地膜覆盖对农田生态系统温室气体排放的影响研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41275160
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0502.气候与气候系统
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The clear plastic film mulching has the roles of raising soil temperature, resisting drought and conserving soil moisture, enhancing photosynthesis, keeping soil fertility, suppressing weed, and increasing the production, etc. At present, the area of covering plastic film in croplands in China is over 13 million ha every year. Nowadays, under the background of global climate warming, the drought happens in frequently, which will increase the using area of mulching plastic film more and more. After the plastic film mulching, the ecological factors in it, such as soil temperature, sunlight, water, fertility, and soil gas components will change, which will cause the change of the production, transferring and emission of carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) in cropland ecosystem, but there have limited reports about them. In this project, we will take the local prevailing tillage systems from Southwestern China, such as rice and wheat rotation field, dryland and vegetable plot as the subject investigated, contrasting with the no mulching systems, using the static chamber/GC method, studying on the emission characteristic and the controlling factors of CO2, CH4 and N2O releasing from fields mulched by plastic film, the contcentration characteristic of CO2, CH4 and N2O in different soil deepth. And combing with the analysis in indoor lab, studing the dynamic charcteristic of some factors, such as soil ammonium nitrogen, nitrate nitrogen, soil organic carbon, dissolvable organic carbon, microbial biomass carbon, nitrate reductase and nitrite reductase. In doing this, we will find the equation between the emission flux of CO2, CH4 and N2O in the fields of mulching plastic film with the various main controlling factors, assessing the emission amount of CO2, CH4 and N2O and the global warming potential (GWP) of the emission of three gases in an integrated manner. We expect to offer a theoretic base for the decreasing GHGs emission and increasing the fixed carbon from croplands of China.
地膜覆盖栽培具有提高地温、抗旱保墒、保肥、抑草和高产、稳产等作用,目前我国每年农田地膜覆盖面积已达1300万hm2以上。在当今全球气候变暖的背景下,干旱频繁发生,地膜覆盖面积还将增大。地膜覆盖后,膜内土壤温、光、水、肥、气等生态条件都发生了变化,这将对土壤CO2、CH4和N2O的产生、传输和排放产生影响,目前尚缺少这方面研究。本项目以我国西南地区常见的水-旱轮作农田、四季旱地和菜地为研究对象,以不覆膜农作为对照,研究地膜覆盖农作下农田生态系统CO2、CH4和N2O的排放特征及其控制因子,不同耕层土壤CO2、CH4和N2O的浓度特征;结合室内分析,研究地膜覆盖下农田土壤碳氮组分和土壤酶的动态特征,揭示土壤温度、水分、土壤碳氮组分、土壤酶、肥料施用量等因素的影响机制;估算地膜覆盖下农田生态系统CO2、CH4和N2O排放量及由此引起的综合GWP,为我国农田温室气体减排及增加土壤固碳提供理论依据。

结项摘要

地膜覆盖栽培具有提高地温、抗旱保墒、保肥、抑草和高产、稳产等作用,目前我国每年农田地膜覆盖面积已达1300万hm2以上。在当今全球气候变暖的背景下,干旱频繁发生,地膜覆盖面积还将增大。地膜覆盖后,膜内土壤温、光、水、肥、气等生态条件都发生了变化,这将对土壤CO2、CH4和N2O的产生、传输和排放产生影响,目前尚缺少这方面研究。本项目以稻-油轮作农田和辣椒-萝卜轮作菜地为研究对象,以不覆膜为对照,研究地膜覆盖农作下农田生态系统CO2、CH4和N2O的排放特征及其控制因子,不同耕层土壤CO2、CH4和N2O的浓度特征。结果表明,对于菜地,观测期内CH4排放通量的均值分别为-7.64和-9.00μg•m-2h-1,CH4净吸收量年均值分别为-0.54和-0.64kg•hm-2,表明地膜覆盖在一定程度上能削弱了土壤作为CH4汇的能力。在辣椒季,不覆膜处理N2O的平均排放通量为1000.0μg•m-2h-1,覆膜处理为400.6μg•m-2h-1,覆膜显著低于常规处理(P<0.05);而在萝卜季,N2O的平均排放通量则表现为覆膜处理(128.1μg•m-2h-1)高于常规处理(107.8μg•m-2h-1)。在各土层浓度观测方面,发现两种种植方式在整个观测周期内各土层CH4和N2O浓度变化趋势大致相同,均表现为:10cm>20cm>30cm,两种处理土壤CH4和N2O浓度基本随土层深度的增加而增加。. 对于稻-油轮作农田,覆膜和非覆膜处理CH4和N2O的排放都集中在各作物的生长前期,水稻季CH4和油菜季N2O的排放通量均具有较明显的季节变化;全年CH4的排放通量介于-0.76~1.90 mg•m-2h-1,N2O的排放通量介于-44.12~1720.14 μg•m-2h-1。地膜覆盖显著提高了CH4和N2O排放总量,其中覆膜处理全年CH4排放总量为25.21 kg•hm-2,相比常规处理20.93 kg•hm-2高20.5%;覆膜处理N2O的年排放总量为13.10 kg•hm-2,较常规处理下11.20 kg•hm-2的年排放总量提高了17.0%。在100a时间尺度上,覆膜处理下全年排放的CH4和N2O所引起的综合GWP为3948.82 kg CO2•hm-2,较常规处理3039.18 kg CO2•hm-2提高了29.9%,差异显著,表明覆膜不是一种有效的碳减排措施。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
缙云山不同土地利用方式对土壤活性有机碳、氮组分的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    祁心;江长胜;郝庆菊;李鉴霖
  • 通讯作者:
    李鉴霖
Long-term tillage effects on soil organic carbon and dissolved organic carbon in a purple paddy soil of Southwest China
西南地区紫色水稻土长期耕作对土壤有机碳和溶解性有机碳的影响
  • DOI:
    10.1016/j.chnaes.2013.07.005
  • 发表时间:
    2013-01-01
  • 期刊:
    Acta Ecol Sin
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hao, Q.;Cheng, B.;Jiang, C.
  • 通讯作者:
    Jiang, C.
Heavy metal concentrations in soils and plants in Rongxi Manganese Mine of Chongqing, Southwest of China
重庆容溪锰矿土壤和植物重金属浓度
  • DOI:
    10.1016/j.chnaes.2015.01.002
  • 发表时间:
    2015-02
  • 期刊:
    Acta Ecologica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郝庆菊;江长胜
  • 通讯作者:
    江长胜
土地利用方式对缙云山土壤团聚体稳定性及其有机碳的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李鉴霖;江长胜;郝庆菊
  • 通讯作者:
    郝庆菊
缙云山土地利用方式对土壤轻组及颗粒态有机碳氮的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雷利国;江长胜;郝庆菊
  • 通讯作者:
    郝庆菊

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  • 作者:
    郝庆菊;江长胜;张旭
  • 通讯作者:
    张旭
耕作方式对紫色水稻土颗粒态氮的影响
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    刘志祥;郝庆菊;江长胜;祝滔
  • 通讯作者:
    祝滔
重庆市北碚城区大气污染物浓度变化特征观测研究
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    徐鹏;郝庆菊;吉东生;张军科;刘子锐;胡波;王跃思;江长胜
  • 通讯作者:
    江长胜

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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