Crepidorhopalon tenuis et Anisopappus chinensis.Les résultats des analyses minérales montrent que l'accumulation du Co et du Cu se fait préférentiellement dans la racine que dans la partie aérienne. Cependant, l'accumulation du Cu dans les plantes augmente lorsque sa concentration s'élève dans le milieu alors que l'accumulation du Co dépend de l'espèce étudiée. Quand on ajoute le Co dans le substrat, les espèces accumulent plus de Cu dans les parties aériennes et les racines. Par ailleurs, dans des conditions physiologiques de culture sans ou avec peu de toxicité, H. katangense et H. robertii hyperaccumulent le Co dans les feuilles au seuil de 300 ppm sans signe de toxicité à une faible concentration de Co dans le milieu de culture. Aucune des deux espèces cuprophytes n’hyperaccumule le Cu dans nos conditions de culture contrôlées testées mais les plantes de H. robertii récoltées in situ hyperaccumulent le Cu. Toutes les populations de H. katangense hyperaccumulent le Co mais pas le Cu dans nos conditions de culture contrôlées tandis que la population de H. katangense de Kamatanda récoltée in situ hyperaccumule le Cu et celle de Fungurume hyperaccumule le Co au seuil de 300 ppm. Il semble donc que la tolérance des métallophytes soit basée sur une exclusion du Cu au niveau des parties aériennes, ce qui n’est pas le cas du Co. La variabilité observée entre les populations d’H. katangense ne serait pas génétique mais plutôt liée à la tolérance de chaque population à tolérer les conditions du milieu. Le Cu et le Co ne sont pas co-accumulés dans les mêmes tissus des feuilles ou des racines. Le Cu reste plus à l’extérieur et le Co diffuse à l’intérieur des tissus. Ce qui indiquerait que les deux métaux possèdent des transporteurs différents.En outre, une quantification de certains métabolites connus pour le rôle de ligand ou d’antioxydant a été effectuée. Haumaniastrum villosum synthétise autant de citrate que les métallophytes mais plus de proline. Contrairement aux métallophytes, H. villosum est incapable d’augmenter la production de glutathion lors d’un excès de Cu. La tolérance des métallophytes à des concentrations élevées des métaux semble reposer en partie sur leur capacité anti-oxydante mais la synthèse de chaque métabolite dépend de l’espèce. Enfin certains traits liés à la tolérance des plantes aux milieux stressants ont été mesurés par une approche in situ et ex situ. Des mesures des traits morphologiques, reproducteurs et foliaires ont été effectuées in situ et ex situ au jardin de la Faculté des Sciences Agronomiques de l’UNILU. Les résultats montrent que les traits semblent être modelés par le Co et d’autres conditions du milieu. H. villosum est plus sensible au Cu que H. katangense quand celui-ci augmente dans le substrat. En outre, les variations observées entre les quatre populations d’H. katangense récoltées in situ sont liées aux conditions du milieu et les plantes in situ sont soumises à un stress moins intense que dans leur milieu naturel.Ce travail apporte de nouvelles connaissances de base pour comprendre les mécanismes de tolérance et d’accumulation des métaux des espèces de la flore du Cu du Katanga. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Benzodiazepines are the most commonly prescribed group of psychotherapeutic pharmaceuticals on a global scale and have been on the market since the 1960s. Benzodiazepines remain in the aqueous effluent from sewage treatment plants and have been found in natural aquatic environments. The aim of this study was to investigate if there is benzodiazepines in natural sediment from Lake Ekoln situated downstream River Fyris in Uppsala, where previous studies have detected high concentrations in the water. The study tested following hypotheses: (1) benzodiazepines are accumulating in sediments; and (2) breakdown of benzodiazepines is slow in sediment resulting in them being preserved in sediments that are several years/decades old. An extraction method for sediment was developed followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry for analysis of oxazepam, alprazolam, clonazepam, flunitrazepam, diazepam and prazepam. All investigated benzodiazepines occurred in the sediment of Lake Ekoln; hence, in line with hypothesis 1, benzodiazepines are accumulating in natural sediments. Further, all benzodiazepines were found in the upper 10 cm of the sediment and oxazepam, clonazepam and diazepam was found at depth below 20 cm, corresponding to an age of more than 20 years indicating that benzodiazepines resists degradation processes in sediment and are persistent for decades as predicted by hypothesis 2. To my knowledge this is the first study demonstrating that benzodiazepines are accumulated and preserved in natural sediments.

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), described by the build-up of excess fat in the liver, is the most prevalent chronic liver condition globally. One of the essential metabolic functions of the liver is the production of ketone bodies, a process called, ketogenesis. Ketone bodies serve as alternative fat-derived sources of fuel for tissues under conditions of nutrient deficit (i.e., fasting). Interestingly, recent studies have found that ketogenesis is dysregulated in NAFLD patients. Similarly, we also found that high-fat diet-induced NAFLD mice exhibited diminished fasting-induced ketogenesis with reduced expression of liver Hmgcs2, the rate-limiting enzyme of ketogenesis. To understand the role of ketogenesis in NAFLD pathogenesis and treatment, we generated mouse models of ketogenic insufficiency and activation through Hmgcs2 loss- and gain-of-function, respectively. Notably, a change in dietary environment rescued the fatty liver phenotype of Hmgcs2 knockout mice and increased ketogenic function through HMGCS2 overexpression improved NAFLD-associated metabolic dysfunction and hepatosteatosis in adult mice. Furthermore, an untargeted metabolomics approach provided a comprehensive metabolic view underlying HMGCS2 overexpression-mediated NAFLD improvement, suggesting that hepatic ketogenesis impacts liver metabolism via regulation of other metabolic pathways. Together, our study adds new knowledge to the field of ketone body metabolism and suggests a viable therapeutic strategy involving ketogenesis activation in the prevention and treatment of NAFLD.

Rivercane, Arundinaria gigantea, is the native woody evergreen grass that has exhibited rapid population decline since European colonization of North America. Agriculture and urban expansion have reduced this important ecosystem type to remnant populations. This poses challenges to current restoration efforts by minimizing genetic diversity and limiting healthy host sites for propagation. Objectives of this research were to test four methods of establishment that would promote the greatest survivability and growth of propagules. Non-irrigated field studies indicated greatest rivercane growth response when planted in increased shade (60 - 85% light reduction). Monthly plantings indicated that February offered the greatest probability of survival. Application of slow release 19-6-12 fertilizer (33.3 g) enhanced growth, but fertilizer applications are not recommended without adequate soil moisture. Halosulfuron (72.6 g a.i./ha) applications for weed control showed no damage to rivercane plants compared to control.

We report a large enhancement of thermally injected spin current in normal metal (NM)/antiferromagnet (AF)/yttrium iron garnet (YIG), where a thin AF insulating layer of NiO or CoO can enhance the spin current from YIG to a NM by up to a factor of 10. The spin current enhancement in NM/AF/YIG, with a pronounced maximum near the Neel temperature of the thin AF layer, has been found to scale linearly with the spin-mixing conductance at the NM/YIG interface for NM = 3d, 4d, and 5d metals. Calculations of spin current enhancement and spin mixing conductance are qualitatively consistent with the experimental results.

Young people is at the center of many of the rapid changes taking place in contemporary society and has to deal with the uncertainties that follows. One uncertainty is linked to the transition between leaving full time studies and entering employment were unemployment has become a natural step in becoming an adult. Hence the "becoming" has become a longer period of time in young people’s lives. The economic crisis in many European countries in recent years are the cause of many problems young people experience today. In relation to this brief background the thesis examines how social problems i.e. unemployment, deprivation, dependent on social welfare, low education and disability (affecting a person’s ability to work) is accumulated over time. The thesis point of departure is what Merton (1968) described in terms of The Matthew effect according to the Gospel of St. Matthew: For unto every one that hath shall be given, and he shall have abundance: but from him that hath not shall be taken away even that which he hath. It is the last part of this “effect” that is the center of attention. The research questions are: is there such a thing as the Matthew effect and if so how this process can be understood. Theoretically the study at hand elaborates the accumulation process by drawing on the concept of marginalization and social exclusion. By analyzing changes over time (3 years) in the five social problems described above (unemployment, deprivation etc.) for 64236 young people in the age of 19 to 25 years living in Sweden it is possible to describe patterns of social problem and how and why one specific problem or social problems in combination may lead to the accumulation of problem over time. These results are also combined with data from in-depth interviews whit young people that have accumulated social problem over time. It is argued that the combination of research methods gives a better understanding to the phenomenon at hand. The theoretical contribution relates to a better understanding of the process of accumulation of social problems for young people and to a better understanding of different steps in the accumulation process as well as central fault lines in this process. These findings can be used in practice for pinpointing groups of young adults in need of more as well as less support in handling and overcoming social problem and the transition from school to work.

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