放牧对荒漠化草原垂向水循环过程的影响与机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41901052
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    鹿海员
  • 依托单位：
    水利部牧区水利科学研究所
  • 学科分类：
    D0102.水文学和气候学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Grazing is the most important development and utilization method of natural grassland, but overgrazing causes grassland degradation, surface soil infiltration rate decline and other underlying conditions to change, thus affecting the grassland water cycle evolution process. At present, how does desertification steppe change under the conditions of grazing and infiltration, soil water migration, recharge groundwater, and evapotranspiration ? What is the mechanism between hydrological cycle and grazing intensities, and the process of mutual collapse among various factors ? The study of these issues has not received enough attention. Therefore, this project quantitatively studies the characteristics of soil change of grassland vegetation in desertification steppe and hydrological cycle under different grazing intensity in order to find out the mechanism of grazing, vegetation and grassland water cycle in desertification grassland ecosystem, and simulates the process of hydrological cycle dynamics under different combinations of grazing intensity and rainfall, in order to predict the rainfall infiltration recharge and groundwater precipitation infiltration. Finally, through the assessment of groundwater rainfall infiltration recharge under different conditions, the reasonable carrying capacity of desertification grassland based on the coupling of water cycle and productivity will have been obtained.
放牧是天然草原最主要的开发利用方式，但过度放牧导致草地退化、表层土壤入渗率下降等下垫面条件改变，从而影响草地水循环演化过程。目前，荒漠化草原在这种放牧利用条件下降雨入渗、土壤水运移、补给地下水、蒸散发的转化过程如何变化？垂向水循环与放牧强度之间的作用机制及各因子之间的互馈过程如何？这些问题研究尚未受到足够重视。因此，本项目通过定量研究不同放牧强度下荒漠化草原区草地植被土壤变化特征和垂向水循环变化规律，阐明荒漠化草原生态系统中放牧、植被与草地水循环之间的作用机理；模拟不同放牧强度和降雨量组合条件下垂向水循环动力学过程，预测不同条件地下水降雨入渗补给量及地下水降雨入渗补给系数推求；最终提出基于水循环和生产力耦合响应的荒漠化草原的合理载畜量。

结项摘要

放牧是天然草原最主要的开发利用方式，但过度放牧导致草地退化、表层土壤入渗率下降 等下垫面条件改变，从而影响草地水循环演化过程。本研究针对荒漠化草原在不同放牧利用条件下水循环演化问题，采用原位控制试验及模型分析开展研究，具体结论如下：1、研究了不同放牧强度条件下草地植被和土壤的变化特征，研究结果表明随放牧强度增加，植被高度、盖度、地上生物量和地下生物量均有不同程度降低，表层土壤容重增加，表层土壤砂粒含量增加，导致表层土壤粗粒化；2、采用Hydrus-1D模型开展天然草地垂向水循环动力学过程模拟，揭示了不同放牧强度下各水循环分项变化，结果表明随放牧强度增加，植被截留量、土壤入渗量有所减少，增散发量变化不显著，分析可能由于植被腾发与土壤散发影响相互抵消造成；3、采用通径分析法分析了水循环过程分项变化的主要驱动因素分析，提出各分项量的直接影响因素、间接影响因素及决定性变量和限制性变量。4、针对典型家庭牧场，考虑人工草地灌溉及天然草地放牧对水循环过程的干扰，从地下水循环角度入手，在考虑饲草料质量的前提下通过人工草地和天然草地耦合配置，以现状水土草畜平衡评估结果为基础，提出了基于水循环和生产力耦合响应的荒漠化草原家庭牧场用水策略调整方案和合理载畜能力。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（1）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（4）
Effects of Subsurface Drip Irrigation on Water Consumption and Yields of Alfalfa under Different Water and Fertilizer Conditions
不同水肥条件下地下滴灌对苜蓿耗水量和产量的影响
  • DOI：
    10.1155/2021/6617437
  • 发表时间：
    2021-02-03
  • 期刊：
    JOURNAL OF SENSORS
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Cao, Xuesong;Feng, Yayang;Tong, Changfu
  • 通讯作者：
    Tong, Changfu
荒漠草原不同时间尺度下垫面水分消耗与气象植被因子的关系
  • DOI：
    10.7606/j.issn.1000-7601.2020.04.19
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    干旱地区农业研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王军;张瑞强;李和平;鹿海员;曹雪松;刘瑞春
  • 通讯作者：
    刘瑞春
Optimal water and land resource allocation in pastoral areas based on a water-land forage-livestock balance: a case study of Otog Front Banner, Inner Mongolia, China
基于水地牧草平衡的牧区水土资源优化配置——以内蒙古鄂托克前旗为例
  • DOI：
    10.1007/s11356-019-07559-9
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Lu Haiyuan;Li Heping;Wang Jun;Zheng Hexiang;Cao Xuesong;Tong Changfu
  • 通讯作者：
    Tong Changfu
微纳米气泡水地下滴灌对紫花苜蓿土壤酶活性与根系脯氨酸的影响
  • DOI：
    10.7606/j.issn.1000-7601.2020.04.09
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    干旱地区农业研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曹雪松;郑和祥;佟长福;李和平;刘瑞春;郝语新
  • 通讯作者：
    郝语新
加气灌溉对根区土壤肥力质量与作物生长的影响
  • DOI：
    10.7606/j.issn.1000-7601.2020.01.24
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    干旱地区农业研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曹雪松;李和平;郑和祥;冯亚阳;陈志忠;赵清虎
  • 通讯作者：
    赵清虎

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其他文献

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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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