Summary
O Lysimeter Dióxido de Carbono Gradiente Facility cria um 250 a 500 mL L -1 gradiente linear de dióxido de carbono em comunidades pastagem câmaras de habitação de plantas com temperatura controlada em argila, argila siltosa, e monólitos de solo arenoso. A facilidade é usada para determinar como os níveis de dióxido de carbono passadas e futuras afetar ciclismo pastagem de carbono.
Abstract
Contínuo aumento nas concentrações atmosféricas de dióxido de carbono (C) Um mandato técnicas de análise dos impactos sobre os ecossistemas terrestres. A maioria das experiências examinam apenas dois ou alguns níveis de C Uma concentração e um único tipo de solo, mas se a relação C A pode ser variado como um gradiente a partir de subambient para superambientes concentrações em vários solos, pode-se discernir se as respostas dos ecossistemas últimos podem continuar linearmente no futuro e se as respostas podem variar em toda a paisagem. O Lysimeter Dióxido de Carbono Gradiente Facility aplica um 250 a 500 mL L -1 C Um inclinação para Blackland comunidades pradaria plantas estabelecidas em lisímetros contendo argila, argila siltosa, e solos arenosos. O gradiente é criado como fotossíntese por vegetação fechada em em câmaras com temperatura controlada esgota progressivamente o dióxido de carbono do ar que flui direcionalmente através das câmaras. Manter taxa de fluxo de ar adequado, photosy adequadacapacidade nthetic, e controle de temperatura são fundamentais para superar as principais limitações do sistema, que são decrescentes taxas de fotossíntese e aumento do estresse de água durante o verão. A instalação é uma alternativa econômica para outras técnicas de C Um enriquecimento, discerne com sucesso a forma de respostas do ecossistema para subambient para superambientes C Um enriquecimento, e pode ser adaptado para testar interações de dióxido de carbono com outros gases de efeito estufa, como o metano ou ozônio.
Introduction
Atmosférica concentração de dióxido de carbono (C A) aumentou recentemente passado de 400 mL L -1 de cerca de 270 mL L -1 antes da Revolução Industrial. C A previsão é de atingir pelo menos 550 mL L -1 em 2100 1. Esta taxa de aumento supera quaisquer alterações C Um observadas ao longo dos últimos 500.000 anos. A taxa sem precedentes de mudança na C Um levanta a possibilidade de respostas não-lineares ou limiar de ecossistemas para aumentar Um C. A maioria ecossistema escala C Um experimentos de enriquecimento de aplicar apenas dois tratamentos, um único nível de C enriquecido A e um controle. Estas experiências têm expandido nossa compreensão sobre os impactos nos ecossistemas de C Um enriquecimento. No entanto, uma abordagem alternativa que pode revelar a presença de respostas não lineares dos ecossistemas para aumentar C A é para estudar ecossistemas através de uma gama contínua de a subambientUm superambientes C. Subambient C Um é difícil de manter no campo, e tem sido mais estudados utilizando câmaras de crescimento 2. A superambientes C foi estudada usando câmaras de crescimento, câmaras de topo aberto, e técnicas de enriquecimento livre de ar 3, 4.
C Um enriquecimento ocorre através das paisagens que contêm muitos tipos de solo. Propriedades solos pode afetar fortemente as respostas dos ecossistemas para C Um enriquecimento. Por exemplo, a textura do solo determina a retenção de água e nutrientes no perfil do solo 5, a sua disponibilidade para as plantas 6, e da quantidade e qualidade da matéria orgânica 7-9. A disponibilidade de umidade do solo é um mediador crucial das respostas do ecossistema para C Um enriquecimento em sistemas de água, limitadas, incluindo a maioria das pradarias 10. Campo passado C Um experimentos de enriquecimento de ter examinado normalmente apenas um tipo de solo e testes de v continuamente controladatipos arying C Um enriquecimento do solo ao longo de vários faltam. Se os efeitos de C Um enriquecimento nos processos do ecossistema diferem com o tipo de solo, há uma forte razão para esperar variação espacial nas respostas do ecossistema para C Um enriquecimento e consequentes alterações climáticas 11, 12.
O Dióxido de Carbono Lysimeter Gradiente (LYCOG) instalação foi projetado para tratar de questões de variação espacial nas respostas não lineares e limiar de ecossistemas para níveis que vão de A C ~ 250 a 500 mL L -1. LYCOG cria o gradiente prescrita de C Um em comunidades perenes pastagem de plantas que crescem em solos que representam a ampla gama de textura, teores de N e C, e propriedades hidrológicas de pastagens na porção sul da Central Plains dos Estados Unidos. Série solos específico utilizado na instalação são Houston Preto argila (32 monólitos), um Vertisol (údico Haplustert) típico de planícies; Austin (32 monolitos), uma alta carbonate, argila siltosa Mollisol (Udorthentic Haplustol) típico de terras altas; e Bastsil (16 monólitos), um aluvial arenoso Alfisol (údico Paleustalf).
O princípio operacional empregado em LYCOG é aproveitar a capacidade fotossintética das plantas para esgotar C A partir de parcelas de ar movido direcionalmente através das câmaras fechadas. O objectivo do tratamento consiste em manter um gradiente linear constante durante o dia em C A a partir de 500 a 250 ul de L-1. Para alcançar este objetivo, LYCOG consiste de duas câmaras lineares, uma câmara superambientes manter a porção do gradiente de 500 para 390 (ambiente) -1 ul L C A, e uma câmara de manutenção a subambient L -1 porção 390 para 250 ul do gradiente. As duas câmaras estão localizados lado a lado, orientado sobre um eixo norte-sul. O gradiente C A é mantido durante a parte do ano, quando a capacidade fotossintética vegetação é adequado; tipicamente desdefinal de abril a início de novembro.
As câmaras contêm sensores e instrumentação necessárias para regular o C Um gradiente, controlar a temperatura do ar (T A) para valores próximos dos ambientes, e aplicar quantidades de precipitação uniformes para todos os solos. Os solos são monólitos intactas recolhidas de pradaria Blackland nas proximidades lisímetros de pesagem instalados em hidrologicamente isoladas instrumentados para determinar todos os componentes do balanço hídrico. A água é aplicada em eventos de volume e calendário que aproximar a sazonalidade dos eventos de chuva e de montantes durante um ano médio de precipitação. Assim, LYCOG é capaz de avaliar os efeitos a longo prazo da subambient para superambientes C A e tipo de solo em função do ecossistema pastagem, incluindo água e carbono orçamentos.
LYCOG é a terceira geração de C Um gradiente experimentos conduzidos por USDA ARS Pastagem Laboratório de Solo e Água Research. A primeira geração era um protótipo para subambientgradiente ambiente que estabeleceu a viabilidade da abordagem gradiente de 13 e avanço do entendimento das respostas fisiológicas de nível folha de plantas para subambient variação em C Um 14-20. A segunda geração foi uma aplicação no campo escala do conceito de perene C 4 pastagem, com o gradiente estendido para 200-550 mL L -1 21. Este experimento de campo escala forneceu a primeira evidência de que a produtividade da pastagem aumenta com C Um enriquecimento pode saturar perto concentrações atuais ambientes de 20, em parte porque a disponibilidade de nitrogênio podem limitar a produtividade da planta em superambientes C A 22. LYCOG estende esta segunda experiência geração, incorporando solos replicados de diferentes textura, permitindo o teste robusto para efeitos interativos de solos no C Uma resposta das comunidades de pastagem.
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Protocol
1. Monólitos Coletar solo a ser usado como lisímetros de pesagem
- Construir caixas de aço abertas 1 x 1 m quadrados por 1,5 m de profundidade entre 8 mm de espessura de aço.
- Pressione as caixas abertas verticalmente no solo, com prensas hidráulicas montadas em âncoras helicoidais perfurado 3 m de profundidade no solo.
- Escavar o monólito envolto utilizando uma retroescavadeira ou equipamento similar.
- Coloque um pavio em fibra de vidro em contacto com o solo na base do monólito. Passe o pavio por meio da base de aço para um reservatório de 10 L para drenar o monólito, e, em seguida, soldar o aço de base na parte inferior da caixa.
- Matar a vegetação existente nos monolitos pela aplicação de um herbicida não-residuais, tais como o glifosato.
2. Estabelecer Comunidades Vegetais em monólitos de solos
- Planta os monólitos com oito mudas cada um dos sete espécies de gramíneas e Tallgrass Prairie forbs, para uma densidade total de 56 plantas por m 2.
- Plante as seguintes Forbs: azurea Salvia (pitcher sábio), Solidago canadensis (Canadá goldenrod), a flor do ilinóis (Illinois Bundleflower, uma leguminosa).
3. Câmara projeto
- Construir duas câmaras cada 1,2 m de largura, 1,5 m de altura e 60 m de comprimento, dividido em dez seções 5 m de comprimento. Construir seções de aço pesado de dimensões 5 mx 1,2 mx 1,6 m de profundidade, enterrado a 1,5 m.
- Instale quatro monólitos em cada seção, dois monolitos cada um de dois dos tipos de solo, em ordem aleatória. Instale cada monólito no topo de um equilíbrio de capacidade 4,540 kg.
- Incluir monólitos Bastsil nos emparelhamentos em seções de números pares.
- Junte-se secções adjacentes acima do solo com 1 m de comprimento x 1 m de largura x 0,3 m de altura do duto de chapa para fornecer um caminho para o fluxo de ar.
- Fornecimento de líquido de arrefecimento a 10 ° C a partir de uma unidade de refrigeração 161,4 kW a uma serpentina de arrefecimento no interior de cada conduta.
- Coloque a vegetação com filme claro com efeito de estufa (espessura 0,006 "/. 15 mm), tal como usado na outraexperimentos de manipulação do clima 23.
- Encaixe cada tampa com uma abertura com zíper apoiada por um projecto de retalho para permitir o acesso aos monolitos para a amostragem.
- Remover o polietileno cobre no final da estação de crescimento.
4. CO 2 e temperatura do ar Medição; Controle de temperatura
- Amostra entrada e saída C A em ambas as câmaras cada 2 minutos através de linhas de amostra de ar filtrado localizados na entrada e saída de câmaras superambientes e subambient. Estes dados informar injeção de CO 2 e ventilador de controle de velocidade.
- Teor de vapor de água C Amostra A e, e temperatura do ar medida (T A) na entrada e saída de cada seção 5 m em intervalos de 20 min.
- Meça todas as amostras de ar para CO2 e teor de vapor de água em tempo real usando analisadores de gás infravermelho de acordo com o protocolo do fabricante.
- Meça T A na entrada, ponto médio, umd saída de cada seção com termopares de fios finos blindados.
- Regular o fluxo de fluido de arrefecimento através da serpentina de refrigeração na entrada de cada secção para manter uma média consistente (mid) T A secção para secção de perto o ambiente T A.
- Posicione um sensor de quantum para ter uma visão desobstruída do céu e medir fótons fotossintéticos densidade de fluxo de acordo com o protocolo do fabricante. Nível de luz é uma entrada para o algoritmo de controle do ventilador.
5. C A aplicação dos tratamentos
- Dia
- Misturar puro de dióxido de carbono (CO 2) com ar ambiente com 500 ul de entrada L -1 C A, usando um controlador de fluxo de massa no canal de entrada da perna superambientes. Ver Seção 4 para C A medida mais detalhes.
- Advect o ar enriquecido através das câmaras utilizando ventoinhas à entrada da secção 1 e nas seções a jusante.
- Manter a saída C A 390 ul de L-1 (ar ambiente) desejado, ajustando a velocidade do ventilador.
- Aumente a velocidade do ventilador, se a saída C A estiver abaixo do ponto de ajuste. Isto permite que menos tempo para absorção pelas plantas de CO 2, resultando em maior saída C A.
- Diminuir a velocidade do ventilador, se a saída C Um está acima do ponto de ajuste.
- Use a mesma abordagem na câmara subambient exceto introduzir ar ambiente e controle para alcançar a saída C Um de 250 mL L -1.
- Nighttime
- Inverter o sentido do fluxo de ar.
- Injetar CO 2 na extremidade de saída da câmara de dia superambientes para atingir 530 mL L -1 C A, e as taxas de controle advecção de manter 640 mL L -1 na saída noite (entrada dia.
- Introduzir ar ambiente em ~ 390 mL L -1 de CO 2 para a entrada noturna(saída dia) da velocidade do controlo e advection câmara para manter subambient 530 ul L-1 na saída noite.
6. Entradas de precipitação
- Aplique a quantidade média de chuva estação de crescimento para cada monólito.
- Abastecimento de água para cada monólito de uma fonte de água para uso doméstico através de um sistema de irrigação por gotejamento. Agendar os eventos de irrigação e as quantidades de aplicação para aproximar o padrão sazonal de chuva para a localização experimento. O horário exato depende do clima local.
- Controle de tempo de aplicação com um registrador de dados e medir volumes de aplicativos com medidores de vazão.
7. Amostragem
- Medir perfis verticais de volumétrico de água no solo (vSWC) semanalmente durante o período de CO 2 de controle, com um medidor de atenuação ou outra sonda de nêutrons apropriado.
- Incrementos perfil recomendadas são incrementos de profundidade de 20 cm a 1 m dePTH, e um incremento de 50 cm abaixo de 1 m.
- Medida monólito biomassa aérea da produtividade primária líquida (ANPP) colhendo tudo biomassa acima do solo de pé no final da estação de crescimento.
- Todos biomassa acima do solo é removido a cada ano, em consequência de pé biomassa representa a produção primária atual.
- Classificar a biomassa recolhidos por meio de espécies e seco para massa constante, e pesar.
- Use biomassa de espécies individuais para quantificar espécies de plantas contribuições para ANPP.
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Representative Results
Os superambientes e subambient porções do gradiente são mantidos em câmaras separadas (Figura 1). No entanto, ao longo de sete anos de operação (2007 - 2013), as câmaras mantido um gradiente linear em C numa concentração de 500 para 250 ul L-1 (Figura 2), com apenas uma pequena descontinuidade em C A entre a saída das câmaras enriquecidos (Monolith 40) e a entrada da porção de subambient do gradiente (Monolith 41).
Temperatura do ar e déficit de pressão de vapor permaneceu constante a partir de uma seção para outra em ambas as câmaras superambientes e subambient, exceto na seção 10 da câmara superambientes, e as seções 19 e 20 da câmara subambient, onde a temperatura do ar em média a 3 ° C mais quente do que o outro secções (Figura 2). No entanto, não pode ser pronunciada aumentos de temperatura de 5 - 7 ° C no interior de cada secção, e corresng aumenta em déficit de pressão de vapor.
Segundo a média dos 2007 - 2013 estações de crescimento, vSWC variou linearmente ao longo do C Um gradiente em dois dos três solos (Figura 3). vSWC no top 20 cm do perfil do solo aumentou 3,1% por 100 mL L -1 aumento C A no arenoso (série Bastsil) solo (R 2 = 0,34, p = 0,01), e de 1,7% por 100 ul L -1 C A no solo argiloso (série Houston). No entanto, não houve alteração em 0-20 vSWC no barro lodoso (série Austin) do solo (p = 0,13).
A produtividade das plantas também variou de forma linear com pelo C A, e a magnitude do C uma resposta diferente entre solos. ANPP (Figura 4A) de monólitos com Blackland comunidades pradaria planta tinha a menor resposta a C A no solo argiloso, com aumento de 59 gm -2 por 100 mL L -1 aumento C Um(R 2 = 0,22, p = 0,02). A resposta ANPP para C Um enriquecimento foi intermediária no solo argiloso lodoso, um aumento de 76 gm -2 por 100 mL L -1 de CO 2 (R 2 = 0,22, p = 0,02), e maior no solo arenoso, onde PPAN adquirida 131 gm-2 por 100 ul de L-1 de CO 2 (R 2 = 0,55, p <0,001).
Estas respostas específicas do solo de ANPP para C Um correspondeu estreitamente com as respostas específicas do solo de um C mésicos 4 tallgrass, Sorghastrum nutans, as espécies de gramíneas mais abundantes nas comunidades de plantas experimentais. Biomassa acima do solo de S. spasmus aumentaram mais fortemente com o aumento C A no solo arenoso, ganhando mais de 200 gm-2 para cada L -1 aumento de 100 ul em C a (r 2 = 0,40, P = 0,005). Em contraste, S. nutans ganhou a apenas 100 gm -1 por 100 ul L -1 aumento em C A no solo argiloso lodoso (R 2 = 0,50, P <0,0001), enquanto que S. spasmus respondeu marginalmente para C A no solo argiloso (R 2 = 0,12, p = 0,07; Figura 4B).
O aumento específico do solo em ANPP com C Um enriquecimento ocorreu apesar das diminuições de produtividade nos dois solos mais sensíveis pelo xeric C 4 meados de grama Bouteloua curtipendula (Figura 4C). B. curtipendula foi a segunda espécie mais abundante nas comunidades experimentais. No solo lodoso-barro, B. curtipendula era a grama dominante no subambient concentrações C A, mas diminuiu mais fortemente com C Um enriquecimento do solo argiloso lodoso (69 gm -2, por 100 mL L -1 aumento C A; R 2 = 0,36, p <0,008), diminuição menos intensa no solo arenoso (44 gm -2 L -1 aumento em C A; R 2 = 0,36, p = 0,008), e não variou com C Um enriquecimento do solo de argila (p = 0,46).
Figura 1. Arranjo de câmaras e solos. As duas seqüências lineares de câmaras contendo pastagem vegetação que cresce em monólitos de solos intactos (foto), e esquemática da distribuição dos três tipos de solo ao longo do gradiente de CO 2. Números de gráficos 1 - 40 estão localizados ao longo do 500 - L -1 porção de 380 ul do gradiente, e os números 41 - 80 no 380 - L -1 porção de 250 ul. Foto: Philip Fay.
Figura 2. microclima ao longo do C A gradiente. Daytime estação de crescimento do dióxido de carbono (CO 2) a concentração, temperatura do ar e déficit de pressão de vapor para as 80 monólitos nas câmaras enriquecidos e subambient. Os valores são medidos na entrada de ar e saída de cada seção, e estimada a partir de interpolação linear para outras posições. Os pontos de dados representam meios para os 2007 a 2013 estações de crescimento. As barras de erro omitidas para maior clareza; significam os erros padrão foram de 3,5 para o CO 2, 0,82 para a temperatura do ar, e 0,18 para o déficit de pressão de vapor.
Figura 3. umidade do solo em cada tipo de solo ao longo do gradiente de CO 2 conteúdos estação de crescimento volumétrico de água no solo (vSWC) para 0 -. 20 cm no perfil do solo para cada tipo de solo, traçados pela posição ao longo da concentração de CO 2 gradient. Regressões lineares são plotados para solos com relações significativas de vSWC a concentração de CO 2. Os pontos de dados representam as médias de 2007 a 2013 estações de crescimento. As barras de erro omitidas para maior clareza; significar erros padrão nos três solos variaram 0,74-0,99.
Figura 4. produtividade da planta em cada tipo de solo ao longo do gradiente de CO 2. (A) Média biomassa aérea da produtividade primária líquida (ANPP), a soma da biomassa de todas as espécies nos 60 monólitos com comunidades vegetais Blackland Prairie corrente ano; ea biomassa corrente ano de (B) o C mesic 4 tallgrass, Sorghastrum nutans, e (C) o xeric C 4 midgrass Bouteloua curtipendula traçado por posição ao longo do gradiente de concentração de CO 2.Regressões lineares são plotados para solos com relações significativas de ANPP ou espécies de biomassa para a concentração de CO 2. Os pontos de dados representam as médias de 2007 a 2013 estações de crescimento. As barras de erro omitidas para maior clareza; significar erros padrão nos três solos variou 34,9-42,5 para ANPP, 21,8-34,4 por S. nutans, e 7,4-24,8 para B. curtipendula.
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Discussion
A instalação LYCOG atinge seu objetivo operacional de manutenção de um 250 a 500 mL L -1 gradiente contínuo das concentrações de C A em comunidades experimentais de pastagens estabelecidas em três tipos de solo. A mudança de C A é linear dentro do intervalo prescrito. Temperatura do ar aumentou dentro de cada seção, mas foi reposta pelas bobinas entre-seção de arrefecimento na maioria dos setores. Como resultado, o objectivo operacional de manter a temperatura média consistente de secção para secção foi recebida sobre a maior parte do gradiente. Temperatura e C controle Um são facilmente mantida durante a primavera e início do verão, quando a umidade do solo é relativamente alto e as plantas estão em seu maior capacidade fotossintética.
Passos críticos no Protocolo
Controle de velocidade do ventilador é o aspecto mais crítico de manter o prescrito CO 2 gradiente. O controlo baseia-se numa combinaçãofeedback e técnicas de feed-forward para coincidir com o fluxo de ar para a absorção de carbono da vegetação. A técnica de feedback ajusta a velocidade do ventilador com base na diferença entre o CO medido e sair meta de 2 concentração. Feed-forward de controle antecipa mudanças na taxa fotossintética e rapidamente (tempo de resposta de 5 segundos) ajusta a velocidade do ventilador, com base em mudanças na radiação fotossinteticamente ativa medidos com o sensor de quantum. Feed-forward controle melhora consideravelmente o controle sobre o nível alcançado por si só controle de gabarito. A taxa máxima do fluxo de ar através das câmaras é da ordem de 1 m s-1, ou cerca de 3,6 km h -1, que está na extremidade de baixa velocidade do vento destas plantas ver no campo. Assim, variando a velocidade do ventilador é improvável que afetam respostas das plantas.
Outro aspecto crítico da manutenção do gradiente CO 2 é a presença da capacidade fotossintética adequada. Quanto mais íngreme do gradiente, quanto maior for a capacidade fotossintética re dosselcessário para sacar a concentração de CO 2. Espécie ou comunidades com mais de área foliar, maiores taxas fotossintéticas, ou comprimento da câmara já todos aumentar o CO 2 draw-down que pode ser alcançado. Cuidados também devem ser tomadas o volume monólito e profundidade é escolhida para fornecer um volume de enraizamento realista para as comunidades de plantas estabelecidas. As espécies utilizadas aqui têm profundidades de enraizamento de 1-1,5 m, mas outras espécies podem ser mais raso ou mais profundo, eo volume monólito devem ser ajustados em conformidade. O último aspecto crítico é a importância de fornecer com fiabilidade e controlar o fluxo de água gelada para as serpentinas de arrefecimento entre cada secção, de modo a coincidir com a temperatura da câmara a variação diurna e sazonal do lado de fora na temperatura do ambiente externo.
Modificações na técnica
O primeiro ano de operação revelou que a vegetação pradaria foi marginalmente capaz de CO 2 adequada Panicum virgatum. Switchgrass é uma tallgrass nativa altamente produtiva, e é bem regada durante todo o período de crescimento, o que garante capacidade de captação C adequada ao longo do gradiente mesmo durante os meses quentes de verão. O primeiro ano também revelou maior do que resistência aerodinâmica previsto nas câmaras, que degradaram as taxas de fluxo em câmaras a jusante, levando ao superaquecimento. Este problema foi remediado pela instalação de ventiladores adicionais ventilador jusante para aumentar as taxas de fluxo. Recomendamos a instalação de novo polietileno cobre cada estação de crescimento para manter o máximo de transmissão da luz.
LIMITAÇÕES DA TÉCNICA
O sistema coloca certas questões operacionais que criam oportunidades e limitações sobre as questões de pesquisa a instalação pode suportar. Contratrole do gradiente se torna mais difícil a partir de meados do verão até o final da estação de crescimento, porque as temperaturas do verão maiores baixas de umidade do solo, aumentando o estresse hídrico das plantas e reduzindo a capacidade fotossintética. Isto por sua vez requer mais lentas taxas de fluxo de ar para alcançar o empate C-down necessários para satisfazer as concentrações C um alvo, que por sua vez eleva ainda mais as temperaturas. Esta dinâmica ilustra a capacidade limitada de este sistema para estudos de interações de seca com a concentração de CO 2. O aumento da temperatura dentro de cada seção 5 metros são inevitáveis por causa do design de fluxo linear do experimento. Energia de ondas longas acumula dentro de cada câmara até que o ar passa através da serpentina de refrigeração e entrar na próxima câmara. Dentro da secção aumentos de temperatura são de magnitude similar a algumas das estimativas mais elevadas para futuros aumentos de temperatura esperados com alguns cenários de mudanças climáticas. Assim, a secção de variação de temperatura dentro-represents uma oportunidade para analisar as respostas de pastagens para as interações entre C e A aquecimento. Finalmente, as dimensões da câmara de limitar a vegetação para uma altura máxima de cerca de um metro, e a área do monólito limita a vegetação para espécies herbáceas com áreas basais menores. A utilização de espécies de árvores, por exemplo, para estudar a invasão arborizado em pastagem, seria impraticável para além da fase de plântula.
Significância comparado a outras técnicas
LYCOG é consideravelmente mais econômica para operar em comparação com técnicas como o rosto e OTC. LYCOG utiliza aproximadamente 3.700 L por mês de CO 2, o qual é maior do que o uso de CO2 em sistemas MiniFACE 24, mas muito menos do que o consumo de CO2 do rosto e OTC se aproxima de 3, 12. A despesa importante de manter a experiência vem controle de temperatura, que custa cerca de US $ 30.000 por ano, o COMPARAble estimativas da despesa de CO 2 para a parte superior aberta câmara C Os custos de enriquecimento, mas ainda muito menos do que o do CO 2 custa de Livre Air CO 2 sistemas de enriquecimento 3. As vantagens económicas vêm juntar-se a capacidade única de estudos que suportam a subambient CO 2 e ao longo de um gradiente contínuo de CO 2.
Aplicações atuais e futuras
A pesquisa atual está examinando outros do que ANPP respostas do ecossistema, incluindo CO 2 do solo efluxo, e evapotranspiração, que irá expandir a nossa compreensão da variação específica do solo em efeitos C Um na pastagem de carbono e ciclagem de água. As possibilidades futuras de pesquisa incluem a combinação de temperatura e de CO 2 tratamentos, por exemplo, operando ambas as câmaras como superambientes mas mantendo uma câmara a um diferencial de temperatura mais elevada no que diz respeito ao ambiente. Vegetat atualíon pode ser facilmente substituído com outras espécies ou comunidades para estudar como a variação na estrutura da comunidade influencia CO 2 efeitos sobre a função do ecossistema. Outros constituintes atmosféricos ecologicamente importantes, tais como o metano ou o ozono pode ser acrescentado para testar as interacções com CO 2.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dataloggers, multiplexers | Campell Scientific, Logan, UT, USA | CR-7, CR-10, CR-21X, SDM-A04, SDM-CD16AC, AM25T | |
| Thermocouples: Copper-constantan | Omega Engineering, Inc., Stamford, CT, USA | TT-T-40-SLE, TT-T-24-SLE | |
| Quantum sensor | Li-Cor Biosciences, Lincoln, NE, USA | LI-190SB | |
| CO2/H2O analyzer | Li-Cor Biosciences, Lincoln, NE, USA | LI-7000 | |
| Lysimeter scales | Avery Weigh-Tronix, Houston, TX, USA | DSL-3636-10 | |
| Air sampling pump | Grace Air Components, Houston, TX, USA | VP 0660 | |
| Dew-point generator | Li-Cor Biosciences, Lincoln, NE, USA | LI-610 | |
| Cold water chiller | AEC Application Engineering, Wood Dale, IL, USA | CCOA-50 | |
| Chilled water flow control values | Belimo Air Controls, Danbury, CT, USA | LRB24-SR | |
| Chilled-water cooling coils | Coil Company, Paoli, PA, USA | WC12-C14-329-SCA-R | |
| Carbon dioxide refrigerated liquid | Temple Welding Supply, Temple, TX, USA | UN2187 | |
| Polyethylene film | AT Plastics, Toronto, ON, Canada | Dura-film Super Dura 4 | |
| Blower motor/controller | Dayton Electric, Lake Forest, IL, USA | 2M168C/4Z829 | |
| Solenoids | Industrial Automation, Cornelius, NC, USA | U8256B046V-12/DC | |
| Leachate collection pump | Gast Manufacturing, Benton Harbor, MI, USA | 0523-V191Q-G588DX |
References
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