søndag den 21. august 2011

Sved, "sump" og stinkdyr

Hvis nogen er i tvivl, så er det varmt i Florida - specielt hvis man i middagsheden befinder sig midt i et tørt vådområde med kun ganske få træer. Det var netop hvad jeg gjorde i slutningen af juli.....



For nu at starte fra starten af, så havde jeg behov for nogle vandprøver til at teste mine metoder af på. Vejlederen sendte mig efter reglen "noget for noget" derfor med på felttur til en ranch syd for Lake Okeechobee ca. 3,5 times kørsel fra universitetet. Kort fortalt skulle jeg hjælpe med til at skære planter ned inden for tilfældigt placerede 1 m2 kvadrater i forudbestemte transekter, idet projektet går ud på at sammenligne plantevæksten på græssede og ugræssede arealer. Bevæbnet til tænderne med litervis af væske (vand plus Gator rate, det lokale mærke af energidrik med ioner), verdens grimmeste men effektive nyindkøbte hat, en langærmet trøje til at tage det værste sol, en faktor 30 solcreme, bugspray og gummistøvler (nogen = felttursarrangøren havde fortalt, at det kunne risikere at være meget vådt - nogen gange har de arbejdet i mudder til livet - vådt var det dog ikke denne gang!) gik jeg så sammen med de fem andre i gang med at klippe planter af ca. 4 cm over jorden. Al væksten for et kvadrat blev fyldt en en mærket pose - senere altså hjemme i laboratoriet får Ryan så æren af at sortere alt plantematerialet efter arter, tørre det, veje det, gløde det, mortere det og måle næringsstofindholdet - hvilken fornøjelse ikke sandt?

Fra venstre mod højre ses Patrick, Ryan, Jing og Julia. Patrick er forskningsassistent og leder flere projekter herunder dette projekt. Ryan er specialestuderende på projektet, Jing er ph.d. studerende og arbejder med kvælstofkredsløbet. Julia er næsten færdig med sit speciale, som hun har lavet på en anden ranch i nærheden. Da de specialestuderende herovre er ansatte dvs. får løn under deres speciale (men tro nu ikke det er noget de bliver rige af) skal specialestuderende også typisk arbejde et par dage om ugen for deres vejleder. I Julias tilfælde har hun derfor ud over sin egen prøvetagning også hjulpet med prøvetagningen på dette projekt, som foregår hver måned.
Klippearbejdet var nemmest på de græssede arealer idet de ugræssede arealer havde en pæn mændge plantevækst, som det vist tydeligt fremgår af billedet ovenfor Til gengæld var de ugræssede områder lidt mere - hmm hvad skal jeg kalde dem - "interessante" idet vi her blandt andet mødte stinkdyr, bier og et mere end hissigt fuglepar som absolut ikke var fan af, at vi klippede al vegetationen ned lige ved siden af deres fine rede! Heldigvis så vi ingen slanger! Efter at have svedt tran og bællet væske i timevis hoppede vi igen i bilerne og vendte snuden mod et hotel, da vi dagen efter skulle færdiggøre feltarbejdet. Næste formiddag stod for Julias og mit vedkommende på endnu en omgang vegationsklipning, imens Patrick, Ryan og Jing kastede sig over at tage jordprøver til Jings forsøg. Efter endnu en gang at have svedt tran under en ubarmhjertig sol kunne vi først på eftermiddagen drage videre til Taylor Creek for at tage mine vandprøver - det tog en halv time, så man kan ikke sige at det var min del af feltturen som tog lang tid....





Fosfor i alligatorland!

Nedenstående tekst er skrevet i løbet af de første uger af juli = de første uger af mit miljøskifte. Der vil løbende komme små opdateringer fra mig i Gainesville, men dette første indlæg giver (forhåbentligt) den nødvendige baggrundsinfo.


Soil and Water Science Department (SWSD) - Newell
Så oprandt dagen, hvor en gigantisk kuffert og jeg tog turen over atlanten nærmere bestemt til Gainesville i Florida alligatorernes og ikke mindst myggenes, loppernes, the brown recluses og andre ubehagelig bugs' land. I lufthavnen, som i øvrigt er så lille, at det er umuligt at fare vild selv med mine veludviklede evner for dette, blev jeg kl. 21 søndag aften mødt af mine to venlige husværter som førte mig fra lufthavnens dejlige svale omgivelser ud i Floridas barske realitet: ca. 90 % luftfugtighed og 30-35 graders varme - Celcius, ikke fahrenheit som ellers er målestokken herovre - hvad sker der i øvrigt for amerikanerne med alle deres underlige mål - hvad er der galt med den metriske skala? Nå det ændrer sig nok aldrig, så det vil jeg ikke bekymre mig mere om. Efter en kort rundvisning i huset og dumpning af giganten (altså kufferten) i mit nye værelse gik turen til byens mest berømte grill, hvor den stod på spareribs på amerikansk maner (husk på at Florida er 6 timer bagud i forhold til Danmark dvs. måltidet fungerede praktisk talt som min morgenmad). Dagen efter stod den på endnu mere mad og fyrværkeri i forbindelse fejringen af independence day. Efter på denne måde at være blevet introduceret for Sydstaterne var det, dagen efter, tid til tage kampen op med de blå busser og forsøge at finde ind til University of Florida (UF) for igen at kunne træde ind af døren i Newell bygningen på UF for at mødes med min ret berømte (altså blandt fosfor- og wetlands-nørder) kommende vejleder Dr. Ramesh Reddy. Den opmærksomme læser tænker nu sikkert "igen"??? Jeg spoler derfor lige en anelse tilbage i tiden, nærmere bestemt til november 2010, hvor Henning S. Jensen (min ph.d. hovedvejleder i Danmark), Sara Egemose (post doc hos CLEAR) og jeg besøgte stedet med henblik på at etablere en videnskabelig forbindelse dertil samt at aftale indholdet for mit miljøskifte hos SWDS. Aftalen blev at jeg skulle arbejde med fosfortilbageholdelse og omdannelse i nogle områder kaldet Stormwater Treatment Areas (STAs). - Disse områder er tidligere landbrugsområder, som er blevet opkøbt og omdannet til vådområder, hvis primære formål er, at tilbageholde næringsstoffer specielt fosfor inden den sydgående vandføring fører det ned til de stærkt fosforbegrænsede fredede områder, som grænser op til Everglades National Park og selvfølgelig også til selve parken. Bevarelse af en lav fosfortilgængelighed i disse områder er en af de vigtigste nøgleparametre til bevarelse af den oprindelige natur, som under mere fosforrige forhold udkonkurreres af andre typer planter, hvorved også dyrelivet påvirkes. Jeg ville derfor få til opgave at bestemme tilgængeligheden af fosfor i vandet som strømmer ud af disse områder - Projektet var dermed i hus og metoderne delvist aftalt - MEEEEEN nu går det jo sjældent som Præsten prædiker....

Efter dette besøgs (altså her under miljøskiftet) første møde med Dr. Reddy var projektet pludselig ændret og transektet hvor prøverne skal tages udvidet drastisk! Projektet strækker sig nu fra Kissimmee River til den sydlige del af Everglades nationalpark (>200 km lang strækning). Transektets længde blev dermed forøget 20 gange - og hvordan griber man så det an? Tja, det spørgsmål håber jeg snart at finde et rigtigt godt svar på.....

Indtil videre kæmper jeg en kamp mod tiden for at få hovedmetoderne, som jeg skal bruge til at virke. Fokus i projektet vil stadig være på fosfor. Jeg vil derfor undersøge hvordan mængden, men også typen af fosfor ændrer sig fra Kissimmee River til den sydlige del af Everglades nationalpark, idet typen af fosfor ofte er bestemmende for, hvor let tilgængelig fosfor er til blandt andet plantevækst. Der findes således partikelbundet fosfor, uorganisk fosfor, organisk fosfor osv. som alt sammen er klassifikationer som også dækker over forskellige typer P. Organisk P kan f.eks. være P bundet i humuskomplekser, DNA eller glukose-6-fosfat, hvoraf den sidstnævnte normalt er nemt tilgængelig imens de to første er sværere tilgængelige. Da der er lavet mange undersøgelser på områderne herovre, har jeg et rimeligt godt udgangspunkt for mit studium. Blandt andet er det kendt, at fosforkoncentrationen starter omkring 400 µg/L (ret højt) i den øvre ende af transektet og slutter på ca. 10µg/L (lavt) i den sydlige ende. Desuden vides det, at en stor del af fosforen i den sydlige ende er organisk fosfor, imens størsteparten i den øvre ende er uorganisk fosfor. Den præcise biotilgængelighed kendes dog ikke - netop her kommer jeg ind i billedet.

- Den første metode jeg vil bruge er en simpel bestemmelse at total fosfor, total opløst fosfor og opløst uorganisk fosfor - dem som har haft glæden af kurset Økologi nikker forhåbentlig genkendende til disse termer. Til resten af jer kan jeg oplyse, at total fosfor inkluderer alt fosfor i vandet også det som findes i algerne og bundet til partikler, imens total opløst fosfor ikke inkluderer fosfor bundet i alger eller til partikler og sidst men ikke mindst er opløst uorganisk fosfor normalt det man betegner som det direkte tilgængelige.

- Anden metode er fosfor NMR spectroskopi som kan identificere enkelte typer af fosfor og ikke blot grupper. Denne metode kender jeg også hjemmefra.

- Tredje metode kendte jeg af navn og formål indtil for et par dage siden - efter nu at have svedt tre hele dagen i laboratoriet kender jeg også de enkelte trin i metoden! Metoden måler enzymaktivitet dvs. jeg bliver gennem denne metode i stand til at bestemme aktiviteten af forskellige enzymer som planter, alger og mikroorganismer udskiller til at kløve bindingen mellem fosfor og det øvrige molekyle, hvilket er nødvendigt for at kunne bruge fosforen fra forskellige typer af organiske fosforforbindelser. Kort fortalt består metoden af en række irriterende trin 1) opløsning af stoffer i vand som absolut hellere vil forblive i fast form, 2) arbejde i næsten mørke, da en del af stofferne er fluorcerende og dermed stærkt lysfølsomme - desværre har jeg endnu ikke udviklet muldvarpesyn, 3) afveje og afpipettere meget små mængder præcist (i mørke husk det), 4) undersøge en lang række ting inden man endelig kan komme til at måle aktiviteten (tager ca. 5 min). Hvorom alting er begyndte jeg faktisk at holde lidt af metoden på trods alle besværlighederne, MEEEN det var kun indtil jeg fik analyseret aktiviteten (eller rettere manglende aktivitet) i mine lånte testprøver. ØV hvor var det en skuffelse - tre dages arbejde og så et negativt resultat, som enten kan være sandt (så er det ok) eller kan skyldes en fejl undervejs (så gæt hvad jeg skal lave på mandag....). Metoden er dog ganske glimrende, idet den kan fortælle mig noget om hvor stort behovet for fosfor er i naturen, hvor prøven er taget. Da det koster energi mv. at producere enzymerne vil organismerne typisk kun producere disse, hvis der ikke er nok umiddelbart tilgængeligt uorganisk fosfor til stede til deres vækst.

- fjerde metode er ny for både mig og vejlederne på UF. Det er en metode, hvor man bruger enzymer til at nedbryde organiske fosforforbindelser til uorganiske fosfor, som derefter måles. Ved at tilsætte forskellige former for enzymer kan man dermed specificere, hvilke grupper af organisk fosfor, der findes i prøven. Igen er det overordnede formål at bestemme den potentiele tilgængelighed, altså hvor stor en del af den samlede fosforpulje, som kan bruges til vækst (og som dermed belaster områder, som naturligt har et mindre indhold af tilgængeligt fosfor). Metoden er anvendt og beskrevet en del steder, men dermed jo ikke sagt at den ikke kan være problematisk at få til at virke.

Tja det var så det "korte" overblik over projektet og dermed formålet med min forskning herovre....