美国能源部支持水稻对土壤如何储存碳的研究

莱斯大学的两名科学家获得了能源部（DOE）为期3年的资助，用于研究一种鲜为人知但无处不在的碳储存形式：土壤。

地球、环境和行星科学助理教授马克·托雷斯（Mark Torres）和托雷斯实验室博士后研究员埃文·拉莫斯（Evan Ramos）将跟踪关键矿物在流域中的形成方式，以更全面地了解允许土壤将碳储存为有机物的过程。

“地球上的土壤含有比大气多三倍的碳，”拉莫斯说。“我们想了解允许有机碳稳定并在从人类到地质的广泛时间尺度上留在土壤中的机制。

托雷斯解释说，当岩石暴露在水中和环境中的其他物质中时，化学反应会展开，留下特定的“特征”。河流是这种特征的自然载体，使流域地区成为研究土壤形成的动态“自然实验室”。

“如果我们测量河流的化学成分，我们可以识别其流域中发生的所有化学反应，包括那些涉及土壤形成的化学反应，”托雷斯说。

先前的研究支持粘土在储存来自有机来源的碳方面发挥作用的观点，因此研究人员计划分析从科罗拉多州东河流域景观和水圈的不同区域收集的样本，以寻找粘土矿物形成的“特征”痕迹。

“我们想知道粘土矿物何时以及如何形成，因为它们是这些大的，板状的，扁平的矿物，具有高表面积，基本上屏蔽了土壤中的有机碳，”拉莫斯说。“我们认为它们可以保护有机碳不被分解，并允许它大量生长。

尽管粘土矿物的形成与土壤中的有机碳储存之间存在关联，但量化这些过程仍然是一个挑战。拉莫斯说，使用水锂含量作为粘土形成的代表，研究人员将模拟有机碳随时间推移的稳定性，为解释其他流域的这些过程提供一个框架。

由此产生的模型还可以通过为测量来自有机来源的碳如何在地壳水平上循环提供更准确的基础来改善对大气中二氧化碳变化的预测。

“土壤储存了大量的碳，”托雷斯说。“如果这些碳以某种方式从土壤中流失并添加到大气中，这将使气候变化变得更糟。我们正试图了解是什么让碳留在土壤中，这样我们就可以更好地考虑它们在气候模型中的作用，并使大气中二氧化碳变化的预测更加详细和准确。

从长远来看，了解土壤如何储存碳有助于为碳市场经济制定实践和激励措施。

“也许有一种方法可以利用地球封存碳的自然机制来应对气候变化，”托雷斯说。“但要做到这一点，我们首先必须了解土壤的实际运作方式。

该基金的其他共同研究员是马萨诸塞大学阿默斯特分校地球、地理和气候科学系助理教授马修·温尼克; 丹尼尔·伊巴拉，布朗大学地球、环境和行星科学以及环境与社会曼宁助理教授;以及加利福尼亚州伯克利劳伦斯伯克利国家实验室的资深科学家肯尼斯威廉姆斯。

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图片说明：马克·托雷斯（左）和埃文·拉莫斯（古斯塔沃·拉斯科斯基/莱斯大学摄）

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图片说明：埃文·拉莫斯（左）和马克·托雷斯（古斯塔沃·拉斯科斯基/莱斯大学摄）

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链接：

托雷斯实验室：https://torres-lab.github.io/

地球、环境和行星科学系：https://eeps.rice.edu/

威斯自然科学学院：https://naturalsciences.rice.edu/

关于大米：

莱斯大学位于休斯顿占地300英亩的森林校园内，一直被《美国新闻与世界报道》评为全美前20名大学之一。赖斯拥有备受推崇的建筑、商业、继续研究、工程、人文、音乐、自然科学和社会科学学院，是贝克公共政策研究所的所在地。赖斯大学拥有 4,552 名本科生和 3,998 名研究生，本科生与教师的比例略低于 6：1。它的住宿学院系统建立了紧密联系的社区和终生的友谊，这只是赖斯在大量种族/阶级互动方面排名第一和《普林斯顿评论》生活质量排名第四的原因之一。赖斯也被Kiplinger的个人理财评为私立大学中最具价值的大学。