不同的水体在甲烷气体的释放中起着不同的作用. Wetlands, lakes, 水库在将甲烷直接释放到大气中都起着重要作用. Rivers and streams, however, 在历史上被看作是在水体之间简单移动物质的管道吗. However, 由安德鲁·罗宾逊领导的一项新研究表明，小溪是大气中甲烷的来源，而小溪中近一半的甲烷实际上是氧化的——这是与氧气结合的化学过程.
Improving Tools to Track Carbon Emissions
联合国大学的一项新研究侧重于为溪流和河流调整二氧化碳传感器
Wednesday, March 6, 2024
A CO2 流动水传感器，包括溪流和河流
Images from left to right: 1) Diagram showing cross section of sensor and sensor components; 2) Photo of sensor attached to floating apparatus, which allows for vertical up and down movement to account for changes in water level; and 3) Photo showing submerged portion of sensor with copper tape coating designed to limit damage from microorganisms.
Key Research Finding
对现有的开源二氧化碳(CO2)传感器使研究人员能够更有效地收集CO2 concentration data from moving bodies of water, such as streams and rivers, 更好地理解它们在碳循环和全球二氧化碳排放中所起的作用.
Key Terms
High-frequency monitoring: Refers to the process of taking frequent, 在较长时间内重复测量，以更好地了解测量波动情况. 相比之下，点采样允许研究人员计算长期.
Lotic ecosystems: 河流:包含流动的水的生态系统，如河流、小溪和泉水.
pCO2: Partial pressure of carbon dioxide, or pCO2，在气候科学、水文学和类似领域中用于表示CO2 concentration in water or precipitation.
Carbon dioxide (CO2)的排放通常与水路无关，但是 新的研究表明，水体在储存和释放二氧化碳方面发挥着重要作用. As New Hampshire embarks on updating its state climate action plan，准确地了解花岗岩州的潜在影响超过 19,000 miles of rivers and streams 对制定具有成本效益的减缓气候变化目标和政策至关重要. Recent research by scientists with the New Hampshire Agricultural Experiment Station centers on optimizing existing CO2 测量二氧化碳排放量的传感器, or moving, water systems, 提供了一个工具，可以帮助新罕布什尔州的气候行动计划.
Station scientist Wil Wollheim, an associate professor with the UNH College of Life Sciences and Agriculture (COLSA), and Andrew Robison '21G described their innovations in a co-authored paper in Limnology and Oceanography: Methods. 除了能够精确测量一氧化碳2 levels in streams and rivers, 研究人员希望显著提高捕获排放物的频率, 有助于更好地理解极端降水事件和其他时期的影响，当历史上观测到的水流速率中断时.
“These sensors, 适应于高度动态的流动，比如洪水, 让我们看看不成比例的二氧化碳2 是否在短时间内从土地上转移, 以及这是否会对大气产生大量排放,” explained Wollheim.
“我们正处于一场环境测量的革命之中...The more we can deploy and, critically, maintain such sensor measurements, 我们就越能了解如何维持一个健康的环境.” ~ Wil Wollheim自然资源与环境学教授
Wollheim, Robison和COLSA的合作者 UNH Institute for the Study of Earth 改进了现有的传感器——用于测量海洋中溶解的二氧化碳——增加了一个保护外壳，以适应水位的变化和自来水的单向流动. 研究人员还选择了已知的材料，以限制微生物对传感器的损害. 该团队计划公开这些传感器的修改, allowing other scientists to use the design.
“经过这些调整，我们发现传感器在测量pCO方面非常可靠2 in streams,” said Robison. “我们能够区分哪些是更大的二氧化碳来源2 并开始研究何时以及为什么会出现高CO的时刻2 emissions occurred.”
Robison added, “我们特别感兴趣的一个研究领域是土地利用变化如何改变二氧化碳2 regimes of streams and rivers. 如果我们把森林开发成农场或郊区，CO将如何2 patterns change? 这些传感器将帮助我们了解这些变化的机制, 比如改变溪流代谢或径流动力学.”
Wollheim已经开始了相关的传感器改造项目来测量CO2 在其他环境中，包括森林和农田. 这些传感器将专注于土壤特征, 有可能为农民和其他土地管理者提供几乎实时的信息，以优化土壤养分，支持他们的农业经营，并最大限度地减少可能导致新罕布什尔州湖泊径流和养分过剩的过量施肥, ponds and other water bodies.
“我们正处于一场环境测量的革命之中，”Wollheim说. “The more we can deploy and, critically, maintain such sensor measurements, 我们就越能了解如何维持一个健康的环境.”
本材料是基于NH农业实验站通过联合资助的工作 美国农业部国家粮食和农业研究所 (根据哈奇奖编号0225006和1019522)和新罕布什尔州. 联合国大学自然资源和地球系统科学项目也提供了资金, 由美国国家科学基金会建立的刺激竞争性研究计划(EPSCoR 1101245)，并通过以下拨款:pie - lte -1637630, EF-1926423, EF-1926591, NSF SRS 2215300 and GRFP-623 0913620.
This work is co-authored by Andrew Robison, Lauren Koenig, Jody Potter, Lisle Snyder, Christopher Hunt, William McDowell and Wilfred Wollheim.
Read the published article, Adaptation of an open-source CO2 水文生态系统传感器:在一系列河流大小和土地利用中检查浓度和排放的不确定性, in Limnology and Oceanography: Methods.
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Written By:
Maeve Gifford | UNH生命科学与农业学院| Maeve.Gifford@yutb.net
