Baumklettern Wissenschaftler macht überraschende Entdeckung

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

An einem heißen Tag im vergangenen Sommer, hängen an einem Seil nicht dicker als mein Daumen ungefähr 200 Fuß über dem Waldboden erkundete ich die obersten Zweige von einer riesigen Douglas-Tanne in einem Wald von Washington. Warum war ich so? Weil ich spezialisiert auf die Ökologie von den Baumkronen Wissenschaftler bin, die dicke Masse der Blätter und Zweige, die Krone des Waldes.

Als ich ein Student in den frühen 1980er Jahren war, wurde der Baldachin von vielen Wissenschaftlern als unzugänglich und unwichtigen Teil des Waldes – "nur Tarzan Zeug." entlassen Aber wir wissen jetzt hält die Haube Organismen, die interagieren miteinander und ihrer physischen Umwelt in einer Weise, die Auswirkungen auf die ganze Gesamtstruktur haben können.

Um wirklich Waldökologie und die Antworten der Wälder auf ökologischen Bedrohungen wie die globale Erwärmung zu verstehen, müssen wir verstehen, wie die ganze Gesamtstruktur funktioniert – von der Wurzelspitze zur Baumkrone.

Klettern-Fähigkeiten

1979 habe ich gelernt, wie man aufsteigen Bäumen größer als 30-stöckigen Gebäuden mit Rock Klettertechniken, so dass ich helfen konnte, die Pflanzen, Tiere und Microorgisms Leben in den Baumkronen zu identifizieren. Forschenden Baldachin haben Baldachin von Gehwegen, Baukräne und sogar Heißluftballons studiert.

In den letzten Jahren hat die Verwendung solcher Techniken unser Verständnis der Baldachin Ökologie verbessert. Beispielsweise wissen wir jetzt, dass einige Tier- und Pflanzenarten ihr ganzen Leben auf den Ästen und Stämmen der Bäume, Leben ohne jemals den Waldboden.

Wenn diese "Pflanzen wachsen auf Pflanzen" sterben und zersetzen, generieren sie eine Schicht des Bodens bis zu 10 Zoll dick, die auf Baldachin Zweigen ruht. Dieser Boden bietet Lebensraum für eine Vielfalt an Insekten, Regenwürmer und Spinnen, die wiederum wichtige Nahrungsquellen für Vögel und baumbewohnende Säugetiere bieten. Somit führt die scheinbar getrennte Welt von den Baumkronen wesentliche Funktionen für das gesamte Ökosystem.

Nach dem Absetzen in auf einer Baumkrone Hochsitz zur Verfügung gestellt von einer sicheren Zweigniederlassung diesem Sommertag, begann ich mein aktuelles Forschungsprojekt: mit Mitteln aus der National Science Foundation, studiere ich die erstaunliche Vielfalt der Baldachin Moose. Mehr als 70 Moosarten können in einem einzigen Baum Leben, und mehr als 150 Moosarten Leben in einer einzelnen Gesamtstruktur Stand. Ich arbeite auf um einige der Anpassungen zu identifizieren, die diese verschiedenen Arten entwickelt haben, um zu überleben.

Anzeichen eines Ausbruchs

Wenn ich meinen Kopf bis über das Kronendach des diesem Sommertag steckte, bemerkte ich den asymmetrischen Gipfel des Mt. St. Helens, droht nur 40 Meilen entfernt. Am 18. Mai 1980 hatte der Vulkan mit einer katastrophalen Eruption explodierte, die mehr als 1,4 Milliarden Kubikellen Asche über 22.000 Quadrat-Meilen hinterlegt. Dann nach einer Ruheperiode wiederbelebt der Berg im Jahr 2004, viel kleinere Mengen von Asche aussenden.

Nach dem Einschalten meine Aufmerksamkeit wieder auf die Moose in meinem Arbeitszimmer, ich geschält entfernt eine Matte aus Moos für die Prüfung, und bemerkte etwas Überraschendes: einen hellgrauen Streifen pulverförmiges Material bis zu zwei Zoll dicken liegen zwischen Moos und der unterstützenden it-Branche. Obwohl ich dieses Material in den Baumkronen vor nie gesehen hatte, bemerkte ich, dass es Schichten von Vulkanasche ähnlich sah, die ich in den Böden der anderen Gesamtstrukturen in Vulkangebieten gesehen hatte.

Daher vermutete ich, dass dieses grauen Material Vulkanasche aus entweder dem 1980 oder 2006 Ausbruch des Mt. St. Helens war. Aber es nur eine Möglichkeit gab, sicher zu wissen: durch den Vergleich der chemischen und mineralischen Struktur der Materialproben der graue mit der Asche von 1980 und 2006 Eruptionen des Mt St Helens produziert. Solche Vergleiche basieren auf dem Prinzip, dass Ash produziert von jedem Vulkanausbruch eine einzigartige mineralische Struktur und chemische Zusammensetzung hat. Daher würde eine Übereinstimmung zwischen der chemischen und mineralischen "Fingerabdrücke" meiner Haube Proben und diejenigen der Eruption 1980 oder 2006 die Ursprünge meiner Probe ermitteln.

Analysen der United States Geological Survey bestätigt, dass meine Haube Proben aus Asche vom Ausbruch des Mt St Helens 1980 bestanden. Dies bedeutet, dass diese Asche auf diese dünnen Baldachin Äste, 200 Fuß über dem Waldboden für 27 Jahre Wind, Regen und Belichtung beibehalten hatte.

Weil diese Asche reich an Mineralien ist, fragte ich mich, wenn seine Nährstoffe der Baldachin Moose Düngung wurden oder die Moose ohne ihre Hilfe blühte. Um das herauszufinden, führte ich Nährstoffe Analysen des Mooses, die ergab, dass die Asche nicht die Moose Düngung wurde; der Nährstoffgehalt der Moose im Bereich"Asche" war die gleiche wie Moose, die ich aus einem Wald auch außerhalb des Bereichs gesammelt wo Asche hinterlegt wurde.

Dieses Ergebnis bestätigt, dass diese Kappe Moose, wie die meisten "Pflanzen wachsen auf Pflanzen," ihre Nährstoff allein durch die Absorption von Mineralien im Regenwasser gelösten und nicht durch die Absorption von Mineralien aus dem Boden oder Zweige darunter Bedürfnisse.

Eine weitere Entdeckung

Meine Feldarbeit, dass Sommer ein weiterer Hinweis auf Baldachin Ökologie offenbart: Ich bemerkte, dass die Verbindungsstellen zwischen Ästen und Stämmen Ansammlungen von einer dicken weißen Schicht von Asche vom Ausbruch des Mt. St. Helens 1980 statt. Diese Ascheschicht war, der wiederum durch eine andere breite Schicht des Bodens, überragte und also offenbar nach der Eruption 1980 angesammelt hatte.

Die Bodentiefe darauf hingewiesen, dass die Erde mit einer Geschwindigkeit von bis zu vier Zehntel Zoll pro Jahr sammeln war. Dies war wichtig, weil die Geschwindigkeit der Erde Akkumulation in den Baumkronen nie zuvor gemessen und überschritten hatten alle zuvor projiziert Preise Vordach Boden Dynamik.

So Mt. St. Helens diente als unerwarteter Seite Erkenntnisse über Baldachin Ökologie, und von meinem Baumkrone Sitzstangen, ich weiterhin in alle Richtungen für was die Kappe uns lehren kann, zu suchen.

Weitere Informationen sind verfügbar bei der internationalen Baldachin-Netzwerk und die Forschung Ambassador-Programm.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), der Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik.

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