Friluftskoncentrationsanrikning
Friluftsanrikning av koldioxid ( FACE ) är en metod som används av ekologer och växtbiologer som höjer koncentrationen av CO 2 i ett specificerat område och gör att växternas tillväxt kan mätas. Experiment med FACE krävs eftersom de flesta studier som tittar på effekten av förhöjda CO 2 -koncentrationer har utförts i laboratorier och där det saknas många faktorer inklusive växtkonkurrens. Att mäta effekten av förhöjd CO 2 med hjälp av FACE är ett mer naturligt sätt att uppskatta hur växternas tillväxt kommer att förändras i framtiden när CO 2 -koncentrationen ökar i atmosfären. FACE låter också effekten av förhöjd CO 2 på växter som inte kan odlas i små utrymmen ( t.ex. träd ) mätas. FACE-experiment har dock betydligt högre kostnader jämfört med växthusexperiment.
Metod
Horisontella eller vertikala rör placeras i en cirkel runt försöksytan, som kan vara mellan 1 m och 30 m i diameter , och dessa avger CO 2 -berikad luft runt växterna. Koncentrationen av CO 2 hålls på önskad nivå genom att placera sensorer i diagrammet som återkopplar till en dator som sedan justerar flödet av CO 2 från rören.
Användande
FACE-cirklar har använts tvärsöver i delar av USA i tempererade skogar och även i aspbestånd i Italien . Metoden används även för jordbruksforskning. Till exempel har FACE-cirklar använts för att mäta hur sojabönplantor svarar på ökade nivåer av ozon och koldioxid vid forskningsanläggningar vid University of Illinois i Urbana–Champaign . FACE-teknologier har ännu inte implementerats i gamla växande skogar , eller nyckelbiomer för kolbindning , såsom tropiska skogar eller boreala skogar, och att identifiera framtida forskningsprioriteringar för dessa regioner anses vara ett brådskande problem.
Exempel på denna metod som används globalt inkluderar TasFACE, som undersöker effekterna av förhöjd CO 2 på en inhemsk gräsmark i Tasmanien , Australien . National Wheat FACE-arrayen håller för närvarande på att etableras i Horsham, Victoria, Australien som ett gemensamt projekt av Victorian Department of Primary Industries och University of Melbourne. EucFACE är Australiens enda skogsFACE-experiment och etablerades av University of Western Sydney i Cumberland Plain Woodland som domineras av Eucalyptus tereticornis nära Richmond, New South Wales 2012.
Ett FACE-experiment började vid Duke University i juni 1994. Blackwood-avdelningen i Duke Forest innehåller Forest-Atmosphere Carbon Transfer and Storage facilitet. Detta består av fyra frilufts-CO 2 -anrikningsdiagram som ger högre nivåer av atmosfärisk CO 2 -koncentration och fyra plots som ger omgivande CO 2 -kontroll. Det har varit 253 publikationer som rapporterar om resultaten av experimentet.
Resultat
År 2004 fann en metaanalys av 15 års FACE-studier att svaret på förhöjd CO 2 med användning av FACE endast ökade skörden något i skördeväxter (5-7 % i ris och 8 % i vete ). Dessa svar var lägre än vad som förväntades från tidigare studier som mätte effekten i laboratorier eller inhägnader. Detta får viktiga konsekvenser eftersom tidigare prognoser för livsmedelsproduktionen har antagit att minskningar av skörden till följd av klimatförändringarna skulle kompenseras av skördsökningar till följd av förhöjda koldioxidutsläpp .
Från och med 2010 framträder en mer komplett bild, med betydande skillnader i respons observeras för olika växtarter, vattentillgänglighet och koncentrationen av ozon. Till exempel fann Horsham FACE-projektet 2007-2010 (med vetegrödor) i Victoria, Australien "Effekten av eCO2 var att öka grödans biomassa vid mognad med 20% och antesrotbiomassan ökade med 49%". Denna studie drar också slutsatsen att "en bred genpool måste undersökas för att se om vissa sorter kan svara mer på eCO2". Ökad koldioxid i atmosfären har visat sig minska växtvattenanvändningen och följaktligen upptaget av kväve, vilket särskilt gynnar skördarna i torra områden. Kolhydratinnehållet i grödor ökar från fotosyntesen, men proteinhalten minskar på grund av lägre kväveupptag. Baljväxter och deras symbiotiska "kvävefixerande" bakterier verkar dra mer nytta av ökade koldioxidnivåer än de flesta andra arter.