'Chìm' hoặc bơi cho đầm lầy muối

Anonim

Các hệ sinh thái ven biển của thế giới — các khu vực như đầm lầy và rừng ngập mặn - có tiềm năng lưu giữ và tái lập một lượng lớn carbon, gọi chung là carbon xanh.

Cựu Tổng thống Barack Obama năm 2014 đã nghiên cứu về sự hiểu biết về động lực học carbon trong các hệ sinh thái ven biển này một ưu tiên vì tầm quan trọng của chúng đối với chu kỳ carbon toàn cầu.

Mặc dù vai trò của họ là bồn rửa tiềm năng - hoặc kho chứa - của cacbon, vẫn chưa rõ các quá trình sinh lý học khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến động lực học carbon trong các hệ sinh thái này.

Sử dụng quỹ từ Giải thưởng Phát triển nghề nghiệp khoa học quốc gia của Quỹ khoa học quốc gia được trao giải gần đây, Rodrigo Vargas của Đại học Delaware sẽ thành lập một phòng thí nghiệm ngoài trời tại Khu bảo tồn St. Jones, một thành phần của Khu dự trữ nghiên cứu quốc gia Delaware (DNERR) và một phần của Khu dự trữ nghiên cứu quốc gia (NERR). Những nỗ lực nghiên cứu của ông sẽ góp phần vào sự hiểu biết tốt hơn về các dòng cacbon dọc và bên - lượng carbon trao đổi giữa đất và khí quyển, và lượng carbon trao đổi giữa đất và biển ven biển - trong vùng đất ngập nước ven biển.

Thông qua Giải thưởng nghề nghiệp NSF có uy tín, Vargas, phó giáo sư tại Khoa thực vật và đất thuộc Đại học Nông nghiệp và Tài nguyên thiên nhiên UD, cũng sẽ làm việc để trao quyền cho học sinh thiểu số bằng cách tích hợp chúng vào các hoạt động nghiên cứu, giáo dục và tiếp cận, và sẽ tăng cường vốn xã hội bằng cách tăng cường mạng lưới sinh viên, các chuyên gia khoa học và các nhà nghiên cứu trong đầm lầy muối trên khắp Delaware và xa hơn nữa.

Dọc và bên dòng

Các chất thải cacbon thẳng đứng liên quan đến lượng carbon đi từ mặt đất vào khí quyển hoặc từ khí quyển vào hệ sinh thái và sẽ được ước tính bằng cách đo lượng khí CO2 và khí mêtan (CH4), hai loại khí nhà kính quan trọng.

"Sự trao đổi khí CO2 giữa khí quyển và mặt đất được gọi là trao đổi hệ sinh thái mạng", Vargas nói. Nếu sự tích cực của hệ sinh thái là tiêu cực, nó có nghĩa là CO2 đang bị hấp thụ bởi hệ sinh thái.Nếu nó tích cực, nó có nghĩa là CO2 được thải vào khí quyển, và cách chúng ta định lượng bằng kỹ thuật hiệp phương sai trao đổi khối lượng và năng lượng giữa khí quyển và mặt đất. "

Trong trang web cụ thể này, các nhà nghiên cứu đang đo sự trao đổi CO2 và CH4 giữa hệ sinh thái và khí quyển sử dụng tháp hiệp phương sai đầu tiên được thiết lập ở bang Delaware từ năm 2015. Việc thành lập tháp này đã được hỗ trợ một phần từ các khoản tài trợ mà Vargas nhận được từ Delaware Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia đã thành lập Chương trình Kích thích Nghiên cứu Cạnh tranh (NASA-EPSCOR), Chương trình Duyên hải Delaware (DCP) và cấp hạt giống CANR.

Tháp này là một phần của mạng lưới AmeriFlux, một tập đoàn các nhà khoa học sử dụng mạng lưới để làm việc với kỹ thuật hiệp phương sai, đo các chất thải CO2 và CH4 tại nhiều địa điểm trên khắp châu Mỹ.

Ngoài các chất trợ thẳng đứng, Vargas giải thích rằng cũng quan trọng để giải thích các dòng bên trong đầm lầy muối.

Bởi vì chúng nằm trong quá trình chuyển đổi giữa đất liền và đại dương - giao diện mặt đất - thủy sinh - thách thức đối với đầm lầy muối là quá trình sinh hóa sinh học của chúng cũng bị ảnh hưởng bởi thủy triều, mang lại vật chất và năng lượng khi chúng tăng lên. Khi thủy triều rút lui, chúng rút ra vật chất và năng lượng, làm cho nó rất khó khăn để hiểu chu kỳ carbon trên các hệ sinh thái này.

"Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng có xuất khẩu carbon đáng kể từ các hệ sinh thái này đến đại dương ven biển và đó là điều mà chúng tôi cũng muốn hiểu", Vargas nói. "Đó là một thách thức rất lớn và chúng tôi đang bắt đầu nghiên cứu với mục tiêu bao quát để hiểu các yếu tố sinh lý khác nhau điều chỉnh các dòng cacbon dọc và bên trong đầm lầy mặn như thế nào."

Máy ảnh từ xa

Trang web này cũng được trang bị máy ảnh kỹ thuật số có khả năng chụp ảnh tự động về hệ sinh thái để nghiên cứu về hình thái thực vật. Hình thái thực vật thông báo về chu trình sống định kỳ của thực vật như ra hoa hoặc thời gian rụng lá. Các hình ảnh được chụp bằng màu sắc và cũng có màu hồng ngoại, cho phép các nhà nghiên cứu nhìn thấy màu xanh của hệ sinh thái. Thông tin đó được sử dụng để hiểu động lực học carbon của các hệ sinh thái dựa trên nhiếp ảnh lặp đi lặp lại, được gọi là cảm biến từ xa gần bề mặt.

"Bạn có thể thấy chỉ số xanh lục để định lượng hệ sinh thái xanh và nó đạt đỉnh điểm vào giữa tháng 8 năm nay, và sau đó bạn bắt đầu đánh mất màu xanh lá cây như một phần của chu kỳ thực vật hàng năm. Đây cũng là cơ hội tuyệt vời cho khoa học công dân và tiếp cận cộng đồng "Vargas nói.

Máy ảnh kỹ thuật số không chỉ cho các nhà nghiên cứu biết về màu xanh của trang web mà còn về các sự kiện mà họ có thể không có khả năng nghiên cứu, chẳng hạn như khi các sự kiện lũ lớn diễn ra trong năm 2015 và 2016.

"Một sự kiện lũ lụt là do sự bùng nổ của cơn bão Joaquin, " Vargas nói. Trong năm 2016, chúng tôi đã có một trận lụt khác, nhưng trận lụt này không phải do bão biển, đó là do một cơn bão trong nước mang nước qua đường St. Jones River và tràn ngập trang web của chúng tôi. "

Tất cả các hình ảnh có sẵn trực tuyến trong thời gian thực như một phần của mạng PhenoCam để giúp cải thiện tính minh bạch và chia sẻ dữ liệu giữa cộng đồng khoa học rộng lớn hơn.

Thành phần giáo dục

Vargas cũng sẽ sử dụng giải thưởng này để cung cấp cho học sinh lớp tám - những người thường học về chu kỳ carbon thông qua chương trình giảng dạy của lớp — một cơ hội để có được trải nghiệm học tập thực hành liên quan đến carbon.

Vargas có kế hoạch làm việc với các chuyên gia tại DNREC và St. Jones Reserve, cũng như với Amy Trauth-Nare, phó giám đốc cao cấp của UD's Professional và Continuing Studies, để phát triển mô-đun bằng cách sử dụng hướng dẫn hiện tượng — hoặc hướng dẫn dựa trên địa điểm, như học tập tại Khu bảo tồn St. Jones — để giải quyết cụ thể các chủ đề về trao đổi carbon và năng lượng trong các hệ sinh thái.

Ngoài ra, Vargas đang tìm cách tạo cơ hội cho sinh viên đại học thiểu số tham gia chương trình Associate in Arts (AAP) của UD, để thúc đẩy thành công trong lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM).

"Một trong những điều mà tôi đã làm việc kể từ khi tôi bắt đầu tại Đại học Đà Nẵng là trao quyền cho các sinh viên chưa được trình bày, " Vargas nói. "Bằng cách cung cấp các cơ hội học tập và nâng cao vốn xã hội, chúng tôi củng cố mạng lưới sinh viên, các chuyên gia khoa học và các nhà nghiên cứu ở Delaware và hơn thế nữa. Tôi là các giáo sư gốc Tây Ban Nha và Tây Ban Nha là một thiểu số tại UD, và sinh viên gốc Tây Ban Nha cũng là một thiểu số tại UD. Tôi có một cam kết mạnh mẽ để hỗ trợ các sinh viên chưa tốt nghiệp đại học và sau đại học trong các lĩnh vực STEM. Đó là một sự thúc đẩy lớn về đề xuất này. "

Vargas sẽ làm việc với David Satran, giám đốc Chương trình Liên kết Nghệ thuật, để tùy chỉnh cơ hội cho các sinh viên AAP, và sẽ kết hợp các sinh viên sau đại học hiện tại của mình làm cố vấn cho các sinh viên AAP.

menu
menu