亚利桑那州立大学 大学生鲁萨·戈特利布(左)和普里西拉·蒙迪洛在纳米布沙漠的一个高降雨量地区测量土壤中二氧化碳的释放
照片:希瑟·斯罗普/亚利桑那州立大学 碳是地球上所有生命的主要组成部分之一，在生物体和环境之间循环
这种循环，以及它在地球上最干旱的地方是如何工作的，是最近发表在《植物与土壤》杂志上的一项新研究的主题，该研究的主要作者和亚利桑那州立大学的科学家希瑟·斯罗普(Heather Throop)参与了这项研究
虽然自然碳循环应该每年都保持平衡，从大气中吸收的碳与自然过程释放的碳一样多，但人类正在通过向大气中添加二氧化碳来打破这种平衡，这既通过改变土地用途来释放储存在土壤中的碳，也通过燃烧化石燃料来实现
为了了解是什么控制了沙漠土壤中二氧化碳的释放，斯罗普和一组来自纳米比亚的大学生在纳米布沙漠进行了实地考察。纳米布沙漠是世界上最干旱的地区之一，沿着安哥拉、纳米比亚和南非的大西洋海岸绵延1200多英里
斯罗普和她的团队从他们的研究中最终确定的是，表面地形和侵蚀的细微差异对土壤中的微生物有很大的影响，这些差异最终会影响碳循环
即使在最干燥的地方，他们也发现了影响碳循环的生命迹象
“大气中二氧化碳的数量影响着我们的气候，所以理解是什么影响了土壤中的碳释放对于预测未来气候将如何变化是很重要的，”地球与空间探索学院和生命科学学院的副教授斯罗普说
在纳米布沙漠研究中，大学生西奥波·伊塔、维姆拜·马鲁富、普里西拉·蒙迪洛描述了这一最干旱地区的植物和景观特征
信用:throp/ASU 为了进行分析，研究小组选择了年降雨量不同的六个地点
他们在每个地点进行了48小时的采样活动，日夜不停地收集数据
在每个地点，研究小组分析了景观结构和植物，并选择了有代表性的地点进行采样
然后，他们模拟降雨，用气体分析仪测量土壤中二氧化碳的释放，以确定模拟降雨后土壤干燥时碳循环的反应
“人工收集的数据量真的令人难以置信，”斯罗普说
“有一群敬业而热情的学生使这项工作成为可能
通常，对于像这样的远程现场工作，我们只需获得一两个站点或几个时间点发生的事情的快照
能够连续几天在六个不同的地点收集数据是令人兴奋的
" 参与这项研究的学生来自纳米比亚大学和纳米比亚科技大学
他们每个人都参加了夏季旱地项目，这是一个紧张的研究体验，学生们在短时间内计划、执行和报告实验
在纳米布沙漠测量土壤二氧化碳释放之前，大学生罗莎丽亚·茨基肖(左)和埃图纳·伊扬博(右)模拟了一场阵雨
信用:throp/ASU “技术记录土壤碳的能力非常突出，”合著者和学生研究员维姆拜·马鲁夫说，他现在在纳米比亚科技大学读研究生
“我从这次经历中最珍惜的是在跨学科团队中工作的意义，以及与自然亲近带来的无法解释的满足感
" 国家科学基金会最近向亚利桑那州立大学拨款，计划继续在纳米布沙漠进行额外的野外工作
这笔赠款将为美国提供支持
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学生与纳米比亚研究人员合作在纳米比亚沙漠进行研究
“我们希望利用这项工作来帮助我们理解沙漠是如何应对气候变化的，”斯罗普说
“生物过程如何在纳米布沙漠的极度干旱中发挥作用将为我们提供线索，说明相对潮湿的沙漠在更干燥的条件下会有什么样的表现
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