Projekt

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Extending the Multi-Isotopes in a Controlled Environment (MICE) Facility - New climate regulation system and carbon isotope analysers

Gesuchsteller/in Abiven Samuel
Nummer 144982
Förderungsinstrument R'EQUIP
Forschungseinrichtung Geographisches Institut Universität Zürich
Hochschule Universität Zürich – ZH
Hauptdisziplin Bodenkunde
Beginn/Ende 01.02.2013 - 31.01.2014
Bewilligter Betrag 62'000.00
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Keywords (4)

plant-soil system; stable isotopes; soil organic matter; climate change

Lay Summary (Französisch)

Lead
La dynamique du carbone dans les écosystèmes terrestres est une des clefs de voûte de la vie sur terre. Cette dynamique reste particulièrement mal connue dans le système sol-plante. La plante transforme le CO2 en matière organique par photosynthèse et le sol est le compartiment le plus riche en carbone dans ces systèmes terrestres, via le transfert des plantes vers les sols pendant leur croissance et à leur mort. Ce projet contribue à l'exploration de ce qui se passe sous nos pieds.
Lay summary

 Les mécanismes de passage de la matière organique de la plante vers le sol et le temps de résidence de cette matière dans le sol sont encore peu connus Les recherches concernant la dynamique de la matière organique sont souvent cantonnées à l’étude de la plante ou du sol, pris séparément. Or, il devient de plus en plus clair que les interactions sol-plante sont de première importance.

En 2010-2011, nous avons construit un outil pour étudier ces relations sol-plante (MICE, acronyme pour Multi-Isotope labeling in a Control Environment). Cet  outil consiste en deux petites serres dont les principales caractéristiques sont contrôlées automatiquement (humidité, lumière, concentration en CO2 de l’atmosphère,..). Dans ces serres, nous pouvons injecter des isotopes stables tels que le carbone 13 ou l’oxygène 18, puis suivre ces isotopes dans la plante et le sol.

Grâce à ce projet, nous allons acquérir des outils pour améliorer cette nouvelle structure. Tout d’abord, nous allons acheter une série de lampes de nouvelle génération, nous permettant de reproduire toute sorte de conditions de lumière. Puis, nous allons acquérir un analyseur spécifique à la mesure des isotopes stables dans l’air et dans les échantillons de sol et de plantes. Enfin, nous allons améliorer le système de contrôle de l’humidité dans les sols et dans l’atmosphère de nos serres.

Ces améliorations nous permettrons de mesurer de façon plus précise et pour un jeu de conditions climatiques plus larges et ainsi plus généralisable pour des scénarios climatiques futurs.

 

 

 

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 15.01.2013

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Zusammenarbeit

Gruppe / Person Land
Formen der Zusammenarbeit
Laboratory for Atmospheric Chemistry, Paul Scherrer Institute Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
EMPA Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
ETH Soil chemistry Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
135233 Organic matter dynamics in the plant-soil system under drought: investigating the importance of roots in the soil carbon stabilization using 13C, 2H, 18O Multi-isotope-labelling technique 01.05.2011 Projektförderung (Abt. I-III)
157778 Next-Iso: Next generation compound-specific isotope analysis of stable and radioactive isotopes of organic components in terrestrial ecosystems 01.02.2015 R'EQUIP

Abstract

In this proposal, we require funding to extend the capacity of an existing facility, the "Multi-Isotope labelling in a Controlled Environment" (MICE) facility. This device is for the study of the carbon cycle in the plant-soil system. It uses multi stable-isotopes (13C, 18O, 2H, 15N) to understand the effects of the global-change drivers (temperature, moisture, CO2 increase and N deposition among others) on the C cycle processes, from photosynthesis in the leaf to organic matter mineralisation or stabilisation in the soil. This facility has been developed over the past two years with our team budget. It is now involved in dozen's of projects, including the five described in this proposal: 1) the study of root contribution to soil organic matter under drought conditions; 2) The influence of biodiversity on organ-ic matter stabilisation in soils; 3) The study of soil organic matter vulnerability of Swiss soils to global change; 4) the formation of soil organic matter in mountain soils and 5) the study of quality changes in European soils by the addition biochar.Our facility is unique in many aspects, it has the capacity to use different isotopes at the same time, as well as a semi-automatic climate control that allows us to run long-term experiments. Our system is however, restricted to relatively narrow climatic conditions (equivalent to plants on the floor of a tropical forest) and has a time consuming and expensive sample collection system. In this proposal, we would like to extend the capacity of this existing facili-ty in two areas: 1) better lights, temperature and moisture controls, to broaden possible climatic conditions to include boreal and temperate and 2) a 13C isotope laser analyser for measuring large numbers of gas and solid carbon isotope samples. These two items will open a whole new dimension of possible studies: we will be able to study carbon processes in great detail and at high precision with a high temporal precision, under most of the eco-system-conditions that currently exist on earth.
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