Vask eller svøm for saltmyrer

Verdens kystøkosystemer - områder som tidevandsmarker og mangroveskove - har potentiale til at lagre og opsamle store mængder kulstof, samlet kendt som blå kulstof.

Den tidligere præsident Barack Obama i 2014 gjorde forskning om forståelse af kuldynamik i disse kystøkosystemer en prioritet på grund af deres betydning for den globale kulstofcyklus.

På trods af deres rolle som potentielle dræn - eller lagerhuse - af kulstof, det er stadig uklart, hvordan forskellige biofysiske processer påvirker kuldynamikken i disse økosystemer.

Ved hjælp af midler fra hans nyligt tildelte National Science Foundation Faculty Early Career Development Award, University of Delaware's Rodrigo Vargas vil etablere et udendørs laboratorium ved St. Jones Reserve, som er en del af Delaware National Estuarine Research Reserve (DNERR) og en del af National Estuarine Research Reserves (NERR). Hans forskningsindsats vil bidrage til en bedre forståelse af lodrette og laterale kulstofstrømme - mængden af ​​kulstof, der udveksles mellem land og atmosfære, og mængden af ​​kulstof, der udveksles mellem landet og kysthavet - i tidevands kystnære vådområder.

Gennem den prestigefyldte NSF Career Award, Vargas, lektor i Institut for Plante- og Jordvidenskab i UD's College of Agriculture and Natural Resources (CANR), vil også arbejde for at styrke minoritetsstuderende ved at integrere dem i forskning, uddannelses- og opsøgende aktiviteter, og vil styrke social kapital ved at styrke netværket af studerende, videnskabelige fagfolk og forskere i saltmyrer i hele Delaware og videre.

Lodrette og laterale strømninger

Lodrette kulstofstrømme involverer mængden af ​​kulstof, der går fra jorden til atmosfæren eller fra atmosfæren til økosystemet og vil blive estimeret ved at måle strømninger af kuldioxid (CO2) og metan (CH4), to vigtige drivhusgasser.

"Nettoudvekslingen af ​​CO2 mellem atmosfæren og landoverfladen kaldes nettoøkosystemudvekslingen, "Sagde Vargas." Hvis netøkosystemudvekslingen er negativ, det betyder, at CO2 absorberes af økosystemet. Hvis det er positivt, det betyder, at CO2 frigives til atmosfæren, og den måde, vi kvantificerer på, er med virvel-kovarianseteknikken, der måler udveksling af masse og energi mellem atmosfæren og landoverfladen. "

På dette specifikke websted, forskerne måler udvekslingen af ​​CO2 og CH4 mellem økosystemet og atmosfæren ved hjælp af det første virvel -kovariansetårn, der blev etableret i delstaten Delaware siden 2015. Etableringen af ​​dette tårn blev delvist støttet af tilskud, Vargas modtog fra Delaware's National Aeronautics and Space Administration Etableret program til stimulering af konkurrencedygtig forskning (NASA-EPSCOR), Delaware Coastal Programs (DCP), og et CANR frøbevilling.

Tårnet er en del af AmeriFlux -netværket, et konsortium af forskere, der bruger et netværk til at arbejde med virvelkovarianseteknikken, måling af strømninger af CO2 og CH4 på flere steder i Amerika.

Ud over de lodrette strømninger, Vargas forklarede, at det også er vigtigt at tage højde for laterale strømninger i saltmyrer, såvel.

Fordi de er placeret i overgangen mellem land og hav-den terrestriske-akvatiske grænseflade-er udfordringen for saltmyrer, at deres biogeokemi også påvirkes af tidevand, som bringer stof og energi ind, når de stiger. Når tidevandet trækker sig tilbage, de trækker stof og energi ud, hvilket gør det meget udfordrende at forstå kulstofcyklussen på disse økosystemer.

"Nylige undersøgelser har vist, at der er betydelig lateral kulstofeksport fra disse økosystemer mod kysthavet, og det er noget, vi også gerne vil forstå, "sagde Vargas." Det er en meget stor udfordring, og vi starter undersøgelser med det overordnede mål at forstå, hvordan forskellige biofysiske faktorer regulerer lodrette og laterale kulstofstrømme i tidevands saltmoser. "

Fjernkameraer

Webstedet er også udstyret med digitale kameraer, der er i stand til at tage automatiske billeder af økosystemet for at studere plantefænologi. Plantefænologi informerer om planternes periodiske livscyklusser, såsom blomstring eller tidspunktet for blad-out. Billederne er taget i farver og også i infrarød, som gør det muligt for forskerne at se økosystemets grønnere. Disse oplysninger bruges til at forstå økosystemers kuldynamik baseret på gentagen fotografering, kaldes fjernovervågning nær overfladen.

"Du kan se grønhedsindekset for at kvantificere, hvor grønt økosystemet er, og det toppede i midten af ​​august i år, og så begynder du at miste den grønne som en del af den årlige vegetationscyklus. Det er også en fantastisk mulighed for borgervidenskab og opsøgende, sagde Vargas.

Digitalkameraet fortæller ikke kun forskerne om webstedets grønnere, men også om begivenheder, som de ellers ikke ville have været i stand til at undersøge, f.eks. da større oversvømmelser fandt sted i 2015 og 2016.

"En oversvømmelse blev forårsaget af stormen af ​​orkanen Joaquin, "Sagde Vargas." Med kameraerne, vi var i stand til at overvåge, hvor højt og omfattende vandstanden var. I 2016, vi havde endnu en oversvømmelse, men denne oversvømmelse skyldtes ikke havstorme, det var på grund af en storm inde i landet, der bragte vand gennem St. Jones -floden og oversvømmede vores sted. "

Alle billeder er tilgængelige online i realtid som en del af PhenoCam-netværket for at hjælpe med at forbedre gennemsigtighed og datadeling blandt det bredere videnskabelige samfund.

Uddannelseskomponent

Vargas vil også bruge prisen til at give elever i ottende klasse-som normalt lærer om kulstofcyklussen gennem deres klasseplaner-en chance for at få en praktisk læringsoplevelse relateret til kulstof.

Vargas planlægger at arbejde med fagfolk på DNREC og St. Jones Reserve, såvel som med Amy Trauth-Nare, senior associeret direktør for UD's Professional and Continuing Studies, at udvikle et modul ved hjælp af fænomendrevet instruktion-eller stedbaseret instruktion, såsom at lære ved St. Jones Reserve - specifikt at behandle emner om kulstof og energiudveksling i økosystemer.

Ud over, Vargas søger at skabe muligheder for bachelorstuderende minoritetsstuderende, der deltager i UD's Associate in Arts Program (AAP), at fremme akademisk succes inden for videnskab, teknologi, ingeniørfag og matematik (STEM).

"En af de ting, jeg har arbejdet med siden jeg startede på UD, er at give underrepræsenterede studerende magt, "Sagde Vargas." Ved at tilbyde skolemæssige muligheder og øge social kapital, vi styrker netværket af studerende, videnskabelige fagfolk og forskere i Delaware og videre. Jeg er spansktalende og latinamerikanske professorer er et mindretal på UD, og spanske studerende er også et mindretal på UD. Dermed, Jeg har en stærk forpligtelse til at støtte underrepræsenterede bachelor- og kandidatstuderende inden for STEM -områder. Det er et stort skub på dette forslag. "

Vargas vil samarbejde med David Satran, direktør for Associate in Arts Program, at tilpasse mulighederne for AAP -eleverne, og vil inkorporere sine nuværende kandidatstuderende som mentorer for AAP -studerende.