자유공기농축농도

Free-air concentration enrichment
네바다 사막의 페이스 시설

FACE(Free-Air Carbon Evolution, FACE)는 생태학자와 식물생물학자가 사용하는 방법으로 특정 지역의 CO2 농도를 높이고 식물 성장의 반응을 측정할 수 있도록 한다. CO2 농도 상승 효과를 살펴본 대부분의 연구가 연구실에서 진행되어 왔으며, 식물 경쟁 등 누락 요인이 많은 곳이기 때문에 FACE를 이용한 실험이 필요하다. FACE를 이용하여 CO가2 상승하는 효과를 측정하는 것은 대기 중 CO2 농도가 상승함에 따라 향후 식물 성장이 어떻게 변화할지를 추정하는 보다 자연스러운 방법이다. FACE는 또한 작은 공간(예: 나무)에서 재배할 수 없는 식물에 대한 CO2 상승 효과를 측정할 수 있도록 한다. 그러나 FACE 실험은 온실 실험에 비해 상당히 높은 비용을 수반한다.

방법

수평 또는 수직 파이프는 지름 1m에서 30m 사이가 될 수 있는 실험 플롯 주변에 원을 그리며, 이들 파이프는 발전소 주변에서 CO농축2 공기를 방출한다. 컴퓨터에 피드백하는 센서를 플롯에 배치하여 파이프에서 나오는 CO의2 흐름을 조정함으로써 CO의2 농도는 원하는 수준으로 유지된다.

사용법

FACE 서클은 미국 전역의 온대림에서 사용되었고 이탈리아에서도 질식대에 사용되어 왔다. 이 방법은 농업 연구에도 활용된다. 예를 들어, FACE 서클은 일리노이 대학교 어바나 샴페인의 연구 시설에서 오존과 이산화탄소의 증가 수준에 대한 콩 식물의 반응을 측정하기 위해 사용되어 왔다.[1] FACE 기술은 아직 구 성장림, 즉 열대림이나 보어림과 같은 탄소 격리용 핵심 바이오옴에서 구현되지 않았으며 이들 지역에 대한 향후 연구 우선순위를 파악하는 것이 시급한 관심사로 꼽힌다.[2]

세계적으로 사용되고 있는 이 방법의 예로는 호주 태즈메이니아에 있는 토종 초원에 대한2 CO 상승 효과를 조사하고 있는 TasFACE가 있다. 국립 Wheat FACE 어레이는 현재 빅토리아주 호르샴에 빅토리아주 1차산업학과와 멜버른 대학의 공동 프로젝트로 설립되고 있다.[3] Eucface는 호주 유일의 FACE 실험으로 2012년 뉴사우스웨일스 리치몬드 인근 유칼립투스 테레티코니스가 지배하는 컴벌랜드 플레인 우드랜드에 웨스턴 시드니 대학이 설립했다.[4]

1994년 6월에 듀크 대학에서 FACE 실험이 시작되었다. 듀크 포레스트의 블랙우드 사단은 숲-아톰권 탄소 이전 및 저장 시설을 포함하고 있다. 이것은 더 높은 수준의2 대기 CO 농도를 제공하는 4개의 자유 공기 CO2 농축 플롯과2 주변 CO 제어를 제공하는 4개의 플롯으로 구성된다.[5] 그 실험의 결과에 대해 보고하는 출판물은 253개였다.[6]

결과.

2004년 FACE 15년 연구를 메타분석한 결과, FACE를 이용한 CO2 상승에 대한 반응은 농작물(쌀 5~7%, 밀 8%)의 수확량이 약간 증가하는 데 그쳤다. 이러한 반응은 실험실이나 외함의 효과를 측정한 이전 연구에서 예상한 것보다 낮았다. 이는 이전의 식량 생산 예상에서 기후 변화로 인한 수율 감소가 CO2 상승에 따른 수율 증가로 상쇄될 것으로 가정했기 때문에 중요한 결과를 초래한다.[7]

2010년 현재, 다양한 식물 종, 물 사용 가능성 및 오존 농도에 대한 반응의 상당한 차이가 관찰되고 있는 가운데, 보다 완전한 그림이 나타나고 있다.[8] 일례로 호주 빅토리아주의 2007~2010년 Horsham FACE 프로젝트(밀작물 사용)에서는 "eCO2의 효과는 성숙기에 농작물 바이오매스를 20% 증가시키고, 양생성 뿌리 바이오매스는 49%[9] 증가시켰다"고 밝혔다. 이 연구는 또한 "특정 품종이 eCO2에 더 많이 반응할 수 있는지 확인하기 위해 광범위한 유전자 풀을 조사할 필요가 있다"고 결론짓는다. 대기 중 이산화탄소의 증가는 식물 물 사용을 감소시키고, 결과적으로 질소의 섭취를 감소시키는 것으로 밝혀져, 건조 지역의 농작물 수확량에 특히 도움이 된다.[10] 농작물의 탄수화물 함량은 광합성으로부터 증가하지만, 질소 흡수량이 낮아져 단백질 함량이 감소한다. 콩과 그들의 공생적인 "질소 고정" 박테리아는 대부분의 다른 종들보다 이산화탄소 수치의 증가로부터 더 많은 이득을 얻는 것으로 보인다.

참조

  1. ^ https://soyface.illinois.edu/
  2. ^ Jones, Alan G.; Scullion, J.; Ostle, N.; Levy, P.; Gwynn-Jones, D. (September 2014). "Completing the FACE of elevated CO2 research". Environment International. 73: 252–258. doi:10.1016/j.envint.2014.07.021. PMID 25171551.
  3. ^ http://www.utas.edu.au/docs/plant_science/ps/ps/face.html
  4. ^ http://www.uws.edu.au/hie/facilities/face
  5. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2010-05-27. Retrieved 2010-09-30.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  6. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2010-06-11. Retrieved 2010-09-30.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  7. ^ Ainsworth, Elizabeth; Stephen Long (February 2005). "What Have We Learned from 15 Years of Free-Air CO2 Enrichment (FACE)?". New Phytologist. 165 (2): 351–371. doi:10.1111/j.1469-8137.2004.01224.x. JSTOR 1514718. PMID 15720649.
  8. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2011-10-15. Retrieved 2010-11-04.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  9. ^ http://www.regional.org.au/au/asa/2008/concurrent/crop-growth/5866_norton.htm
  10. ^ http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/effects-of-rising-atmospheric-concentrations-of-carbon-13254108