Làm thế nào nước dịch chuyển số lượng lớn Cacbon vào hệ sinh thái
Nghiên cứu mới của Đại học bang Michigan bổ sung một chiều hướng cho quan điểm bằng cách chỉ ra cách nước di chuyển một lượng lớn carbon qua các hệ sinh thái - đặc biệt là từ lũ lụt.
Ảnh minh họa
Nhiều người nhìn thấy chu kỳ carbon như theo một hướng dọc - CO2 di chuyển lên xuống từ đất, thực vật và khí quyển.Tuy nhiên, nghiên cứu mới của Đại học bang Michigan được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters hiện tại cho biết thêm một khía cạnh cho quan điểm dọc bằng cách chỉ ra cách nước di chuyển một lượng lớn carbon qua các hệ sinh thái - đặc biệt là trong lũ lụt. Những phát hiện này - phân tích hơn 1.000 lưu vực sông, bao phủ khoảng 75 phần trăm của Hoa Kỳ tiếp giáp - có ý nghĩa đối với biến đổi khí hậu và chất lượng nướcCarbon trong môi trường, đặc biệt là cacbon hữu cơ hòa tan hay DOC, là một biến số chủ đạo có ảnh hưởng đến nhiều quá trình cơ bản của hành tinh của chúng ta, chẳng hạn như hóa học nước, phát thải khí nhà kính và vận chuyển ô nhiễm qua đất và nước, Jay Zarnetske, nhà khoa học về đất và môi trường là tác giả chính của nghiên cứu cho biết.“Khi nước chảy qua các hệ sinh thái, nó thu gom carbon hữu cơ từ thực vật và đất, và trong nhiều trường hợp, nước xác định rằng liệu hệ sinh thái là nguồn cacbon hay là bể chứa, Ông nói: “Lượng carbon khổng lồ rò rỉ ra khỏi các hệ sinh thái như DOC lớn bằng lượng carbon thu được từ khí quyển mỗi năm. Vì vậy, việc tính toán chính xác là rất quan trọng khi quản lý 'tài khoản ngân hàng carbon'. ”
DOC trong sông giống như pha trà, Zarnetske nói thêm."Bạn bắt đầu với yếu tố nước tương đối rõ ràng rơi xuống như lượng mưa, và sau đó carbon hữu cơ trong mặt đất bị rò rỉ vào lượng nước đó’’.
Công trình mới của Zarnetske cho thấy một cách tốt hơn để tính toán cho lượng carbon tuồn ra các hệ sinh thái như DOC bằng cách bao gồm dữ liệu từ các đợt lũ lụt. Trích dẫn các mối quan tâm về hậu cần và an toàn, các nhà khoa học thường tránh các bến sông rộng khi có lũ lụt. Kết quả là, các nhà nghiên cứu biết ít hơn về hành vi của DOC trong lũ lụt. Tuy nhiên, khi nước chảy nhanh và có màu nâu là khi lượng carbon được vận chuyển ra hầu hết các lưu vực sông. Nói cách khác, đây là thời điểm cần nhiều mẫu hơn.
Điều gây ngạc nhiên cho đội ngũ các nhà khoa học là lũ lụt dễ dàng cuốn theo carbon từ mặt đất trong các hệ sinh thái đa dạng trên khắp Bắc Mỹ, trải dài từ rừng Michigan đến Sa mạc Sonoran. Ban đầu họ nghĩ rằng DOC sẽ bị pha loãng bởi các trận lũ lụt ở nhiều nơi của Vương quốc Anh. Tuy nhiên, theo như việc giải phóng một lượng lớn DOC – hay theo cách ẩn dụ là trà đậm hơn - từ gần như tất cả các môi trường trong một thời gian tương đối ngắn.
Zarnetske nói: “Chúng tôi biết rằng DOC đã tăng lên trong các cơn lũ ở một số khu vực, nhưng chúng tôi ngạc nhiên khi thấy cùng một mẫu trong phần lớn các lưu vực sông trên khắp cả nước”. “Các sa mạc không có nhiều DOC như những cánh rừng rụng lá, nhưng khi bạn có một sự kiện giống như một trận lũ quét, quá trình này là như nhau, và các dòng nước bị ngập Đầy carbon. ”
Một xác nhận quan trọng khác từ bộ dữ liệu khổng lồ của nghiên cứu là vai trò quan trọng của vùng đất ngập nước trong lưu vực sông của chúng ta. Hành động cuốn theo DOC trên toàn nước Mỹ chủ yếu liên quan đến diện tích đất ngập nước trong lưu vực sông. Các vùng đất ngập nước hoạt động như vùng đệm hoặc khu vực lưu trữ cho DOC trong lưu vực sông. Nếu nước lũ dâng cao, nước và DOC trong vùng đất ngập nước gần sông nhất có thể nhanh chóng tràn qua.
Do đó, nơi các vùng đất ngập nước tự nhiên nằm trong lưu vực sông là rất quan trọng. Thoát khỏi vùng đất ngập nước tự nhiên và "trao đổi chúng" cho một đầm lầy gần đó hoặc xây dựng một vùng đất ngập nước nhân tạo, nhưng nó sẽ ảnh hưởng đến khả năng lưu trữ của một khu vực và giải phóng carbon, Zarnetske bổ sung.
"Vùng ngập nước là những biện pháp kiểm soát chính cho cân bằng carbon và chất lượng nước, và chúng cũng là một trong những địa hình dễ bị tổn thương nhất", ông nói.bạn tác động vào nó là thay đổi hệ thống ống nước của khu vực và hóa học. ”
Đối với nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu từ khắp nước Mỹ, nhưng họ không lướt qua dữ liệu của một dòng chảy hoặc đầm lầy. Kết quả của họ xuất phát từ các dữ liệu được thu thập trong nhiều thập kỷ của các cơ quan khảo sát địa chất của chính phủ tiểu bang và liên bang, chủ yếu là Hoa Kỳ. Kích thước tuyệt đối của tập dữ liệu có thể rất lớn, và nắm vững các kỹ năng cần thiết để khám phá bí mật của nó là khó khăn. Tuy nhiên, nó là một kho tàng thông tin thực sự. Trong khi thu thập dữ liệu dài hạn này có vẻ không thú vị như tiến hành các thí nghiệm mới, dữ liệu lịch sử có giá trị và giá trị của chúng chỉ tăng theo thời gian, Zarnetske nói.
"Nó không hào nhoáng, nhưng nó là dữ liệu mạnh mẽ", ông nói. "Những dữ liệu này đã được thu thập từ lâu trước khi chúng tôi biết về máy tính và phương pháp đủ mạnh để phân tích tất cả. Đó là một ví dụ khác về cách thu thập dữ liệu dài hạn là chìa khóa để khám phá và đáng được tiếp tục tài trợ ”.
Nhóm nghiên cứu cho nghiên cứu này bao gồm Ben Abbott, cựu nhà khoa học trái đất và môi trường MSU, hiện đang học tại Đại học Brigham Young; Martin Bouda, Đại học Khoa học Đời sống Séc; Và James Saiers và Peter Raymond, Trường Nghiên cứu Lâm nghiệp và Môi trường Yale.