Biosphere 2 untersucht die Auswirkungen von Trockenheit auf tropische Regenwälder mithilfe von Durchflussmessungen

Im Zuge des Klimawandels auf der Erde erwarten Wissenschaftler, dass eine heißere und trockenere Welt schwerwiegende Auswirkungen auf die globalen Ökosysteme haben wird, wobei viele Gebiete einem erhöhten Wasserstress und/oder Dürren ausgesetzt sein werden. Es ist jedoch schwierig, die spezifischen Auswirkungen des Klimawandels auf die Boden-, Luft- und Wasserqualität in den verschiedenen Regionen der Welt vorherzusagen.

2019 kam ein interdisziplinäres Team von mehr als 80 Wissenschaftlern aus der ganzen Welt zusammen, um ein noch nie dagewesenes Experiment durchzuführen, bei dem die Auswirkungen von Dürre und Dürreerholung auf tropische Regenwälder untersucht wurden. Das Experiment wurde zum Teil durch einen Zuschuss des Europäischen Forschungsrats finanziert und führte zu mehreren Partnerschaften, darunter eine mit Alicat.

In diesem Experiment versuchte das Team, die Auswirkungen von Wasserstress auf die Ökosysteme des Regenwaldes zu messen. Sie führten ihre Studien durch in Biosphäre 2, a man‑made, multi‑million dollar facility built in the 1980s to simulate a fully contained Earth ecosystem. The facility is now used for research, education, and tourism. Its tropical rainforest biome boasts more than 90 different species of plants within an enclosed space the size of several tennis courts.

In diesem Umfeld führte das Wissenschaftlerteam im tropischen Regenwald der Biosphäre 2 ein kontrolliertes Experiment zur Trockenheit und zur Markierung stabiler Isotope für das gesamte Ökosystem durch. Die Kampagne mit dem Namen "Water, Atmosphere, and Life Dynamics" (WALD) ist ein Gemeinschaftsprojekt unter der Leitung von Laura Meredith, B2 Tropical Rainforest Director, University of Arizona, Christiane Werner, ERC Consolidator Grant Preisträgerin, Universität Freiburg, Deutschland, und Nemiah Ladd, Universität Freiburg, Deutschland.

Im Oktober 2019 wurde das tropische Regenwaldgebiet der Biosphäre 2 für die Öffentlichkeit gesperrt, und Christiane Werner von der Universität Freiberg in Deutschland setzte fast $20.000 Tonnen Kohlendioxid frei, die mit dem Isotopen-Tracer Kohlenstoff-13 versetzt waren.

Alicat mass flow controllers closely monitored the release of the isotope into the system, which was chosen as the appropriate tracer because it occurs relatively infrequently in nature. As such, it is a useful tool with which to track and measure changes in soil, water, and air systems.

Der Versuchsaufbau und die Datenerfassung umfassten das Anzapfen des Xylems von Bäumen, das Einsammeln von Blättern, die Untersuchung des Bodens und den Einsatz von Geräten zur Analyse der Luftzusammensetzung. Laut dem Direktor von Rainforest Research, Dr. Laura MeredithDie Pflanzen sehen ein bisschen so aus, als ob sie mit all den Sensoren im Krankenhaus liegen würden.

Es ist bekannt, dass Regenwälder eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf spielen; was nicht verstanden wird, ist, wie sich diese Funktion ändern kann, wenn ein Biom unter Wasserstress steht. Laut Dr. Meredith sollte mit diesem Experiment besser verstanden werden, ob Ökosysteme auf Dürren so reagieren, dass sie Kohlenstoff freisetzen und den Klimawandel verschlimmern, oder "so, dass hilft, sie zu mildernDas hilft, den Prozess zu verlangsamen.

Dr. Meredith hatte zuvor Alicat verwendet Massendurchflussregler in Experimenten, die sie während ihrer Zeit am University of Arizona Landscape Evolution Observatory durchgeführt hat. Bei diesen Experimenten war Dr. Meredith mit der Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Alicat-Steuergeräte sehr zufrieden. Sie suchte nach einer Partnerschaft, um ihre aktuelle Arbeit in Biosphere 2 zu unterstützen.

Wir waren begeistert, an diesem wichtigen und einzigartigen Experiment teilzunehmen. Dr. Meredith präsentierte die vorläufigen Ergebnisse dieses Experiments am 3. März 2020 auf dem Kongress PittCon 2020 in Chicago.