大亚湾浮游生物主要类群C:N:P化学计量特征及其对环境变化的响应

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31670458
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    柯志新
  • 依托单位：
    中国科学院南海海洋研究所
  • 学科分类：
    C0306.生态系统生态学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Ecological stoichiometry is a tool of studying the mass balance of multiple chemical elements in living systems and ecological interactions. C:N:P atomic ratios in different planktonic groups may provide important informations for investigating the function of ecosystem. It potentially can help to understand and interpret the effects of changes in nutrient inputs on food web dynamics and the effects of changes in food web structure on internal nutrient cycling. This program is planning to investigate the patterns of C:N:P ratio under different environment, and study the relationships between the C:N:P ratio of pelagic food web compartments and environmental factors. In addition, incubation experiments would be conducted to study different N:P ratio on the community structure and elemental composition of phytoplankton, and the subsequent influence on the growth and reproduction of some dominant zooplankton species. This project intent to reveal the mechanisms of pelagic food web structure and function coupling with elemental balance in the environment. The results should contribute to correctly evaluate the influence of anthropogenic eutrophication and elemental imbalance on marine pelagic ecosystem.
生态化学计量学是研究生态系统C、N、P等元素平衡的科学，为研究生态系统结构和功能的变动机制提供了新的视角。海洋浮游生物体C:N:P比值的变化可以为研究海洋浮游生态系统结构和功能的变动机制提供重要信息。本项目拟以大亚湾为主要研究海域，阐明不同环境梯度下浮游生物主要类群的C:N:P比分布特征，探讨浮游生物体C:N:P比值特征及其与环境因子的关系；并通过室内培养实验研究营养盐结构和浓度对初级生产者的元素比（饵料质量）、进而对次级消费者生长和繁殖的影响，评估环境元素比变化的食物链传递效应，探索水体营养盐结构变化对浮游生物不同功能群C、N、P元素组成的影响规律和作用机制。研究结果为正确评估人类活动干扰导致的近海营养元素比例变动对海洋浮游生态系统影响提供科学依据。

结项摘要

浮游生物优势类群的碳氮稳定同位素以及C/N/P化学计量比特征有助于深入理解和解释营养盐输入对生态系统结构和功能的影响。本项目研究了大亚湾不同富营养化水平的浮游生态系统的δ13C、δ15N 以及C/N/P化学计量特征的时空分布特征。结果显示，淡澳河是大亚湾陆源营养盐的最主要来源，营养盐浓度基本沿西北部内湾向外面逐渐降低。夏季和冬季表层悬浮颗粒物的δ13C值平均分别为-17.41‰和-22.13‰，δ15N值平均分别为 6.87‰和 5.06‰，C/N比平均分别为9.39和8.93。表层悬浮颗粒有机物的C/N比从湾内到湾外逐渐增加，在夏季尤为明显。春季大亚湾表层悬浮颗粒物的C/N、N/P和C/P比平均值分别为8.39，16.64和138.88，表层沉积物的C/N、N/P和C/P比平均值分别为7.65，6.47和49.66。表层沉积物中总磷的平均含量为395.3μg g-1，碎屑磷（De-P）是表层沉积物磷的主要形式，占比47.5%，其次是有机磷（O-P），占25.5%，可交换磷（Ex-P）与铁磷（Fe-P）的占比很低。悬浮颗粒物的δ15N值均与水体的NH4+-N浓度呈显著负相关，河流输入的15N贫化的溶解无机氮被河口附近的浮游植物吸收利用是导致河口周边呈现低δ15N值的主要原因。研究结果表明，SPM的δ15N值可有效指示生活污水排放对大亚湾的影响强度。不同类群浮游动物的体P含量差异很大，基本表现为肥胖箭虫（0.83%）>大型哲水蚤（0.56%）>小型浮游动物（0.21%）>悬浮颗粒物（0.10%）。在大亚湾西北部富营养化程度较高的区域，浮游动物体磷含量较低。富营养化水体浮游生物的小型化可能与小型浮游动物有较低的体磷含量有关。研究结果比较了不同浮游动物类群的C/N/P比，发现糠虾和莹虾类具有较高的体P含量，其C/N/P比分别为42:8:1和47:9:1。另外，项目调查了大亚湾溶解和颗粒态碱性磷酸酶活性的时空变化，发现在春季磷酸盐很低的情况下水体的总碱性磷酸酶（APA）的活性呈现出最高值，平均为583.26 nM h-1，分析发现0.2 μM的磷酸盐浓度是水体APA活性从高到低转变的拐点，APA介导的有机磷矿化可以帮助浮游植物适应严重磷缺乏的环境。本项目研究结果可为了解浮游生态系统对营养盐输入的响应机制提供帮助。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
汕头南澳-东山海域初级生产力的时空特征
  • DOI：
    10.1016/j.conbuildmat.2017.05.075
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中国水产科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    柯志新;陈丹婷;谭烨辉;刘华健;刘甲星
  • 通讯作者：
    刘甲星
Spatial distributions of delta C-13, delta N-15 and C/N ratios in suspended particulate organic matter of a bay under serious anthropogenic influences: Daya Bay, China
严重人为影响下海湾悬浮颗粒有机质δ C-13、δ N-15和C/N比的空间分布：中国大亚湾
  • DOI：
    10.1016/j.marpolbul.2016.08.078
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Marine Pollution Bulletin
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Ke Zhixin;Tan Yehui;Huang Liangmin;Zhao Chunyu;Jiang Xin
  • 通讯作者：
    Jiang Xin
Significantly depleted N-15 in suspended particulate organic matter indicating a strong influence of sewage loading in Daya Bay, China
悬浮颗粒有机物中 N-15 显着减少，表明中国大亚湾污水负荷的强烈影响
  • DOI：
    10.1016/j.scitotenv.2018.09.076
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Science of the Total Environment
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ke Zhixin;Tan Yehui;Huang Liangmin;Liu Jiaxing;Xiang Chenhui;Zhao Chunyu;Zhang Jingping
  • 通讯作者：
    Zhang Jingping
Spatial distribution patterns of phytoplankton biomass and primary productivity in six coral atolls in the central South China Sea
南海中部6个珊瑚环礁浮游植物生物量和初级生产力空间分布格局
  • DOI：
    10.1007/s00338-018-1717-7
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Coral Reefs
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Zhi Xin KE;YE HUI TAN;Liang Min HUANG;Hua Jian LIU;Jia Xin LIU;Xin JIANG;Jun Xing WANG
  • 通讯作者：
    Jun Xing WANG
The effects of anthropogenic nutrient inputs on stable carbon and nitrogen isotopes in suspended particulate organic matter in Jiaozhou Bay, China
人为养分输入对胶州湾悬浮颗粒有机物稳定碳氮同位素的影响
  • DOI：
    10.1016/j.csr.2020.104244
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Continental Shelf Research
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Zhixin Ke;Danting Chen;Jiaxing Liu;Yehui Tan
  • 通讯作者：
    Yehui Tan

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其他文献

南海中南部溶解态铝初探:促进甲藻生长?
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    热带海洋学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    谭烨辉;周林滨;柯志新;黄良民
  • 通讯作者：
    黄良民
春末夏初巽他陆架表层水体的叶绿素粒级结构及其和营养盐的关系
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    海洋学报(中文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    柯志新
  • 通讯作者：
    柯志新
大亚湾冬季不同粒级浮游生物的氮稳定同位素特征及其与生物量的关系
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    生态学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    柯志新;黄良民;徐军;马艳娥
  • 通讯作者：
    马艳娥
秋季南海东北部表层水体固氮及其对初级生产力贡献
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    热带海洋学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵春宇;柯志新;李佳俊;姜歆
  • 通讯作者：
    姜歆
溞类(Daphnia)反捕食的表型可塑性及其研究进展
  • DOI：
    10.18307/2009.0602
  • 发表时间：
    2024-09-14
  • 期刊：
    Journal of Lake Sciences
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    柯志新;黄良民
  • 通讯作者：
    黄良民

其他文献

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柯志新的其他基金

浮游动物的垂直分布对南海弱光层浮游生态系统C:N:P化学计量特征的影响
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    58 万元
  • 项目类别：
    面上项目
中国南海典型海区浮游食物网营养级结构和粒径谱特征的比较研究
  • 批准号：
    41006066
  • 批准年份：
    2010
  • 资助金额：
    19.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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