Browsing by Subject "dynamiikka"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-12 of 12
  • Björklöf, Katarina; Salminen, Jani; Sainio, Pirjo; Jørgensen, Kirsten (2008)
    Evidence for on site biodegradation may be difficult to provide at heterogeneous sites without additional experiments in controlled laboratory conditions. In this study, microbial activities measured as CO2 and CH4 production were compared in situ, in intact soil cores and in bottle microcosms containing sieved soils. In addition, biodegradation rates were determined by measuring the decrease in petroleum hydrocarbon concentrations at 7°C in aerobic and anaerobic conditions. Elevated concentrations of CO2 and CH4 in the soil gas phase indicated that both the aerobic and anaerobic microbial activity potentials were high at the contaminated site. Aerobic and anaerobic microbial degradation rates in laboratory experiments of petroleum hydrocarbons were highest in soils from the most contaminated point and degradation in the aerobic and anaerobic microcosms was linear throughout the incubation, indicating mass-transfer-dependent degradation. Different results for microbial activity measurements were obtained in laboratory studies depending on pretreatment and size of the sample, even when the environmental conditions were mimicked. These differences may be related to differences in the gas exchange rates as well as in changes in the bioavailability of the contaminant in different analyses. When predicting by modeling the behavior of an aged contaminant it is relevant to adapt the models in use to correspond to conditions relevant at the contaminated sites. The variables used in the models should be based on data from the site and on experiments performed using the original aged contaminant without any additions.
  • da Silva, Pedro Giovâni; Cañedo-Argüelles, Miguel; Bogoni, Juliano André; Heino, Jani (Frontiers Media S.A., 2021)
    Frontiers in Ecology and Evolution 9: 670212
    According to metacommunity theory (Leibold et al., 2004), the structure of local communities results from the interplay between local factors (e.g., environmental filtering, species interactions) and regional factors (e.g., dispersal rates, landscape configuration). The relative importance of these factors is highly dependent on the organisms’ biological traits, landscape connectivity, and the spatial and temporal scales considered (Heino et al., 2015; Tonkin et al., 2018; Viana and Chase, 2019; Almeida-Gomes et al., 2020; Cañedo-Argüelles et al., 2020; Lansac-Tôha et al., 2021). However, the differences in metacommunity assembly mechanisms found among studies are far from being fully understood. The evaluation of temporal dynamics of metacommunities has only emerged recently (Cañedo-Argüelles et al., 2020; Jabot et al., 2020; Li et al., 2020; Lindholm et al., 2021) and the application of the metacommunity theory in other fields, such as biomonitoring, conservation biology or ecosystem restoration, is yet to be fully explored (Bengtsson, 2010; Heino, 2013; Leibold and Chase, 2018; Chase et al., 2020; Cid et al., 2020; Heino et al., 2021). In this Research Topic, our aim was to invite researchers working in different biogeographic regions and ecological systems (Figure 1) to publish a number of innovative papers on metacommunity spatio-temporal dynamics. We expect to obtain a better understanding of how the factors and processes that structure metacommunities vary in space and time, as well as the implications of such dynamics for biodiversity conservation and ecosystem management.
  • Forsblom, Louise; Engström-öst, Jonna; Lehtinen, Sirpa; Lips, Inga; Lindén, Andreas (2019)
    Journal of Plankton Research 41 (6), 925–938
    Abiotic variables subject to global change are known to affect plankton biomasses, and these effects can be species-specific. Here, we investigate the environmental drivers of annual biomass using plankton data from the Gulf of Finland in the northern Baltic Sea, spanning years 1993–2016. We estimated annual biomass time-series of 31 nanoplankton and microplankton species and genera from day-level data, accounting for the average phenology and wind. We found wind effects on day-level biomass in 16 taxa. We subsequently used state-space models to connect the annual biomass changes with potential environmental drivers (temperature, salinity, stratification, ice cover and inorganic nutrients), simultaneously accounting for temporal trends. We found clear environmental effects influencing the annual biomasses of Dinobryon faculiferum, Eutreptiella spp., Protoperidinium bipes, Pseudopedinella spp., Snowella spp. and Thalassiosira baltica and indicative effects in 10 additional taxa. These effects mostly concerned temperature, salinity or stratification. Together, these 16 taxa represent two-thirds of the summer biomass in the sampled community. The inter-annual variability observed in salinity and temperature is relatively low compared to scenarios of predicted change in these variables. Therefore, the potential impacts of the presented effects on plankton biomasses are considerable.
  • Kettunen, Juhani; Leonov, Alexander V.; Varis, Olli (The National Board of Waters and the Environment. Vesi- ja ympäristöhallitus, 1989)
    Publications of the water and environment research institute 3, pp. 48-54
  • Johansson, Milla M.; Launiainen, Jouko; Müller, Gerd; Brümmer, Burghard (Merentutkimuslaitos, 2005)
    Meri 54
  • Pitkänen, Henri (Helsingfors universitet, 2017)
    Tässä pro gradu -tutkielmassa selvitetään laskennallista musiikkianalyysia hyödyntäen, millä tavoin japanilaisen bambuhuilun shakuhachin dynamiikan ja soinnin käsittely ilmenee honkyoku-musiikissa. Shakuhachia soitetaan tyypillisesti soolona tai pienissä yhtyeissä. Honkyoku viittaa yhdellä – tai muutamissa harvoissa tapauksissa kahdella – shakuhachilla soitettavaan musiikkiin, jonka alkuperä on 1600–1800-luvuilla zenbuddhalaisen tradition piirissä soitetuissa kappaleissa. Aineisto koostuu 111 kappaleesta 21 levyltä japanilaisten shakuhachin soittajien esittämänä. Materiaali jaetaan hengityksen mittaisiin osiin eli niin sanottuihin äänisoluihin. Äänisoluista laaditaan aaltomuotokuvaajan perusteella dynamiikkaa kuvaavia verhokäyriä ja spektrin perusteella sointia kuvaavia taajuussisällön muutosta merkitseviä käyriä eli deskriptoreita. Verhokäyrät ja deskriptorit kategorisoidaan klusterointimenetelmillä. Kategorisoinnilla on kaksi tavoitetta: 1) korpuksen deskriptiivinen tulkinta sekä 2) eri soittajien tyylien vertaileminen. Pääasiallisina tutkimustyökaluina hyödynnetään MATLAB-laskentaohjelmointiympäristössä käytettäviä MIRtoolbox- ja Statistics and Machine Learning Toolbox -työkalupaketteja. Korrelaatioetäisyysmittaan perustuvalla kokoavalla hierarkkisella klusteroinnilla pystyttiin tarkoituksenmukaisesti selittämään noin 32 prosenttia aineistosta dynamiikan osalta. Analyysin perusteella honkyoku-musiikin dynamiikka koostuu ainakin neljästä kategoriasta: 1) nopea voimakas aluke, joka vaimenee vähitellen, 2) nopeahko, voimakas aluke, jota seuraa vastaavanlainen vaimeneminen sekä pitkä häntä lopussa, 3) selvä erillinen aluke, jonka jälkeen signaali vaimenee hetkeksi ennen etenemistä korkeimpaan huippuun ja loppuun vielä asteittainen vaimeneminen ja 4) asteittainen voimistuminen korkeimpaan huippuun ja vastaavanlainen vaimeneminen. Soittajien tyylien vertaileminen ei ollut mielekästä, koska analyysista syntyneet kategoriat eivät selittäneet kaikkien muusikoiden tyyliä riittävän kattavasti. Kehitellyt työkalut ovat todennäköisesti sovellettavissa jatkotutkimuksissa. Soinnin analysoiminen jäi tässä tutkimuksessa työkalujen testauksen tasolle. Tuloksien perusteella äänisolu ei ole sopiva rakenneosa soinnin analysoimiseen. Soinnin kuvaajiksi kaavaillut ominaisuudet niin sisällön kuin teknisten seikkojen suhteen kuvasivat lopulta liian monitulkintaisesti asioita.
  • Westling, Tatu (2006)
    Tiivistelmä käsittelee lokaalien verkostoeksternaliteettien vaikutusta markkinoiden dynamiikkaan. Tarkastelun kohteena ovat hinnat, hyvinvointi, markkinoiden segmentoituminen ja yritysten poistuminen markkinoilta. Näiden lisäksi on selvitetty yritysten rationaalisuuden vaikutusta edellä mainittuihin tekijöihin. Metodologiana on käytetty tietokonepohjaista laskennallista taloustiedettä, eli markkinoista on ohjelmoitu simulaatiomalli. Mallissa yritykset pyrkivät maksimoimaan voittojaan muodostamalla päätöspuita tulevaisuudesta. Koska yrityksiä on useita, edellyttää tämä niiden välisten vuorovaikutusten mallintamista. Mallin kuluttajat ovat passiivisia valinta-automaatteja ja sijaitsevat torusgeometrian pinnalla. Yritysten voitonmaksimointi on toteutettu keinoälyalgoritmilla, joka pyrkii muodostamaan voiton maksimoivan strategian ottamalla huomioon kilpailevien yritysten vasteet. Nämä vasteet on toteutettu fiktiivistä peliä soveltamalla. Yritysten muodostettua hinnat kuluttajat tekevät kulutuspäätöksensä hintojen ja ympäristössään tapahtuneen kulutuksen perusteella. Tämän prosessin toistaminen jokaisella ajanhetkellä luo markkinoille dynamiikan, jota tarkastelemalla voidaan tutkia sen rakenteita. Markkinat ovat tasapainoiset, eikä monopolisoitumiskehitystä tapahdu. Pitkällä aikavälillä markkinat muodostuvat oligopolistisiksi. Hinnat ovat käänteisessä suhteessa yritysten määrään. Hyvinvointi riippuu kuluttajien preferenssistä verkostoeksternaliteetille: jos se on pieni, yritysten määrän lisääntyminen nostaa hyvinvointia, jos suuri, on monopoli hyödyn maksimoiva. Yritysten poistuminen on aluksi nopeaa, mutta hidastuu ajan kuluessa. Kuluttajien preferoidessa enemmän verkostoeksternaliteettia, muodostuu markkinoiden hyödykemäärä korkeammaksi, eli yritysten määrä on suurempi kuin tilanteessa, jossa tämä preferenssi on heikompi. Yritysten rationaalisuuden lisääntyminen alentaa hintatasoa ja vähentää siten voittoja. Yritysten rationaalisuuden lisääntyminen johtaa yritysten hitaampaan poistumiseen markkinoilta. Tutkielmaa varten ohjelmoitua mallia ei tiettävästi ole aikaisemmin tehty, ainakaan niin, että siinä yhdistyisi sekä yritysten voitonmaksimointikäyttäytyminen että paikalliset verkostoeksternaliteetit. Tutkielman sanoma on, että markkinat joissa ilmenee paikallisia verkostoeksternaliteettejä, ovat varsin tavanomaiset, eikä monopolisoitumista tapahdu. Yritysten taipumus hyötyä hyvästä markkina-asemasta nostamalla hintoja on markkinoita vakauttava tekijä, ja itse asiassa ylläpitää kilpailullista markkinarakennetta. Tärkeimmät lähteet: E. Kutschinski, T. Uthmann ja D. Polani (2003): Learning competitive pricing strategiesby multi-agent reinforcement learning. Journal of Economic Dynamics and Control 7:2207–2218. R. Cowan ja J. Miller (1998): Technological Standards with local externalities and decentralized behaviour. Journal of Evolutionary Economics, 8:285–296.
  • Koponen, Jorma; Alasaarela, Erkki; Lehtinen, Kari; Sarkkula, Juha; Simbierowicz, Pawel; Vepsä, Heino; Virtanen, Markku (National Board of Waters and the Environment. Vesi- ja ympäristöhallitus, 1992)
    Publications of the Water and Environment Research Institute 7
    Yhteenveto: Laajan merialueen dynamiikan mallintaminen
  • Suominen, Tapio; Westerholm, Jan; Kalliola, Risto; Attila, Jenni (MDPI, 2021)
    Remote Sensing vol 13(11):2104
    Seawaters exhibit various types of cyclic and trend-like temporal alterations in their biological, physical, and chemical processes. Surface water dynamics may vary, for instance, when the timings, durations, or amplitudes of seasonal developments of water properties alter between years and locations. We introduce a workflow using remote sensing to identify surface waters undergoing similar dynamics. The method, called ocean surface dynamics partitioning, classifies pixels based on their temporal change patterns instead of their properties at successive time snapshots. We apply an efficient parallel computing method to calculate Dynamic Time Warping (DTW) time series distances of large datasets of Earth Observation MERIS-instrument reflectance data Rrs(510 nm) and Rrs(620 nm), and produce a matrix of time series distances between 12,252 locations/time series in the Baltic Sea, for both wavelengths. We define cluster prototypes by hierarchical clustering of distance matrices and use them as initial prototypes for an iterative process of partitional clustering in order to identify areas that have similar reflectance dynamics. Lastly, we compute distances from the time series of the reflectance data to selected physical factors (wind, precipitation, and changes in sea surface temperature) obtained from Copernicus data archives. The workflow is reproducible and capable of managing large datasets in reasonable computation times and identifying areas of distinctive dynamics. The results show spatially coherent and logical areas without a priori information about the locations of the satellite image time series. The alignments of the reflectance time series vs. the observational time series of the physical environment clarify the causalities behind the cluster formation. We conclude that following the changes in an aquatic realm by biogeochemical observations at certain temporal intervals alone is not sufficient to identify environmental shifts. We foresee that the changes in dynamics are a sensitive measure of environmental threats and therefore they will be important to follow in the future.
  • Elovaara, Samu; Degerlund, Maria; Franklin, Daniel J.; Kaartokallio, Hermanni; Tamelander, Tobias (Springer Link, 2020)
    Hydrobiologia 847 11 (2020)
    Cell death drives the magnitude and community composition of phytoplankton and can result in the conversion of particulate organic carbon to dissolved organic carbon (DOC), thereby affecting carbon cycling in the aquatic food web. We used a membrane integrity probe (Sytox Green) to study the seasonal variation in the percentage of viable cells in the phytoplankton population in an estuary in the northern Baltic Sea for 21 months. The associated dissolved and particulate organic matter concentrations were also studied. The viable fraction of phytoplankton cells varied from < 20% to almost 100%, with an average of 62%. Viability was highest when a single phytoplankton group (diatoms or dinoflagellates) dominated the community. Viability of sinking phytoplankton cells, including some motile species, was in general as high as in surface water. Changes in viability were not closely related to nutrient concentrations, virus-like particle abundance, seawater temperature or salinity. There was a weak but significant negative correlation between viability and DOC, although at this location, the DOC pool was mainly influenced by the inflow of riverine water. This study demonstrates that cell viability, and its relationship with carbon export, is highly variable in the complex microbial populations common within estuarine and coastal marine ecosystems.
  • Li, Zhengfei; Tonkin, Jonathan D.; Meng, Xingliang; Liu, Zhenyuan; Zhang, Junqian; Chen, Xiao; Xie, Zhicai; Heino, Jani (Elsevier BV, 2022)
    Ecological Indicators
    To improve our understanding on the temporal aspects of metacommunity structure, we focused on benthic macroinvertebrates collected seasonally (i.e., wet, drying, dry and rewetting seasons) in Dongting Lake, a large subtropical floodplain lake in China. We employed the elements of metacommunity structure (EMS) framework and variation partitioning to examine whether metacommunity structure and its underlying mechanisms vary among seasons with distinct biotic and abiotic features. We found gradual shifts in the main assembly mechanisms throughout the year, from apparent spatial structuring (potentially indicative of mass effects) in the wet season to more environmental filtering dynamics in the dry season. When the degree of connectivity was high in the wet season, the benthic metacommunity was characterized by nested structure associated with clumped species loss, and was shaped mainly by spatial processes. However, quasi-Clemensian structure was assigned to metacommunities in the transitional seasons with intermediate connectivity, during which environmental variables were more important than spatial factors in describing community structure. When the degree of connectivity was low in the dry season, the benthic metacommunity displayed Clementsian structure, which was configured solely by environmental variables. The rapid shifts in metacommunity dynamics between seasons mainly result from the considerable changes in the hydrological conditions of Dongting Lake, as the studied system varies from lacustrine to fluvial phases within a single year. Taken together, our results revealed that taking temporal aspects into account gives a better insight into metacommunity organization, especially when the studied systems embrace remarkable variability in hydrological regimes.
  • Peltola, Heli; Kellomäki, Seppo; Hassinen, Alpo; Lemettinen, Matti; Aho, Jorma (Suomen metsätieteellinen seura, 1993)