研究人員解開地下水和空氣之謎

站在外面，注意腳下。那里，也許在一些草地下。在干燥的日子里，土壤中所有的空間都充滿了空氣。再往下，這些空間完全是水。那么，兩者之間是什么呢？

那是毛細(xì)血管條紋。這可能是你從未聽說過的最重要、最神秘的事情。

就像紙巾從表面吸水一樣，水通過毛細(xì)作用上升到土壤的自然水位之上。土壤中的許多化學(xué)和微生物活動會根據(jù)周圍的水量或空氣量而變化。因此，毛細(xì)管邊緣控制著土壤中許多重要的功能。

弗吉尼亞理工大學(xué)的研究生朱慧珊菲奧拉說，“重要的過程，如污染物的分解和碳的儲存，取決于可用的水和氧氣的數(shù)量?！薄傲私饷苓吘壍臈l件將有助于我們預(yù)測某些土壤過程將在哪里發(fā)生?！?

Fiola和她的團隊開始更好地了解這個陌生的區(qū)域。但這并不容易。整個邊緣都在地下，看不見。即使是科學(xué)家也很難就邊緣的起點和終點達(dá)成一致。這就是實驗室實驗派上用場的地方。

該小組收集了兩種土壤，一種是沙土，另一種是壤土?？茖W(xué)家將這種土壤放入一個5加侖的桶中，桶底部有孔，讓水進(jìn)入。

為了追蹤毛細(xì)血管邊緣的關(guān)鍵事件，F(xiàn)iola求助于一個巧妙而簡單的系統(tǒng)。為了研究土壤中有多少氧氣，研究人員在聚氯乙烯管道上涂了防銹漆。他們把這些管子插入土壤。

氧氣不足的地方，微生物就會“呼吸”而生銹。那會把鐵銹變成另一種鐵，然后被沖走。通過測量還剩多少鐵銹，研究小組可以瞥見土壤下面。

研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，在這兩種類型的土壤中，水上升了整個桶的高度。這意味著毛細(xì)管邊緣至少延伸9英寸，這超出了預(yù)期。

他們還驚訝于PVC管的腐蝕程度大大超過了地下水位。菲奧拉說：“這意味著毛細(xì)管邊緣的土壤至少比地下水位高2英寸，就像地下水位中的土壤一樣。”

“根據(jù)調(diào)查結(jié)果，地下水位正上方土壤的行為與地下水位中飽和土壤的行為非常相似，”Fiola說。

政府濕地定義為表層附近的飽和土壤。但是，如果土壤甚至在地下水位以上就飽和了，這意味著更多的地區(qū)可能會像濕地一樣發(fā)揮作用，這是值得保護(hù)的。

科學(xué)家還想更好地了解毛細(xì)管邊緣的水和空氣是如何影響其他土壤過程的。為了追蹤分解過程，他們在土壤中插入了木棍。研究人員發(fā)現(xiàn)，吃木棍的微生物具有很強的傳染性。

菲奧拉說，“我們的結(jié)果表明，分解的微生物需要理想的條件——既不太濕也不太干?！蹦绢^在潮濕的桶中間吃得最多。

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