CO ₂ 농도 구배 시설 ₂ 농축 및 토양 효과

이 실험의 전반적인 목표는 과거와 미래의 대기 중 이산화탄소 증가가 초원 생태계 생산성, 물 균형 및 탄소 순환에 어떤 영향을 미치는지 확인하는 것입니다. 이 연구에는 다양한 토양 유형에 대한 이산화탄소의 영향 모니터링이 포함됩니다. 우리의 실험은 대기 상승의 영향을 상쇄할 수 있는 잠재력을 포함하여 초원에 대한 기후 변화의 영향에 대한 주요 생태학적 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.

CO2 우리 접근 방식의 고유한 장점은 산업 혁명이 시작된 이래로 CO2 농축의 영향을 결정하고 CO2 영향이 미래에 어떻게 바뀔 수 있는지 결정하는 데 있습니다. CO2를 시작하기 위한 우리의 접근 방식은 우리가 연구하고 있는 식물을 사용하여 자체 CO2 구배를 만드는 데 의존합니다. CO2와 초원 생태계에 미치는 영향을 조작하기 위한 이 접근 방식은 1980년대 후반에 우리 실험실에서 개발되었습니다.

여기에 문서화된 실험은 3세대 CO2 구배 실험입니다. 토양 기둥을 수집하려면 1미터 정사각형과 1미터 깊이의 개방형 강철 상자를 사용하십시오. 강철의 두께는 8mm 이상이어야 합니다.

베이스는 나중에 용접됩니다. 3미터 깊이의 헬레 앵커로 토양에 고정된 유압 프레스를 사용하여 상자를 원하는 토양으로 누릅니다. 상자를 토양에 밀어 넣은 후 굴착기로 주변 토양을 굴착합니다.

아래 토양에서 모놀리식 바닥을 잘라내고 모놀리식을 제거합니다. 유리 섬유 심지를 토양에 대십시오. 상자 바닥에서 심지는 이미 용접되어 있는 여기에 표시된 강철 상자 바닥에 부착된 10리터 저장소로 배수됩니다.

저수지는 실험 중에 거대 돌기둥을 통해 배수될 수 있는 물을 수집하고 화학 분석을 위해 물을 샘플링할 수 있는 수단을 제공합니다. 연구 할 종을 연구 종에 적합한 밀도로 단일체에 심습니다. 필요한 경우 글리포세이트와 같은 잔류하지 않은 제초제로 거대 돌기둥에 기존 식물을 죽입니다.

키 큰 풀, 대초원 종의 경우 평방 미터 이상의 56 개의 식물이 적합합니다. 7종의 묘목 8그루가 여기에 사용된 각 단일체 잔디 종에 대해 고유한 무작위 추출을 사용하여 라틴 사각형 패턴으로 종을 배열합니다. 여기에는 사이드 oes, 할머니, 작은 파란색 줄기, 인도 잔디 및 흰색 트리톤이 포함됩니다. 사용된 Forbes 종은 투수, 세이지 캐나다, 황금 막대 및 일리노이 번들 꽃이었습니다.

콩과 식물은 식물이 설립되는 동안 물을 잘 유지하기 위해 점적 또는 공중 관개를 사용했습니다. 목표는 식물이 연구 종에 적합한 양과 빈도로 물을 생성하는 동안 물 스트레스를 최소화하는 것입니다. 플랜트 설립 단계 후, 챔버 건설이 완료될 때까지 주변 강우 하에서 플랜트를 유지하십시오.

거대 돌기둥 챔버는 폭 약 7m, 깊이 1.5m, 길이 60m의 참호에 장착됩니다. 각 트렌치는 2개의 챔버에 맞고 각 챔버는 각 트렌치에 있는 10개의 상호 연결된 섹션에 맞습니다. 각 용기 사이에 1미터가 있는 무거운 강철로 만든 10개의 용기를 장착합니다.

이것들은 각 섹션의 기초를 형성하며 각각은 4 개의 기둥을 보유합니다. 인접한 섹션을 판금 덕트로 연결하여 공기 흐름을 위한 경로를 제공합니다. 각 덕트 내부에 냉각 코일을 설치하십시오.

코일에는 161kW의 냉동 장치에서 섭씨 10도의 물이 공급됩니다. 각 코일로의 냉각수 흐름은 챔버 공기 온도에 반응하는 제어 밸브에 의해 조절됩니다. 각 5 미터 섹션 컨테이너에 4 개의 4, 540 킬로그램 용량 저울을 각 저울에 놓고 확립 된 대초원 식물과 함께 모놀리식을 놓습니다.

각 5미터 섹션에는 섹션 내에서 무작위 순서로 두 가지 토양 유형의 단일체가 포함되어야 하며, 각 섹션의 토양 유형 쌍은 다른 모든 섹션의 쌍에 사질양토를 포함해야 합니다. 챔버를 완성하려면 각 섹션을 0.15mm 온실 필름으로 덮습니다.이 필름은 기후 조작 실험에 일반적으로 사용되며 필요에 따라 식물에 접근합니다. 덮개에 드래프트 플랩이 있는 지퍼가 달린 구멍을 설치합니다.

샘플링 또는 유지 보수가 필요한 경우 덮개를 제거할 수 있습니다. 식물의 광합성 능력이 CO2 구배를 유지하기에 충분한 한 성장기 내내 식물을 덮으십시오. 20분마다 각 챔버의 입구와 출구에서 공기를 샘플링하십시오.

여과된 항공기를 통해 공기를 적외선 가스 분석기로 보내면 CO2 농도를 즉시 측정할 수 있습니다. 마찬가지로 20분마다 수증기를 측정합니다. 또한 각 섹션에 대해 차폐된 미세 와이어 열 커플을 사용하여 공기 입구, 섹션 중간점 및 공기 출구에서 20분마다 주변 온도를 측정합니다.

샘플 온도 데이터를 사용하여 냉각 코일을 조절하여 섹션 간에 일관된 중간 섹션 주변 공기 온도를 유지합니다. 마지막으로, 챔버에 입사하는 광합성 광자 플럭스 밀도를 측정합니다. 양자 센서를 사용하여 주변 공기는 챔버 입구의 팬에 의해 슈퍼 앰비언트 챔버로 끌어 당깁니다.

질량 유량 컨트롤러를 사용하여 순수한 CO2를 챔버에 주입하고 공기 리터당 500마이크로리터로 농도를 유지합니다. 또한 챔버에서 나오는 공기 리터당 390마이크로리터의 CO2 수준을 달성하기 위해 팬의 속도를 조절합니다. 광합성 광자 플럭스 밀도 측정에 CO2를 사용합니다.

이 매개변수를 유지하기 위해 저속 제어는 규정된 CO2 구배를 유지하는 데 가장 중요한 측면입니다. 주변 환경 이하 챔버의 경우 주변 공기를 유입하고 팬 속도를 조절하여 야간 시간 동안 리터당 250마이크로리터의 CO2 수준을 달성합니다. 두 챔버를 통한 공기 흐름을 역전시키고 슈퍼 앰비언트 챔버에서 다음 매개변수를 충족하도록 가스 주입 및 팬을 설정합니다.

유입되는 공기를 리터당 530마이크로리터의 CO2로 농축하고 공기가 640에서 빠져나가도록 흐름을 조절합니다. 주변 환경 이하 챔버에서 리터당 CO2 마이크로리터는 공기를 조정하여 CO2 수준이 입구에서 리터당 390마이크로리터, 강수량을 위해 출구에서 리터당 530마이크로리터가 되도록 합니다. 평균 성장기를 적용합니다.

각 거대 돌기둥에 강우량. 지역 수원의 점적 관개 시스템을 사용하여 계절별 강우 패턴을 대략적으로 파악하십시오. 디지털 유량계를 사용하여 물 응용 분야를 측정합니다.

거대 돌기둥의 식물에 심각한 가뭄 스트레스를 피할 수 있을 만큼 물을 충분히 잘 주는 것이 매우 중요합니다. 이런 식으로 광합성 속도는 CO2 구배를 생성하고 유지할 수 있을 만큼 충분히 높게 유지됩니다. 이것은 일부 모놀리식에 광합성 속도가 높은 싱크대 식물을 심는 경우 도움이 될 수 있습니다.

7년 동안 운영되는 동안 대초원 잔디 기둥의 챔버는 선형 대기 CO2 농도 또는 ca로 유지되었으며 작은 불연속성만 있었습니다. 한 부분을 제외하고는 토양의 상단 20cm에서 측정된 온도 및 증기압 부족도 일정하게 유지되었습니다. 체적 토양 수분 함량은 연구에 참여한 3개의 토양 중 2개의 토양에서 CA 구배를 따라 선형적으로 변했으며, 미사질 점토 토양에만 있었습니다.

이 매개 변수는 변경되지 않습니다. 플랜트 생산성은 지상 순 1차 생산성 지표를 사용하여 측정되었습니다. 이것은 모든 토양에서 CA와 선형적으로 변했습니다.

CA에 대한 가장 낮은 반응은 점토 토양에서 발생했으며 가장 큰 반응은 모래 양토에서 나타났습니다. Mesic C four Tallgrass Sarga Newan은 실험에서 가장 풍부한 식물이었습니다. 그것은 사질양토에서 CA에 의해 가장 강하게 영향을 받았고 점토 토양에서 CA에 의해 약간만 영향을 받았습니다.

취리히 C 4 미드 그래스 BTU Lua Kerti Pendula는 전체적으로 다음으로 풍부한 종이었으며 주변 ca의 미사 점토 토양에 있습니다. 가장 풍부했습니다. 생산성은 미사 점토의 ca에 의해 가장 큰 영향을 받았고 점토의 ca에 의해 가장 적은 영향을 받았습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 CO2 농도 구배를 조절하기 위한 실험 식생을 설정 및 유지 관리하는 방법을 잘 이해하고 해당 CO2 구배를 제어하기 위해 측정해야 하는 중요한 매개변수를 이해해야 합니다. 이 시설은 건설하는 데 약 2년이 소요되지만 과거 및 미래의 CO2 수준에 대한 플랜트 반응을 수십 년 동안 연구할 수 있는 용량을 제공합니다. 이러한 장기 연구는 대기 중 CO2 증가가 초원 탄소 순환에 미치는 영향을 이해하는 데 매우 중요합니다.

이 접근법은 챔버 내에 들어갈 수 있는 모든 식물 종에 적용할 수 있습니다.