智慧园林气象站碳排放和土壤检测水分和土壤颗粒成分

    碳排放是造成全球暖化的主因之一，除了增加行光合作用固定大气二氧化碳的植物的做法外，鲜少人意识到地表下的土壤结构及组成同为减缓全球暖化的重要关键。美国密西根州立大学(Michigan State University)的最新研究发现，由不同物种所构成的作物系统(cropping system)将会影响地表下土壤颗粒孔隙生成的大小，进而改变土壤碳储存的能力。      密西根州立大学的研究团队将农地依作物类型及用途分成5大作物系统，再利用X射线微断层扫描技术(X-ray micro-tomography)判断土壤颗粒之间的孔隙大小与结构，并以微酵素图谱(micro-scale enzyme mapping)检测不同孔隙大小所含的微生物酵素活性。在历时长达9年的研究后，研究团队找出在生物与环境交互作用下，影响碳物质循环的重要证据。研究团队发现，有别于以往学界所认为影响土壤碳储存能力的关键，并非由土壤颗粒聚集的型式(cluster of soil particles)所造成，而是在于土壤颗粒间生成的孔隙大小及结构。
    除此之外，研究也发现具有生物多样性高的作物系统，通常伴随较复杂的根系及微生物相，并生成较多适合碳储存的孔隙。即多种植物组成的作物系统通常也意味着地表下可储存较多的碳。研究团队推论，这样的原因是因不同大小孔隙会影响土壤微生物的生长及活性，透过微酵素图谱分析其中的酵素活性可以发现，土壤颗粒间孔隙介于30-150微米是微生物生长的良好微环境，在这样的情况下可检测到较高的生物酵素活性。     简而言之，未来农业经营若希望朝向增加土壤碳含量的目标前进，可先从增加地表植物的多样性开始。研究团队也建议可藉由作物育种的方式，培育出具特定特征的根系品种，种植后借此增加土壤内的碳含量。生物感测器可以检测水和土壤样本中的嘉磷塞除草剂。该研究可望改变人们以往的认知，透过长年的研究阐述生物多样性与土壤碳储存能力之间的关联性及重要性，并进而应用在对抗全球暖化等全球议题上。