Ochiul pe cer îi ajută pe oamenii de știință să „vadă” sub pământ

Imagine spectroscopică în aer a Rezervației științifice a ecosistemului Cedar Creek din East Bethel, Minnesota. Site-ul găzduiește experimentul de diversitate a prerii BioDIV, grila de pătrate mici văzută în centrul imaginii. Acest mozaic de imagini spectroscopice a fost luat de pe mai multe linii de zbor, iar culoarea este generată folosind doar trei lungimi de undă din sutele de lungimi de undă reflectate posibile detectate de senzorul de la bordul aeronavei. Credit: John Gamon și Hamed Gholizadeh

Lumea subterană este un loc aglomerat, cu totul, de la târători grasi până la ciuperci microscopice, formând o comunitate de lucrători care descompun materialul vegetal până la nutrienți liberi – procese care sunt vitale pentru susținerea vieții pe Pământ. Având în vedere amprenta masivă a umanității, este important să identificăm unde funcționează bine aceste procese și unde ar putea avea nevoie de ajutor. Dar cum putem face asta în peisaje vaste?

Un nou studiu publicat în Monografii ecologice și condus de ecologistii de la Universitatea din Minnesota sugerează că răspunsul ar putea veni de sus. Cercetătorii din SUA, Canada și Elveția care folosesc teledetecția pentru a studia comunitățile de plante raportează că trăsăturile plantelor pe care le putem simți de la sateliți și avioane pot oferi informații valoroase asupra a ceea ce se întâmplă sub sol.

„Capacitatea de a utiliza teledetecția pentru a prezice procesele solului în mari dimensiuni spațiale are implicații cu adevărat importante pentru înțelegerea și modelarea ciclurilor biogeochimice ale Pământului, inclusiv modul în care azotul se mișcă prin ecosisteme și modul în care carbonul se acumulează și este stocat sub pământ”, spune autorul principal Jeannine Cavender-Bares. , profesor distins de ecologie, evoluție și comportament la Universitatea McKnight la Colegiul de Științe Biologice și director al Institutului de Integrare a Biologiei NSF ASCEND.

Ochiul pe cer ajută oamenii de știință

Conceptul de teledetecție a plantelor, diversitatea acestora și rețelele subterane. Credit: Daniel Tchanz

Cercetătorii s-au bazat pe tehnologia inovatoare care face posibilă utilizarea diferențelor de absorbție și reflexie a luminii pentru a identifica de la distanță nu numai ce tipuri de plante cresc unde cresc, ci și compoziția lor chimică. Ei au folosit tehnologia pentru a caracteriza tipurile și caracteristicile chimice ale plantelor din două pajiști – un sit bogat în vegetație în Nebraska și un loc mai puțin vegetat la Rezervația științifică a ecosistemului Cedar Creek din Minnesota. Apoi au săpat literalmente în materie, excavand soluri de sub siturile teledetectate și măsurând trăsăturile de sănătate ale solului, cum ar fi diversitatea microbiană, activitatea enzimelor și concentrațiile de azot și carbon.

Vestea bună: cercetătorii au descoperit că ceea ce se întâmplă sub suprafață este într-adevăr corelat în mod clar cu trăsăturile plantelor de deasupra solului. Vestea complicată: trăsăturile supraterane care au prezis cel mai bine trăsăturile subterane au fost diferite pentru cele două situri. Pentru situl sărac în vegetație, cantitatea de vegetație a prezis cel mai bine condițiile subterane, în timp ce pentru situl mai bogat, compoziția vegetației supraterane a fost cheia.

„Suntem foarte încântați că pare posibil să deducem ceea ce se întâmplă în sol din ceea ce vedem din cer”, spune co-autorul Sarah Hobbie, de asemenea profesor de ecologie, evoluție și comportament la Colegiul de Științe Biologice și director al Minneapolis-Sf. Programul de cercetare ecologică pe termen lung a zonei metropolitane Paul. „Faptul că acest lucru variază în funcție de diversitatea și productivitatea vegetației înseamnă că va trebui să ne concentrăm acum atenția pe ajustarea înțelegerii noastre a relației, astfel încât în ​​cele din urmă să putem evalua sănătatea ecosistemelor subterane la scară largă. “

Aceste noi perspective și munca continuă pentru dezvoltarea în continuare a capabilităților de teledetecție nu vor face decât să aprofundeze înțelegerea cauzelor și consecințelor schimbărilor în biodiversitate și vor informa ideile și politicile de conservare de generație următoare. „Scopul nostru este să folosim această perspectivă literală și figurativă pentru a ajuta la gestionarea și restaurarea ecosistemelor pentru a ne susține planeta în această eră a schimbărilor globale rapide”, a spus Cavender-Bares.


Zborurile cu drone oferă oamenilor de știință date mai bune despre vegetația din tundra arctică


Mai multe informatii:
Jeannine Cavender-Bares și colab., Funcția plantei supraterane detectată de la distanță prezice procesele subterane în două experimente de diversitate din prerie, Monografii ecologice (2021). DOI: 10.1002/ecm.1488

Furnizat de Universitatea din Minnesota

citare: Eye in the sky ajută oamenii de știință să „vadă” sub pământ (2022, 23 februarie) preluat la 24 februarie 2022 de la https://phys.org/news/2022-02-eye-sky-scientists-underground.html

Acest document este supus dreptului de autor. În afară de orice tranzacție echitabilă în scopul studiului sau cercetării private, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este oferit doar în scop informativ.

Leave a Comment