Additions of Physical and Biogeochemical Tracers to Wetland Soils Can Reveal Mechanisms Underlying the Productivity-Methane Emission Relationship

在湿地土壤中添加物理和生物地球化学示踪剂可以揭示生产力与甲烷排放关系的机制

基本信息

  • 批准号:
    0445302
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-02-15 至 2009-01-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Methane is an important greenhouse gas that is primarily emitted from wetlands. Among the greatest uncertainties in climate change science is the degree to which global warming may alter the soil processes that lead to methane emission. Because it is inherently difficult to directly observe the plant and microbial processes that govern methane emission rates, scientists have depended on indirect evidence (laboratory or other snapshot measures on highly disturbed samples) to predict future methane emissions. We will, for the first time, make direct, long-term field measurements of methane production, consumption and transport, the three processes that proximately regulate methane emission, and relate those processes to their broader-scale controls. The novelty of our work derives from use of a suite of inert and biological tracers to measure soil processes over weeks or months without disturbing the system. We will measure methane production and consumption by releasing methane that has been labeled (as a non-radioactive isotope) into wetland soils and subsequently monitoring the relative abundance of that label. To account for non-biological loss of the label due to transport to the atmosphere or dilution by flowing water in the wetland, we co-add an inert gas and a hydrologic tracer. Interestingly, we will be the first to measure water flow using individually-labeled nanospheres, constructed at Cornell University's nanofabrication facility.
甲烷是一种重要的温室气体,主要由湿地排放。 气候变化科学中最大的不确定性之一是全球变暖可能在多大程度上改变导致甲烷排放的土壤过程。 由于直接观察控制甲烷排放速率的植物和微生物过程本质上是困难的,科学家们依靠间接证据(对高度扰动的样品进行实验室或其他快照测量)来预测未来的甲烷排放。 我们将首次对甲烷的生产、消耗和运输进行直接、长期的实地测量,这三个过程是控制甲烷排放的关键,并将这些过程与更广泛的控制联系起来。 我们工作的新奇来自于使用一套惰性和生物示踪剂来测量土壤过程数周或数月而不干扰系统。 我们将测量甲烷的生产和消费,释放甲烷已标记(作为非放射性同位素)到湿地土壤中,随后监测该标签的相对丰度。 考虑到非生物损失的标签,由于运输到大气中或在湿地中流动的水稀释,我们共同添加惰性气体和水文示踪剂。 有趣的是,我们将是第一个使用单独标记的纳米球测量水流的人,该纳米球是在康奈尔大学的纳米工厂建造的。

项目成果

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