This study investigated the possibility of implementing three standards, Transistion Minimized Differential Signaling (TMDS) and two versions of Stub Series Terminated Logic (SSTL), for inter-chip communication in a specific manufacturing process. The two SSTL standards were implemented in one transceiver system while TMDS was implemented in a separate system. The evaluation was done with Spice simulations on schematic level with some parasitic capacitance and resistance. The idea was to investigate the possibility of implementing these standards and get an idea of eventual shortcomings. In order to create models as a basis for evaluation, simulation environments with models for circuit board and packages were created and transmitters and receivers were designed. During verification, variations in the process and different conditions as temperatureand voltages were considered. Some simplifications were made. All resistors have been assumed ideal and so have bias currents and bias voltages. Further more, parasitics from wires and other objects were missing due to the fact that the netlists came from electrical design and were not extracted from layout. The results showed that it is possible to implement SSTL in the desired semiconductor process. And so is the TMDS receiver. However some questions about the TMDS transmitter remain. Firstly, I see no theoretical possibility to get as short rise and fall time, with the specified load, as stated in the standard. Secondly, the opening in the eye diagram is large and has a good margin but when designing a TMDS transmitter one has to be careful in order to avoid overshoot. Apart from that, package and circuitboard has to be chosen so that they do not limit the system.

<p>This study investigated the possibility of implementing three standards, Transistion Minimized Differential Signaling (TMDS) and two versions of Stub Series Terminated Logic (SSTL), for inter-chip communication in a specific manufacturing process. The two SSTL standards were implemented in one transceiver system while TMDS was implemented in a separate system. The evaluation was done with Spice simulations on schematic level with some parasitic capacitance and resistance. The idea was to investigate the possibility of implementing these standards and get an idea of eventual shortcomings. In order to create models as a basis for evaluation, simulation environments with models for circuit board and packages were created and transmitters and receivers were designed. During verification, variations in the process and different conditions as temperatureand voltages were considered. Some simplifications were made. All resistors have been assumed ideal and so have bias currents and bias voltages. Further more, parasitics from wires and other objects were missing due to the fact that the netlists came from electrical design and were not extracted from layout. The results showed that it is possible to implement SSTL in the desired semiconductor process. And so is the TMDS receiver. However some questions about the TMDS transmitter remain. Firstly, I see no theoretical possibility to get as short rise and fall time, with the specified load, as stated in the standard. Secondly, the opening in the eye diagram is large and has a good margin but when designing a TMDS transmitter one has to be careful in order to avoid overshoot. Apart from that, package and circuitboard has to be chosen so that they do not limit the system.</p>

Mätning av elproduktion i solcellsparker och i större installationer sker vanligtvis med separata elmätare inbyggda i respektive växelriktare eller med externa elmätare för grupper av växelriktare. I större installationer kan det även förekomma växelriktare med olika märken. Lösningar för att sammanställa elproduktionsdata från olika växelriktare och märken är ofta kostsamma, vilket har skapat behov av att sammanställa elproduktionsdata på ett effektivare sätt och med färre apparater. Utöver elproduktion finns även en stor mängd data tillgänglig i en växelriktare som kan vara användbar vid driftövervakning och utvärdering av prestanda. I samarbete mellan Karlstads universitet och Rejlers i Göteborg undersöktes möjligheten att använda en PLC (Programmable Logic Controller) för att sammanställa data från en växelriktare. Både PLC och de flesta växelriktare använder Modbus® som protokoll för att kommunicera med andra apparater. Målet med projektet var att skapa en fungerande kommunikation mellan vald PLC och växelriktare för att hämta driftdata från växelriktaren och antingen spara informationen som Rejlers IT division Embriq kan hämta eller skicka direkt till Embriq. I projektet upprättades kommunikation mellan PLC och växelriktare via Modbusprotokollet där vald PLC klarade av att hämta och sammanställa information från vald växelriktare. PLC:n hade även begränsningar som försvårade hanteringen av hämtade driftdata och sändning till Embriq. Rapporten ger förslag på hur hämtade driftdata kan hanteras i PLC:n och alternativ till säker överföring till Embriq. (Modbus® is a registered trademark of Schneider Electric, licensed to the Modbus Organization, Inc.) / Measurement of electricity production in solar parks and in larger installations is usually done with separate electricity meters built into each inverter or with external electricity meters for groups of inverters. In larger installations there may also be inverters with different brands. Solutions for compiling electricity production data from different inverters and brands are often costly, which has created the need to compile electricity production data more efficiently and with fewer devices. In addition to electricity production, a large amount of data is also available in an inverter that can be useful in operation monitoring and performance evaluation. In collaboration between Karlstad University and Rejlers in Gothenburg, the possibility of using a PLC (Programmable Logic Controller) was explored to compile data from an inverter. Both PLC and most inverters use the Modbus® protocol to communicate with other devices. The objective of the project was to create a working communication between the selected PLC and inverter to retrieve operating data from the inverter and either save the information that Rejlers IT division Embriq can retrieve or send directly to Embriq. In the project, communication was established between PLC and inverter via the Modbus protocol where the selected PLC was able to retrieve and compile information from the selected inverter. The PLC also had limitations that made it difficult to handle retrieved operating data and transmission to Embriq. The report provides suggestions on how retrieved operational data can be handled in the PLC and alternatives for secure transfer to Embriq. (Modbus® is a registered trademark of Schneider Electric, licensed to the Modbus Organization, Inc.)

Monogami är normen för förhållanden i Sverige idag. Samtidigt är det relativt outforskat hur man väljer att vara monogam, vad monogami innebär för svenska monogama idag och vilka utmaningar den erbjuder. 20 svenska monogama intervjuades via chattprogram med stöd av intervjuguide för att besvara frågorna “Varför lever man monogamt?”, “Vilka känslomässiga utmaningar ställs man inför som monogam?” samt “Finns det kännetecknande psykologiska mönster för gruppen monogama?”. Tematisk analys av intervjuerna genomfördes. Resultaten pekar på att seriell monogami har en stark position som norm i Sverige. Informanterna framställde en generellt positiv bild av monogami där de var nöjda med sitt relationsval och inte upplevde stora känslomässiga utmaningar. Resultatanalysen komplicerar bilden genom att lyfta fram en framträdande inkongruens mellan vikten som informanter lägger vid överenskommelser kring monogamin i relationen och hur lite de pratar om monogami med sina partners. Ingångar till vidare forskning i ämnet föreslås.

Detta examensarbete vänder sig till personer som är intresserade att använda nya miljövänligametoderna för elproduktion eller personer som redan använder små vindkraftverk ochsolpaneler med behovet av en extra energikälla i små stugor eller avlägsna platser där tillgångentill elnät är omöjligt. Syften i detta arbete är först och främst att bygga ett system förelproduktion med hjälp av en cykel. Sedan bestämma mängden av elektrisk energi en personkan alstra med systemet. Slutligen svara om detta system skulle kunna använda som ettstödsystem för elproduktion i småskalighet. Den första målsättningen är att utforma ett system med användning av kraftelektronik där denkraften som genereras matar lasterna. Den mekaniska delen kommer att konstrueras som en delav energikällan, därefter kommer det att utformas en kontroll för att styra effekten viaelektroniska komponenter, de elektriska belastningarna matas av systemet, kommer attsimuleras. För att veta den alstrade effekten till styrkrets kommer det att installeras en mätareoch en seriekommunikationsenhet för kommunikation med en dator. Det utfördes en forskning av andra system och produkter i svenska marknaden, för att svara omdetta system kan vara en reserv system för elproduktion i småskalighet. Uppförandet av ett pedalkraftssystem uppnås med användning av en tolv volt likströmsmotormed permanent magnet som energikälla. System har förmåga att visa i en LCD-skärm och sändagenom serieportarna, värde av den alstrade effekten. System kan vägleda denna effekt tillbelastningarna med hjälp av en mikrokontroll. Effekt som genereras i systemet visades att detär signifikant för att beaktas som en ytterligare energikälla, fristående eller integrerad till andra system. / This thesis is aimed at people who are interested in using the new environmentally friendlymethods of electricity generation or people who already use small wind turbines and solarpanels with the need for an additional energy source in small cabins or remote locations whereaccess to electricity networks is impossible. Aims of this work is first to build a system forgenerating electricity using a bicycle. Second is determining the amount of electrical energy aperson can generate with the system. Finally answer if this system could be used as a supportsystem for electricity generation in small scale. The first objective is to design a system using power control where the power generatedsupplied the loads. The mechanical part will be constructed as part of the energy source, thenwill be designed a control for controlling the power via electronic components, electrical loadssupplied by the system, will be simulated. To know the generated power to the control circuitwill install a meter and a serial communication device for communicating with a computer. It carries out a research on other systems and products in the Swedish market, to answer whetherthis system can be a backup system for electricity generation in small scale. The construction of a pedaling power system is achieved using a twelve volt direct currentmotor with permanent magnet as an energy source. System has the ability to show in an LCDdisplay and transmit through the serial ports, the value of the generated power. System canguide the power to the loads by using a microcontroller. Power generated by the system showedthat it is significant to be considered as an additional energy source, stand-alone or integratedwith other systems.

Försvarets materielverk (FMV), som förser Svenska försvaret med materiel, har en del av sin organisation belägen i Karlsborg nämligen test och evaluering av markstridssystem. Fotogruppen på test och evaluering önskar realtidsstyra en robotiserad kameraplattform av märket Vinten med hjälp av diverse olika positionsgivande system i form av joystick, Doppler-positionsradar, deras självutvecklade system UNIPOS samt en predikterad bana för avlossade projektiler. Projektets huvudsakliga mål blev därför att skapa ett styrsystem för att kontrollera kameraplattformen med hjälp av nämnda indatakällor. Den teoretiska referensramen samt litteraturstudien gav projektets deltagare den kunskapsbas, inom seriell kommunikation och dataprotokoll, som krävdes för att genomföra projektet. De gav även förståelse för hur tidigare liknande arbeten sett ut och valde utifrån detta att följa systemutvecklingsmodellen Rational Unified process (RUP). FMV uttryckte önskemål om att den huvudsakliga styrenheten skulle vara en PC för att möjliggöra fjärrstyrning samt enkel vidareutveckling av systemet. RUP användes för att strukturera upp arbetet samt säkerställa kvalitén på slutprodukten. Utvecklingsprocessen består, enligt RUP’s struktur, av ett antal iterationer som alla tillför någon funktion till systemet. I samråd och nära samarbete med personal på FMV utvecklades systemet och testades succesivt för att säkerställa kvalitén. En enkel manual togs även fram för att förenkla användandet av systemet. Samtliga önskade indatakällor behandlades på något sätt i projektet och resultatet blev ett portabelt system som kan köras på vilken PC som helst. Tester med drönare, granatkastare samt ett stegsvar har utförts för att verifiera att systemets funktion uppfyller de krav som satts upp samt utvärdera systemets möjligheter och begränsningar. Testen visade att realtidsstyrning är möjlig till viss grad med samtliga system och att systemets begränsningar ligger i fördröjningarna som finns både i signalöverföring samt kameraplattformens inbyggda filter för mjuka rörelser. / The Swedish Defence Material Administration (FMV) that supplies materials to the Swedish military, has a part of its organization located in Karlsborg called test and evaluation of land combat systems. The photogroup of test and evaluation wishes to control a robotized camera platform, of the brand Vinten, in real time using a number of different positioning systems like joystick, Doppler-position radar, their self-constructed system UNIPOS and using a predicted trajectory of a launched projectile. The main goal of the project is therefore to create a control system to maneuver the camera platform with the assistance of mentioned data sources. The theoretical framework and literature review gave the members of the project the knowledge base, in serial communication and data protocols, needed to complete the project and gave understanding about earlier similar projects and choose to follow the structure of the systems development model Rational Unified Process (RUP). FMV wanted the main control unit to be a PC to be able to remotely control the system and to be able to make further developments. RUP was used to give the work structure and to make sure the quality of the end product was satisfactory. The development process consists, in accordance with the RUP structure, of a number of iterations that all add some function to the system. In close cooperation with the staff at FMV the system is developed and continuously tested to ensure the quality. A simple manual has been developed to make usage of the system easier. Every data source wanted by FMV has been handled in some way throughout the project and the result was a portable system that can be ran on any PC. Tests using drones, grenade launchers and a response-test was performed to verify that the functions of the system lives up to the goals that were set up and to evaluate the systems possibilities and limitations. The tests showed that real time control is possible to some extent with all systems and that the limitations lies in the delays that exists both in signal transfers and in the camera platforms built in filters for soft movements.

Syfte - Denna studie syftar dels till att undersöka sambandet mellan upplevd autonomi på arbetsplatsen och upplevd utbrändhet. Samt att vidare undersöka huruvida upplevd autonomi har en direkt effekt på utbrändhet eller om effekten medieras genom upplevd yrkesmässig självförmåga (OSE) och resiliens.  Metod - Studiens design utgjordes av en kvantitativ tvärsnittsundersökning i form av fysiska strukturerade enkäter administrerade bland 165 operatörer inom en större svensk industriell organisation. Insamlade data analyserades i en seriell mediator-modell med en regressionsbaserad approach.  Resultat – Upplevd autonomi visade ett svagt, men statistiskt signifikant negativt samband med utbrändhet. Resultaten indikerar även att OSE och resiliens medierar effekten av sambandet mellan autonomi och utbrändhet i ett seriellt förhållande där OSE är positivt associerat med resiliens.  Slutsats - Studien bidrar med kunskap om hur upplevd hög autonomi på arbetet relateras tillökad självförmåga samt högre resiliens och därmed minskar risken för utbrändhet. Resultatet bekräftar tidigare forskning där högre autonomi kan bidra genom att arbetaren innehar resurser till att undvika utmattning. Däremot indikeras att individer med hög självförmåga och resiliens hanterar stressfulla situationer effektivt, vilket kan minska risken för att drabbas av utmattningssyndrom. / Purpose – This paper aims to investigate the effect of perceived job autonomy on burnout. That includes to further investigating if perceived job autonomy affects burnout in a direct pattern or if the effect mediates through occupational self-efficacy (OSE) and resilience in a serial relationship. Methodology – A serial multiple mediator model was empirically tested using a regression-based approach. A total of 165 industrial workers at a larger factory in Sweden participated in the study. Data were collected using a self-report questionnaire. Findings – Job autonomy showed a weak, but statistically significant negative effect on burnout. The results obtained indicated that both OSE and resilience mediated the association in a serial relationship as OSE was positively associated with resilience. Conclusions – This study further expands possible variables and their functions in explaining the relationship between job autonomy and burnout by testing a serial process mechanism that involved OSE and resilience. As expected, the indirect effects of OSE and resilience showed stronger associations with burnout in comparison to job autonomy. The results provide suggestions to organizations for minimizing the risk of burnout among industrial workers. Further research is needed to provide stronger evidence for suggested relationships, limitations are discussed.

Global change phenomena, such as forest disturbance and land-use change significantly affect elemental balances as well as the structure and function of terrestrial ecosystems. Inappropriate land management often causes nutrient losses and finally soil degradation and loss of soil functioning. Especially in tropical ecoregions, soil degradation by nutrient losses is widely abundant. Soil microorganisms are the proximate agents of many processes performed in soils and are regarded as sensitive bio-indicators. However, the incorporation of microbial responses to the definition of critical soil conditions is not intensively developed. In the present thesis, several data analyses of the relationships between ecosystem disturbance and land-use change (natural forest, pastures of different ages, secondary succession) and a diverse set of soil ecological characteristics in the tropical mountain rainforest region of southern Ecuador were compiled. In particular, it was tested whether soil microbial biomass and community functioning were sensitive to land-use change effects. Furthermore, an information-theoretic approach was applied to find the factors that regulate soil microbial biomass and community function. Finally, in a nutrient enrichment experiment the above- and belowground responses to N and P additions were examined. The tested research questions and results were linked to the theory of ecological stoichiometry in order to connect the research to a sound and unifying scientific basis. Soil and microbial stoichiometry were affected by both land-use change and soil depth. After forest disturbance, significant decreases of soil C:N:P ratios at the pastures were fol-lowed by increases during secondary succession. Microbial C:N ratios varied slightly in response to land-use change, whereas no fixed microbial C:P and N:P ratios were observed. Shifts in microbial community composition were associated with soil and microbial stoichiometry. Strong positive relationships between PLFA-markers 18:2n6,9c (saprotrophic fungi) and 20:4 (animals) and negative associations between 20:4 and microbial N:P point to land-use change affecting the structure of soil food webs. Significant deviations from global soil and microbial C:N:P ratios indicated a major force of land-use change to alter stoichiometric relationships and to structure biological systems. Data analysis reveals a strong impact of land-use change on soil microbial biomass, C-mineralization, gross-NH4-consumption and –production rates. According to the results of the IT-approach, combined models better describe effects of land-use change on soil microorganisms than single explanation models. Microbial resources and soil chemical environment were important pre-dictors for soil microbial biomass and community functioning. Little is known about the environmental drivers of the catalytic properties of EHEs (e.g., pH, nutrients) and their functional link to the structure of soil microbial communities. The activities of the six hydrolytic enzymes were tested. Microbial production of AP responded to the low P status of the sites by a higher investment in the acquisition of P compared to C. Three major drivers of enzyme activities were found to be significant for enzyme production: 1.) Microbial demand for P regulated the production of AP, provided that N and C were available. At the natural forest site the two-fold higher specific activity of AP pointed to a high microbial P-demand, whereas the production of AP was constrained by the availability of N and DOC after pasture abandonment. 2.) Microbial biomass that was controlled by pH and resource availability was the main driver for CBH, BG and NAG activities. 3.) Substrate induction due to increased litter inputs of herbaceous plant species seemed to regulate AG and XYL activities during secondary succession. The enzymes’ affinity to substrate, as a potentially critically enzyme kinetic parameter is understudied. The data analysis suggests that microbial communities adapted to environmental changes, demonstrated high flexibility of extracellular enzyme systems and selected for enzymes with higher catalytic efficiency compared with pure cultures. Under in situ conditions, enzyme-specific environmental drivers of the Km, e.g., the pH for XYL, the C:N ratio for AP, and the C availability for NAG were found. The data demonstrated that the higher substrate affinity of XYL and AP was associated with more abundance of Gram(-) bacteria. The catalytic efficiency of enzymes decomposing cellulose, hemicellulose, and starch positively correlated with the relative abundance of Gram(-) bacteria. The turnover rate of the tested substrates was three to four times faster at the young pasture site compared with the longterm pasture and secondary succession sites. Nutrient inputs by atmospheric deposition are known to affect terrestrial ecosystems. However, little is known about how N and P co-limited ecosystems respond to single nutrient enrichment. In this work the susceptibility of above- and belowground ecosystem compo-nents and of their linkages in an N and P co-limited pasture to N- and P-enrichment was assessed. It was tested if the plants´responses can be explained by the concept of serially linked nutrients introduced by Ågren (2004). In this concept, the control of the growth rate by one nutrient is assumed to depend on the control of a different cellular process by another nutrient. The responses of shoot and root biomass and C:N:P stoichiometry of the grass Setaria sphacelata (Schumach.) to moderate N, P, and N+P application over five years were investigated. In addition, the effects of nutrient enrichment on soil nutrient pools, on arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) as well as on microbial biomass, activity, and community structure were tested. In order to evaluate the importance of different factors explaining microbial responses, a likelihood-based information-theoretic approach was applied. The application of N+P increased aboveground grass biomass. Root biomass was stimulated by P-treatment. Grass C:N:P stoichiometry responded by altering the P-uptake or by translocating P from shoot to root. In particular, root C:N and C:P stoichiometry decreased in P- and in N-treatment. Extractable fractions of soil C, N, and P were significantly affected by nutrient enrichment. P application increased the biomass of Gram-positive bacteria and the abundance of AMF, however, results of the IT-approach suggested indirect effects of nutrient enrichment on microbes. The responses of the N and P co-limited pasture to particular nutrient enrichment support the concept of serially linked nutrients. The present study provides evidence for the fundamental importance of P for controlling resource allocation of plants in responses to nutrient enrichment. Resource allocation of the grass rather than direct effects of nutrient additions drives changes in AMF, microbial biomass, community structure, and activity. / Seit dem Übergang vom Holozän zum Anthropozän greift der Mensch immer stärker in globale und regionale Stoffkreisläufe ein. Durch die Zerstörung von Naturwäldern und Landnutzungswandel werden die Strukturen und die Funktionen der Ökosysteme stark verändert. Unangepasste Landnutzung führt zu Nährelementverlusten, die mittel- bis langfristige zur Bodendegradation und zur Reduktion von Bodenfunktionen führen. Solche Veränderungen sind insbesondere in den Tropen zu beobachten. Bodenmikroorganismen spielen in den Stoffkreisläufen eine zentrale Rolle. Zudem sind sie sensitive Bioindikatoren für den Zustand von Ökosystemen. Im Gegensatz dazu, werden die Bodenmikroorganismen noch nicht ausreichend für die Zustandsbewertung von Ökosystemen verwendet. In der vorliegenden Dissertation werden verschiedene Datenanalysen zu den Beziehungen von Landnutzungswandel (Naturwald, Weiden verschiedener Alter, sekundäre Sukzession) und den Eigenschaften der Bodenmikroorganismen in einer tropischen Bergregenwaldregion Süd-Ecuadors zusammengefasst. Ein besonderer Fokus lag darauf zu prüfen, ob die mikrobielle Biomasse und die Funktionen die von der mikrobiellen Gemeinschaft geleistet werden (z.B. Enzymaktivitäten) durch den Landnutzungswandel beeinflusst werden. Ein informations-theoretischer Ansatz wurde verwendet um verschiedene Erklärungsansätze der steuernden Faktoren vergleichend zu testen. Darüber hinaus wurden in einem Weidedüngungsexperiment die Reaktionen der ober- und der unterirdischen Ökosystemkomponenten auf die Anreicherung mit N und P getestet. Um die Ergebnisse auf eine breite wissenschaftliche Basis zu stellen wurde die Untersuchungen in den Kontext der Theorie die Ökologischen Stöchiometrie eingeordnet. Die C:N:P Stöchiometrie im Boden und in den Mikroorganismen veränderte sich durch den Landnutzungswandel und mit der Bodentiefe. Mit der Weideetablierung nahmen die C:N:P Verhältnisse im Boden deutlich ab, stiegen dann nach dem Verlassen der Weiden im Zuge der sekundären Sukzession wieder an. Das mikrobielle C:N Verhältnis variierte nur leicht, dagegen zeigten das C:P und N:P Verhältnis deutliche Veränderungen durch den Landnutzungswandel. Mit diesen Veränderungen in der Boden- und Organismenstöchiometrie waren auch Veränderungen in der Struktur der mikrobiellen Gemeinschaften verbunden. Deutliche positive Beziehungen existierten zwischen den saprotrophen Pilzen und den Protozoen. Die steigenden Mengen von Protozoen waren wiederrum mit sinkendem mikrobiellen N:P verbunden. Diese Muster weisen auf Veränderungen in den Bodennahrungsnetzten durch Landnutzungsänderungen hin. Sehr deutliche Abweichungen von globalen Mustern der C:N:P Stöchiometrie deuten darauf hin, dass der Landnutzungswandel signifikanten Einfluss auf die C:N:P Stöchiometrie ausübt. Der Landnutzungswandel beeinflusste auch die mikrobielle Biomasse, die Basalatmung, sowie die mikrobielle Aufnahme und Produktion von NH4-N im Boden. Dabei zeigten kombinierte Erklärungsansätze die adäquateren Beschreibungen der Muster. In den kombinierten Modellen zur Erklärung der mikrobiellen Biomasse und der mikrobiellen Leistungen überwogen Prädiktoren der mikrobiellen Ressourcen und der bodenchemischen Umwelt. Ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen lag auf der Erfassung der Effekte des Land-nutzungswandels auf die Aktivität von extrazellulären Bodenenzymen. Bisher ist wenig darüber bekannt, welche Faktoren die katalytischen Eigenschaften steuern und beispielsweise, ob es Zusammenhänge zur mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur gibt. Um diese Fragen näher zu beleuchten wurden sechs hydrolytische Enzyme basierend auf MUF-Substraten untersucht. Die mikrobielle Produktion von AP stand dabei in Zusammenhang mit dem niedrigen P-Status der untersuchten Böden. Das wurde besonders durch die hohe AP Produktion im Vergleich zu BG belegt. Im Allgemeinen konnten drei verschiedene Mechanismen festgestellt werden, die die Produktion der untersuchten EHEs vermutlich steuerten. 1.) Der P-Bedarf der Mikroorganismen regulierte die Produktion von AP, vorausgesetzt, dass ausreichend N und C zur Enzymsynthese zur Verfügung standen. 2.) Die Höhe der mikrobiellen Biomasse hat sich als wichtiger Faktor für die Produktion von CBH, BG und NAG gezeigt. Das deutet auf die konstitutive Produktion dieser Enzyme hin. 3.) Die substratinduzierte Produktion von Enzymen ist vermutlich entscheidend für die Aktivität von AG und XYL. Die Berücksichtigung der Enzymkinetiken, insbesondere der Michaelis-Menten-Konstante lieferte weitere Aufschlüsse über relevante Faktoren. Im Allgemeinen so scheint es, haben sich die mikrobiellen Gemeinschaften an die starken Umweltgradienten, die durch den Landnutzungswandel erzeugt worden angepasst. Im Vergleich zu den verfügbaren Daten aus Reinkulturen, wiesen die mikrobiellen Gemeinschaften der untersuchten Böden in der Regel eine deutlich höhere katalytische Effizienz auf. Auch für die Michaelis-Menten-Konstante sind die Faktoren enzymspezifisch. So ist für die Km von XYL der Boden-pH-Wert, für AP das C:N Verhältnis und für NAG die DOC-Menge entscheidend. Darüber hinaus haben sich deutliche Beziehungen zwischen der Menge an Gram(-)-Bakterien und der Substrataffinitäten von XYL und AP ergeben. Je höher die Gram(-)-Abundanz, desto höher war die Substrataffinität der Enzymsysteme. Gegenüber alter und degradierter Weiden, war der Umsatz der untersuchten Substrate im Oberboden der aktiv genutzten Weide drei- bis vierfach erhöht. In einem 5-jährigen Düngeexperiment in der Bergregenwaldregion der Anden Süd-Ecuadors wurden die Reaktionen des auf dieser Fläche N/P co-limitierten Grases (Setaria sphacelata), der Arbuskulären Mykorrhiza (AMF) sowie der Bodenmikroorganismen auf moderate N, P und N+P-Düngung untersucht. Die Zugabe von N+P erhöhte die oberirdische Biomasse (+61%) wohingegen die Wurzelbiomasse durch die Zugabe von P (+45%) anstieg. Die C:N:P Verhältnisse weisen auf veränderte P-Aufnahme oder Translokation von P in die Wurzeln hin. Im Besonderen verengte sich das Wurzel C:N and C:P in der P- und der N-Zugabe. Die aus dem Boden extrahierbaren C, N und P-Fraktionen wurden deutlich beeinflusst. Die Zugabe von P stimulierte die Biomasse Gram-(+)-Bakterien (+22%), die Abundanz der AMF (+46%) und die Brutto-N-Mineralisierung. Die Auswertungen deuten darauf hin, dass die Nährstoffanreicherung indirekt über die Veränderungen der Graswurzeln auf die Bodenorganismen wirkte. Die Ergebnisse bestätigen, dass N und P in den Reaktionen von co-limitierten Pflanzen eng miteinander verbunden sind. Vor allem aber steuert P grundlegend die Allokation von Ressourcen und wirkt damit auf andere Ökosystem-komponenten, z.B. auf die Struktur und Aktivität der Bodenmikroorganismen.

Global change phenomena, such as forest disturbance and land-use change significantly affect elemental balances as well as the structure and function of terrestrial ecosystems. Inappropriate land management often causes nutrient losses and finally soil degradation and loss of soil functioning. Especially in tropical ecoregions, soil degradation by nutrient losses is widely abundant. Soil microorganisms are the proximate agents of many processes performed in soils and are regarded as sensitive bio-indicators. However, the incorporation of microbial responses to the definition of critical soil conditions is not intensively developed. In the present thesis, several data analyses of the relationships between ecosystem disturbance and land-use change (natural forest, pastures of different ages, secondary succession) and a diverse set of soil ecological characteristics in the tropical mountain rainforest region of southern Ecuador were compiled. In particular, it was tested whether soil microbial biomass and community functioning were sensitive to land-use change effects. Furthermore, an information-theoretic approach was applied to find the factors that regulate soil microbial biomass and community function. Finally, in a nutrient enrichment experiment the above- and belowground responses to N and P additions were examined. The tested research questions and results were linked to the theory of ecological stoichiometry in order to connect the research to a sound and unifying scientific basis. Soil and microbial stoichiometry were affected by both land-use change and soil depth. After forest disturbance, significant decreases of soil C:N:P ratios at the pastures were fol-lowed by increases during secondary succession. Microbial C:N ratios varied slightly in response to land-use change, whereas no fixed microbial C:P and N:P ratios were observed. Shifts in microbial community composition were associated with soil and microbial stoichiometry. Strong positive relationships between PLFA-markers 18:2n6,9c (saprotrophic fungi) and 20:4 (animals) and negative associations between 20:4 and microbial N:P point to land-use change affecting the structure of soil food webs. Significant deviations from global soil and microbial C:N:P ratios indicated a major force of land-use change to alter stoichiometric relationships and to structure biological systems. Data analysis reveals a strong impact of land-use change on soil microbial biomass, C-mineralization, gross-NH4-consumption and –production rates. According to the results of the IT-approach, combined models better describe effects of land-use change on soil microorganisms than single explanation models. Microbial resources and soil chemical environment were important pre-dictors for soil microbial biomass and community functioning. Little is known about the environmental drivers of the catalytic properties of EHEs (e.g., pH, nutrients) and their functional link to the structure of soil microbial communities. The activities of the six hydrolytic enzymes were tested. Microbial production of AP responded to the low P status of the sites by a higher investment in the acquisition of P compared to C. Three major drivers of enzyme activities were found to be significant for enzyme production: 1.) Microbial demand for P regulated the production of AP, provided that N and C were available. At the natural forest site the two-fold higher specific activity of AP pointed to a high microbial P-demand, whereas the production of AP was constrained by the availability of N and DOC after pasture abandonment. 2.) Microbial biomass that was controlled by pH and resource availability was the main driver for CBH, BG and NAG activities. 3.) Substrate induction due to increased litter inputs of herbaceous plant species seemed to regulate AG and XYL activities during secondary succession. The enzymes’ affinity to substrate, as a potentially critically enzyme kinetic parameter is understudied. The data analysis suggests that microbial communities adapted to environmental changes, demonstrated high flexibility of extracellular enzyme systems and selected for enzymes with higher catalytic efficiency compared with pure cultures. Under in situ conditions, enzyme-specific environmental drivers of the Km, e.g., the pH for XYL, the C:N ratio for AP, and the C availability for NAG were found. The data demonstrated that the higher substrate affinity of XYL and AP was associated with more abundance of Gram(-) bacteria. The catalytic efficiency of enzymes decomposing cellulose, hemicellulose, and starch positively correlated with the relative abundance of Gram(-) bacteria. The turnover rate of the tested substrates was three to four times faster at the young pasture site compared with the longterm pasture and secondary succession sites. Nutrient inputs by atmospheric deposition are known to affect terrestrial ecosystems. However, little is known about how N and P co-limited ecosystems respond to single nutrient enrichment. In this work the susceptibility of above- and belowground ecosystem compo-nents and of their linkages in an N and P co-limited pasture to N- and P-enrichment was assessed. It was tested if the plants´responses can be explained by the concept of serially linked nutrients introduced by Ågren (2004). In this concept, the control of the growth rate by one nutrient is assumed to depend on the control of a different cellular process by another nutrient. The responses of shoot and root biomass and C:N:P stoichiometry of the grass Setaria sphacelata (Schumach.) to moderate N, P, and N+P application over five years were investigated. In addition, the effects of nutrient enrichment on soil nutrient pools, on arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) as well as on microbial biomass, activity, and community structure were tested. In order to evaluate the importance of different factors explaining microbial responses, a likelihood-based information-theoretic approach was applied. The application of N+P increased aboveground grass biomass. Root biomass was stimulated by P-treatment. Grass C:N:P stoichiometry responded by altering the P-uptake or by translocating P from shoot to root. In particular, root C:N and C:P stoichiometry decreased in P- and in N-treatment. Extractable fractions of soil C, N, and P were significantly affected by nutrient enrichment. P application increased the biomass of Gram-positive bacteria and the abundance of AMF, however, results of the IT-approach suggested indirect effects of nutrient enrichment on microbes. The responses of the N and P co-limited pasture to particular nutrient enrichment support the concept of serially linked nutrients. The present study provides evidence for the fundamental importance of P for controlling resource allocation of plants in responses to nutrient enrichment. Resource allocation of the grass rather than direct effects of nutrient additions drives changes in AMF, microbial biomass, community structure, and activity. / Seit dem Übergang vom Holozän zum Anthropozän greift der Mensch immer stärker in globale und regionale Stoffkreisläufe ein. Durch die Zerstörung von Naturwäldern und Landnutzungswandel werden die Strukturen und die Funktionen der Ökosysteme stark verändert. Unangepasste Landnutzung führt zu Nährelementverlusten, die mittel- bis langfristige zur Bodendegradation und zur Reduktion von Bodenfunktionen führen. Solche Veränderungen sind insbesondere in den Tropen zu beobachten. Bodenmikroorganismen spielen in den Stoffkreisläufen eine zentrale Rolle. Zudem sind sie sensitive Bioindikatoren für den Zustand von Ökosystemen. Im Gegensatz dazu, werden die Bodenmikroorganismen noch nicht ausreichend für die Zustandsbewertung von Ökosystemen verwendet. In der vorliegenden Dissertation werden verschiedene Datenanalysen zu den Beziehungen von Landnutzungswandel (Naturwald, Weiden verschiedener Alter, sekundäre Sukzession) und den Eigenschaften der Bodenmikroorganismen in einer tropischen Bergregenwaldregion Süd-Ecuadors zusammengefasst. Ein besonderer Fokus lag darauf zu prüfen, ob die mikrobielle Biomasse und die Funktionen die von der mikrobiellen Gemeinschaft geleistet werden (z.B. Enzymaktivitäten) durch den Landnutzungswandel beeinflusst werden. Ein informations-theoretischer Ansatz wurde verwendet um verschiedene Erklärungsansätze der steuernden Faktoren vergleichend zu testen. Darüber hinaus wurden in einem Weidedüngungsexperiment die Reaktionen der ober- und der unterirdischen Ökosystemkomponenten auf die Anreicherung mit N und P getestet. Um die Ergebnisse auf eine breite wissenschaftliche Basis zu stellen wurde die Untersuchungen in den Kontext der Theorie die Ökologischen Stöchiometrie eingeordnet. Die C:N:P Stöchiometrie im Boden und in den Mikroorganismen veränderte sich durch den Landnutzungswandel und mit der Bodentiefe. Mit der Weideetablierung nahmen die C:N:P Verhältnisse im Boden deutlich ab, stiegen dann nach dem Verlassen der Weiden im Zuge der sekundären Sukzession wieder an. Das mikrobielle C:N Verhältnis variierte nur leicht, dagegen zeigten das C:P und N:P Verhältnis deutliche Veränderungen durch den Landnutzungswandel. Mit diesen Veränderungen in der Boden- und Organismenstöchiometrie waren auch Veränderungen in der Struktur der mikrobiellen Gemeinschaften verbunden. Deutliche positive Beziehungen existierten zwischen den saprotrophen Pilzen und den Protozoen. Die steigenden Mengen von Protozoen waren wiederrum mit sinkendem mikrobiellen N:P verbunden. Diese Muster weisen auf Veränderungen in den Bodennahrungsnetzten durch Landnutzungsänderungen hin. Sehr deutliche Abweichungen von globalen Mustern der C:N:P Stöchiometrie deuten darauf hin, dass der Landnutzungswandel signifikanten Einfluss auf die C:N:P Stöchiometrie ausübt. Der Landnutzungswandel beeinflusste auch die mikrobielle Biomasse, die Basalatmung, sowie die mikrobielle Aufnahme und Produktion von NH4-N im Boden. Dabei zeigten kombinierte Erklärungsansätze die adäquateren Beschreibungen der Muster. In den kombinierten Modellen zur Erklärung der mikrobiellen Biomasse und der mikrobiellen Leistungen überwogen Prädiktoren der mikrobiellen Ressourcen und der bodenchemischen Umwelt. Ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen lag auf der Erfassung der Effekte des Land-nutzungswandels auf die Aktivität von extrazellulären Bodenenzymen. Bisher ist wenig darüber bekannt, welche Faktoren die katalytischen Eigenschaften steuern und beispielsweise, ob es Zusammenhänge zur mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur gibt. Um diese Fragen näher zu beleuchten wurden sechs hydrolytische Enzyme basierend auf MUF-Substraten untersucht. Die mikrobielle Produktion von AP stand dabei in Zusammenhang mit dem niedrigen P-Status der untersuchten Böden. Das wurde besonders durch die hohe AP Produktion im Vergleich zu BG belegt. Im Allgemeinen konnten drei verschiedene Mechanismen festgestellt werden, die die Produktion der untersuchten EHEs vermutlich steuerten. 1.) Der P-Bedarf der Mikroorganismen regulierte die Produktion von AP, vorausgesetzt, dass ausreichend N und C zur Enzymsynthese zur Verfügung standen. 2.) Die Höhe der mikrobiellen Biomasse hat sich als wichtiger Faktor für die Produktion von CBH, BG und NAG gezeigt. Das deutet auf die konstitutive Produktion dieser Enzyme hin. 3.) Die substratinduzierte Produktion von Enzymen ist vermutlich entscheidend für die Aktivität von AG und XYL. Die Berücksichtigung der Enzymkinetiken, insbesondere der Michaelis-Menten-Konstante lieferte weitere Aufschlüsse über relevante Faktoren. Im Allgemeinen so scheint es, haben sich die mikrobiellen Gemeinschaften an die starken Umweltgradienten, die durch den Landnutzungswandel erzeugt worden angepasst. Im Vergleich zu den verfügbaren Daten aus Reinkulturen, wiesen die mikrobiellen Gemeinschaften der untersuchten Böden in der Regel eine deutlich höhere katalytische Effizienz auf. Auch für die Michaelis-Menten-Konstante sind die Faktoren enzymspezifisch. So ist für die Km von XYL der Boden-pH-Wert, für AP das C:N Verhältnis und für NAG die DOC-Menge entscheidend. Darüber hinaus haben sich deutliche Beziehungen zwischen der Menge an Gram(-)-Bakterien und der Substrataffinitäten von XYL und AP ergeben. Je höher die Gram(-)-Abundanz, desto höher war die Substrataffinität der Enzymsysteme. Gegenüber alter und degradierter Weiden, war der Umsatz der untersuchten Substrate im Oberboden der aktiv genutzten Weide drei- bis vierfach erhöht. In einem 5-jährigen Düngeexperiment in der Bergregenwaldregion der Anden Süd-Ecuadors wurden die Reaktionen des auf dieser Fläche N/P co-limitierten Grases (Setaria sphacelata), der Arbuskulären Mykorrhiza (AMF) sowie der Bodenmikroorganismen auf moderate N, P und N+P-Düngung untersucht. Die Zugabe von N+P erhöhte die oberirdische Biomasse (+61%) wohingegen die Wurzelbiomasse durch die Zugabe von P (+45%) anstieg. Die C:N:P Verhältnisse weisen auf veränderte P-Aufnahme oder Translokation von P in die Wurzeln hin. Im Besonderen verengte sich das Wurzel C:N and C:P in der P- und der N-Zugabe. Die aus dem Boden extrahierbaren C, N und P-Fraktionen wurden deutlich beeinflusst. Die Zugabe von P stimulierte die Biomasse Gram-(+)-Bakterien (+22%), die Abundanz der AMF (+46%) und die Brutto-N-Mineralisierung. Die Auswertungen deuten darauf hin, dass die Nährstoffanreicherung indirekt über die Veränderungen der Graswurzeln auf die Bodenorganismen wirkte. Die Ergebnisse bestätigen, dass N und P in den Reaktionen von co-limitierten Pflanzen eng miteinander verbunden sind. Vor allem aber steuert P grundlegend die Allokation von Ressourcen und wirkt damit auf andere Ökosystem-komponenten, z.B. auf die Struktur und Aktivität der Bodenmikroorganismen.

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