Biosphere 2 untersucht die Auswirkungen von Trockenheit auf tropische Regenwälder mit Hilfe von Durchflussmessungen
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.
Herausforderung: Messung der Auswirkungen von Wasserstress auf das Ökosystem eines Regenwaldes
In diesem Experiment versuchte das Team, die Auswirkungen von Wasserstress auf die Ökosysteme des Regenwaldes zu messen. Sie
führten ihre Studien durch in Biosphäre 2ist eine von Menschenhand geschaffene, mehrere Millionen Dollar teure Anlage, die in den 1980er Jahren gebaut wurde, um ein vollständig geschlossenes Ökosystem der Erde zu simulieren. Die Anlage wird heute für Forschung, Bildung und Tourismus genutzt. Das tropische Regenwaldbiom beherbergt mehr als 90 verschiedene Pflanzenarten auf einer Fläche von der Größe mehrerer Tennisplätze.
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.
Biosphäre 2, außerhalb von Tucson, Arizona
Das Experiment
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-Massendurchflussregler überwachten genau die Freisetzung des Isotops in das System, das als geeigneter Tracer ausgewählt wurde, weil es in der Natur relativ selten vorkommt. Als solches ist es ein nützliches Instrument, um Veränderungen in Boden-, Wasser- und Luftsystemen zu verfolgen und zu messen.
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.
Alicat-Massendurchflussregler für den Einsatz in Biosphere 2 eingerichtet
Schlussfolgerungen
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.