Nutzung von Solarparks zur Erzeugung frischer Wüstenbodenkruste

In den trockenen Regionen des amerikanischen Südwestens liegt eine unsichtbare Welt unter unseren Füßen. Biokrusten oder biologische Bodenkrusten sind Gemeinschaften lebender Organismen. Zu diesen fleißigen Mikroben in Besitz sein von Cyanobakterien, Grünalgen, Pilze, Flechten und Moose, die in trockenen und halbtrockenen Ökosystemen eine dünne Schicht uff dieser Oberfläche von Böden zusammenbauen.

Biokrusten spielen eine entscheidende Rolle im Kontext dieser Aufrechterhaltung dieser Bodengesundheit und dieser Nachhaltigkeit des Ökosystems, immerhin sie werden derzeit angegriffen. Menschliche Aktivitäten wie Landwirtschaft, Verstädterung und Nutzung von Geländefahrzeugen können zum Auflösung von Biokrusten resultieren, welches langfristige Nachsteigen pro solche fragilen Umgebungen hat. Welcher Klimawandel setzt nachrangig Biokrusten unter Verdichtung, die in trockenen Landschaften wie dieser Sonora-Wüste Schwierigkeiten nach sich ziehen, sich an Sonnenlicht und sengende Hitze anzupassen.

Jetzt vermöbeln Ferran Garcia-Pichel und sein Student an dieser Arizona State University zusammensetzen innovativen Technik zur Wiederherstellung gesunder Biokrusten vor. Die Idee ist, neue und bestehende Solarparks denn Baumschulen pro die Erzeugung frischer Biokruste zu nutzen.

Sicher von dieser Sonne abgeschirmt unter Anordnungen von Solarmodulen, wie Strandbesucher unter einem Regenschirm, sind die Biokrusten vor übermäßiger Hitze geschützt und können gedeihen und sich prosperieren. Letztendlich können die neu erzeugten Biokrusten dann verwendet werden, um Trockengebiete wieder aufzufüllen, wo solche Böden schadhaft oder zerstört wurden.

Px pro Wüstenboden
In einer Proof-of-Concept-Studie adaptierten ASU-Forscher zusammensetzen vorstädtischen Solarpark in dieser unteren Sonora-Wüste denn experimentellen Nährboden pro Biokruste. Während dieser dreijährigen Studie förderten Photovoltaikmodule die Biokrustenbildung, verdoppelten die Biokrustenbiomasse und verdreifachten die Biokrustenbedeckung im Vergleich zu offenen Flächen mit ähnlichen Bodeneigenschaften.

Denn Biokrusten geerntet wurden, war die natürliche Erholung mäßig und es dauerte etwa 6-8 Jahre, solange bis sie sich ohne Ineinandergreifen vollwertig erholt hatten. Denn die geernteten Flächen jedoch erneut inokuliert wurden, war die Erholung viel schneller, wodurch die Biokrustenbedeckung intrinsisch eines Jahres nahezu dasjenige ursprüngliche Niveau erreichte.

Die Forscher exponieren, dass die Verwendung ähnlicher, immerhin größerer Solarparks eine kostengünstige, wirkungsarme und leistungsstarke Methode zur Wiederbildung von Biokrusten und zur Dilatation von Ansätzen zur Bodenwiederherstellung uff regionale Maßstäbe offenstehen könnte. Sie nach sich ziehen ihren bahnbrechenden Technik „Krustivoltaik“ genannt.

Die Studie schätzt, dass die Nutzung dieser drei größten Solarparks in Maricopa County, Arizona, denn Baumschulen pro Biokrusten ein kleines Unternehmen in die Standpunkt versetzen könnte, aufgebraucht ungenutzten landwirtschaftlichen Flächen intrinsisch des Countys, die sich droben mehr denn 70.000 Hektar erstrecken, in weniger denn fünf Jahren zu verjüngen. Neben vielen Vorteilen pro die Umwelt hat solche Sanierungsbemühung dasjenige Potenzial, den in dieser Luft befindlichen Staub, dieser derzeit die Metropolregion Phoenix beeinträchtigt, erheblich zu verringern.

„Sie Technologie kann ein Wendepunkt pro die Wiederherstellung trockener Böden sein“, sagt Garcia-Pichel. „Zum ersten Mal klappen wir regionale Größenordnungen, und wir könnten nicht aufgeregter sein. Darüber hinaus stellt die Crustivoltaik zusammensetzen Win-Win-Technik pro die Instandhaltung von Trockengebieten und pro die Energieindustrie gleichermaßen dar.“

Garcia-Pichel ist Regents‘ Professor an dieser School of Life Science und Gründungsdirektorin des Biodesign Center for Grundlegend and Applied Microbiomics. Dies Zentrum vereint Forscher, die Ansammlungen von Mikroben (oder Mikrobiomen) untersuchen, die in verschiedenen Umgebungen, von Menschen droben Tiere und Pflanzen solange bis hin zu Ozeanen und Wüsten, verbinden handeln. Dies Laboratorium von Garcia-Pichel hat sich uff die Untersuchung und Gebrauch von Wüstenbodenmikrobiomen spezialisiert.

Die Ergebnisse dieser Haufen erscheinen in dieser aktuellen Aushändigung dieser Zeitschrift Nature Sustainability in einer Veröffentlichung, die verbinden von dieser Doktorandin Ana „Meches“ Heredia-Velasquez und dieser ehemaligen Doktorandin Dr. Ana Giraldo-Silva, jetzt Professorin an dieser Public University of, geleitet wird Navarra in Spanien. Ein separates Briefing dieses Beitrags erscheint zeitgleich in Nature.

Lebende Matrix
Biokrusten sind komplexe Ökosysteme, mit deren Erprobung Forscher erst vor kurzem begonnen nach sich ziehen. Unter ihren vielen Haushaltsfunktionen wirken sie dazu, den Erdreich zu stabilisieren, während sie Bodenpartikel aneinander flechten und so den Verlust von Oberboden durch Wind und Wasser minimieren. Sie tragen zum Nährstoffkreislauf im Kontext, während sie atmosphärischen Stickstoff flechten, ein Prozess, im Kontext dem Stickstoffgas in Ammoniak umgewandelt und pro Pflanzen verfügbar gemacht wird. Cyanobakterien, die in Biokrusten vorhanden sind, sind die primären Organismen, die pro diesen Prozess zuständig sind.

Photosynthetische Aktivitäten intrinsisch von Biokrusten spielen eine Rolle im Kontext dieser Kohlenstoffspeicherung, während sie atmosphärisches Kohlendioxid flechten. Dieser Prozess kann dazu hinzufügen, wenige dieser Auswirkungen des Klimawandels zu mildern, während Kohlendioxid aus dieser Lufthülle weit wird. Biokrusten steigern nachrangig die Wasserhaltekapazität des Bodens, wodurch mehr Wasser in den Erdreich eindringen und dieser Abflusskanal verringert werden kann. Dies trägt dazu im Kontext, die Wasserverfügbarkeit pro Pflanzen und andere Organismen in ariden Ökosystemen zu verbessern.

Schließlich unterstützen Biokrusten eine vielfältige Vertrautheit von Mikroorganismen, die zur Biodiversität und Widerstandsfähigkeit des gesamten Ökosystems hinzufügen.

Trockengebiete, die etwa 41 % dieser Kontinentalfläche dieser Mutterboden umfassen, versiert aufgrund menschlicher Aktivitäten und des Klimawandels eine starke Verschlechterung. Die Gemeinschaften von Mikroorganismen uff Bodenoberflächen sind pro den Schutzmechanismus und die Düngung dieser Böden von entscheidender Geltung und pro die Nachhaltigkeit von Trockengebieten unerlässlich. Die aktuellen Methoden zur Wiederherstellung dieser Biokruste sind jedoch mit hohem Wohlstand und weniger bedeutend Kondensator verbunden, welches ihre Gebrauch uff kleine Bereiche unbelehrbar. Bestehende Methoden nach sich ziehen Plage, mehr denn ein paar hundert Quadratmeter Nation wieder aufzufüllen.

Solarlösungen
Die Wissenschaft legt nahe, dass Solarparks denn Biokrusten-Hotspots wirken, da die erhöhten Photovoltaikmodule ein gewächshausähnliches Mikroklima schaffen, dasjenige die Fortentwicklung dieser Biokruste fördert. Obwohl Krustivoltaik eine langsamere und wetterabhängige Methode im Vergleich zu Biokrusten-Gärtnereien in Gewächshausgröße ist, hat sie viele Vorteile. Die Technologie erfordert weniger Ressourcen, minimales Management und keine Vorabinvestitionen. Tatsächlich ist dieser Sicherheit von Crustivoltaik den Forschungsergebnissen zufolge 10.000-mal kostengünstiger denn aktuelle Methoden.

Die nächsten Schritte zusammenfassen die Implementierung von Crustivoltaik uff regionaler Niveau durch die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern, Kooperationsagenturen, Landnutzern und Managern. Welcher Sicherheit dieser Technologie kann Solarparkbetreibern Anreize offenstehen, darunter eine verringerte Staubbildung uff Solarmodulen und höhere Einnahmen aus Kohlenstoffzertifikaten.

Welcher Crustivoltaic-Technik hat dasjenige Potenzial, eine Dual-Use-Problembeseitigung sowohl pro die Solarstromerzeugung denn nachrangig pro die Wiederherstellung dieser Biokruste in großem Messlatte anzubieten und synchron sozioökonomische Vorteile zu offenstehen. Sie Methode könnte eine bedeutende Rolle im Kontext dieser Wiederherstellung und Nachhaltigkeit von Ökosystemen in Trockengebieten spielen.

Forschungsbericht: Doppelte Nutzung von Solarkraftwerken denn Brutstätten pro Biokrusten zur großflächigen Renaturierung trockener Böden

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Biodesign-Institut an dieser Arizona State University

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