文章 特色

二氧化碳升高:达到问题的根源

植物如何应对大气中上升二氧化碳水平? Bifor植物学家,伯明翰森林研究所研究所走了地找到了一些答案。

由Clare Ziegler,Rosemary Dyson和Iain Johnston

二氧化碳是 改变世界和水平是 不断上升。人类的活动正在泵送有限公司2 进入大气层。这是影响世界各地的气候和植物生长。迫切需要了解升高的公司的效果2 在世界生态系统上,为了做出准确的科学,环境和经济预测,对未来的气候变化。

植物在界面发挥着核心作用 Planet的Co.2 budget。光合作用需要在CO中2 从大气中,植物呼吸释放它。如果释放的更多,植物可以充当碳水槽并降低大气水平的CO2。但是植物可以提供多少水槽?如何改变气候会影响这个问题?改变CO.2 水平影响植物的成长方式。不同的植物可能对变化的有限公司不同2。生态系统中的其他过程可以占用或释放碳。由于这些并发症,研究人员发现它挑战了衡量真正的生态系统,如英国森林所吸收的碳。特别是,我们不知道未来的CO将是多么增加2 会影响森林生态系统。

伯明翰森林研究所 (Bifor),我们有兴趣回答这些问题。但我们如何研究生态系统如何应对未来的合作2 水平?我们正在使用 一个酷炫的实验设置,称为脸部。这代表了免费的空中碳富集。在一个实验室里,您可能会在内阁中长出一个升高的CO2 - 面部缩放到生态系统级别。我们的实验在斯塔福德郡的一个100岁的橡木林中进行。我们已经在泵浦有限公司的森林里安装了一些工业规模的管道2 进入大约30米的主要区域。这些地区经历了与CO的氛围2 水平升高150ppm - 预测到2050的水平。这允许在自然环境中生长的植物中观察到升高的碳的影响。我们有很多很酷的研究项目看着生态系统的许多不同方面。

从Bifor Phenocam查看
Bifor Phenocam的最新视图

克莱尔 Ziegler是BIFOR的博士候选人,看着CO的效果2 (eCO2)在林地下方的根系上。根是一个关键植物器官,提供支持和营养素。它们在成长时将碳带到地下。当它们恢复时,这种碳被转移到土壤中。他们需要理解他们的成长,建筑,营业额和发展,以便在生态系统中理解碳。但是,它们非常难以监测非破坏性 - 你如何观察到根系系统而不进行任何挖掘?一个解决方案是使用Minirhizotrons,这是透明的塑料管沉入地面。然后可以随着时间的推移通过专门的相机设备来成长抵抗管的根,以收集地下正在发生的事情上的重要数据。

调查根部的相机设置。
调查根部的相机设置。

这些图像每月从所有24个管道上每月收集一次,其中一半的经历生态2 其中一半留在自然条件下作为对照。我们使用专门的软件分析这些图像,以使用分支长度,分支和分支宽度等因素来量化根系的生长和动态。然后将这些数据进行数学分析以探索生态之间的差异2 并控制根源。我们将使用此数据来得出关于二氧化碳升高对植物根部效果的结论。我们还将能够解开植物根行为如何影响大气碳。这项工作将形成森林和全球范围内更广泛的科学和环境研究的重要组成部分。

我们最近举行了工作 一品脱科学 在伯明翰的外展活动,并希望了解项目的视觉表达以及我们正在研究的内容。克莱尔占据了一系列图像的一系列图像,其中一个管内部嵌入了一棵年轻的橡树附近的森林地面,包括荆棘,蕨类植物和蓝铃属的几个亚冠层。她一起缝合图像以形成一个覆盖360度的覆盖整个管的360度视图,包括大约50cm以下下面的对角线。图像很轻微致力于 g,只是为了平滑图像在一起连接的一些边缘,并使图像看起来有点漂亮(根系系统仍然不变)。将此照片上传到Kuula,全景托管站点,创建了管内部的可视表示,可以在任何计算机或手机上轻松查看。 看看 - 看看你是否可以发现属于不同植物的根源,以便在地下营养出来!

在这个地下工作的顶部(字面上),我们使用数学进行许多其他研究,以探索植物的成长和功能。我们的研究探索了 植物如何回应 到其他环境线索(像温度一样), 植物如何“掷骰子” 以便 种子在不同的时间发芽, 和 有多效率的光合作用 在数百万年中发展出来.

克莱尔,迷迭香和IAIN工作在伯明翰大学植物科学中应用数学模型和统计数据。 克莱尔 是伯明翰森林研究所(Bifor)的博士学生, 迷迭香 是应用数学的高级讲师, Iain. 是一家伯明翰的生物科学家。