黄土丘陵区退耕草地群落冠层降雨截留容量特征及其量化

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41771553
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    徐炳成
  • 依托单位：
    中国科学院水利部水土保持研究所
  • 学科分类：
    D0716.区域环境质量与安全
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Vegetation canopy rainfall interception is an important factor affecting limited rainfall partition and earth surface eco-hydrological processes in dry regions. To systematically investigate the canopy rainfall interception is of great importance for clarifying the rainfall availability and water cycle effects of vegetation withdrawn from farmlands. The research will take natural grassland communities withdrawn from farmlands for different years in loess hilly-gully region as research objects, after carrying on vegetation characteristics survey and in-situ observation, species water interception and holding performance measurements, and rainfall manipulation experiments. The objectives include: to investigate the water-holding capacity of each composition and leaf wettability characteristics of each species in grassland community, for investigating the interception traits of each species and their relative contribution to whole canopy interception capacity; to clarify the variations after comparing the canopy rainfall storage capacity of grassland communities withdrawn from farmlands at different growth years and seasons; to analyze the influence of grassland community structure and species composition change on the canopy rainfall interception capacity, and clarify the relationship between grassland community structure characteristics and canopy interception capacity, and thus to uncover the canopy rainfall interception loss and rainfall seasonal effectiveness. The study aims to provide the basic data and scientific basis for clarifying the eco-hydrological effects, and to evaluate the benefits of soil and water conservation and recovery potential of the grasslands withdrawn from farmlands in loess hilly-gully region.
植被冠层截留是影响旱区有限降雨再分配和地表生态水文过程的重要因素。系统研究黄土高原半干旱地区退耕植被冠层降雨截留特征，对揭示该区降雨有效性与植被恢复的水循环效应具有重要意义。本项目选取黄土丘陵区不同退耕年限的草地群落为研究对象，采用群落特征调查与观测、物种截留持水性能分析及模拟降雨试验相结合的研究方法，通过研究草地群落中构成物种各组分的持水能力及叶片润湿性特征，明确各构成物种截留持水量对群落冠层降雨截留容量的相对贡献；比较不同退耕年限草地群落不同生长阶段冠层截留容量特征及其差异，揭示草地群落冠层截留容量随退耕年限和生长季节的变化规律；分析退耕草地群落结构与物种构成改变对冠层降雨截留容量的影响，探明草地群落结构特征与冠层截留容量的相互关系，明确草地群落冠层降雨截留损失及其季节降雨有效性。旨在为阐明黄土丘陵区退耕草地的生态水文效应，评估退耕草地的水土保持效益和恢复潜力提供基础资料和科学依据。

结项摘要

降雨是黄土丘陵半旱区土壤水分的单一来源，有限降雨条件下植被冠层降雨截留容量大小直接影响土壤有效水补充量，阐明植被冠层降雨截留容量特征及其影响因素，对揭示该区降雨有效性与植被恢复的水循环效应具有重要意义。项目选取黄土丘陵区不同类型的退耕草地群落及其构成种为研究对象，采用群落特征调查与观测、物种截留持水性能分析及模拟降雨试验相结合的研究方法，揭示了黄土丘陵区退耕草地群落结构特征随退耕年限和生长季节变化规律及其对冠层截留容量的影响，探明了草地群落中各物种截留持水性能及其对冠层截留容量的相对贡献，明确了退耕草地群落冠层截留容量季节变异性及降雨季节有效性，量化了草地群落物种截留属性-结构特征-冠层截留容量间的水文关系。结果表明：黄土丘陵区常见的28科68种植物的叶片接触角变化范围为27.3°-133.4°。植物叶润湿性受叶侧、科别、叶龄物种本身属性影响，与生活型和立地环境关系不显著。叶面积指数和润湿性指数是预测植物截留容量大小的最佳指数。当年新生活体植物截留是不同优势种草地群落冠层截留的主要贡献者。地上部生物量和优势种类型显著影响草地群落冠层截留容量，与群落多样性指数无相关性；草地群落冠层截留降雨容量主要影响高度层是0-20cm。草地群落的降雨有效性受次降雨量、雨强和降雨历时有关，并受群落地上生物量鲜重、茎叶比及枯落物重量影响。6月到9月期间，白羊草群落、达乌里胡枝子群落和铁杆蒿群落冠层降雨截留容量分别为0.58~0.75 mm、0.65~0.82 mm和0.69~0.87 mm；冠层降雨截留率分别为7.88%~10.35%、8.85%~11.27%和9.39%~11.95%。项目执行期间，主要成员共参加7次国内外学术会议（包括1次国际学术会议和6次国内学术会议），其中大会报告1次，分组报告1次。围绕项目研究内容，共发表署项目编号的学术论文18篇（其中SCI收录期刊论文11篇，CSCD期刊论文7篇），培养毕业博士研究生2名、硕士研究生4名。申报国家发明专利1项。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（1）
Effects of plant diversity on semiarid grassland stability depends on functional group composition and dynamics under N and P addition
植物多样性对半干旱草原稳定性的影响取决于氮磷添加下的官能团组成和动态
  • DOI：
    10.1016/j.scitotenv.2021.149482
  • 发表时间：
    2021-08-05
  • 期刊：
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子：
    9.8
  • 作者：
    Chen, Zhifei;Xiong, Peifeng;Xu, Bingcheng
  • 通讯作者：
    Xu, Bingcheng
N and P addition increase soil respiration but decrease contribution of heterotrophic respiration in semiarid grassland
氮磷添加增加半干旱草地土壤呼吸但降低异养呼吸贡献
  • DOI：
    10.1016/j.agee.2021.107493
  • 发表时间：
    2021-09
  • 期刊：
    Agriculture, Ecosystems & Environment
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhou Junjie;Chen Zhifei;Yang Quan;Jian Chunxia;Lai Shuaibin;Chen Yang;Xu Bingcheng
  • 通讯作者：
    Xu Bingcheng
Effects of water and nitrogen on growth and relative competitive ability of introduced versus native C4 grass species in the semi-arid Loess Plateau of China
水氮对我国半干旱黄土高原引种与本土C4草生长及相对竞争能力的影响
  • DOI：
    10.1007/s40333-021-0010-8
  • 发表时间：
    2021-07
  • 期刊：
    Journal of Arid Land
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Ding Wenli;Xu Weizhou;Gao Zhijuan;Xu Bingcheng
  • 通讯作者：
    Xu Bingcheng
Accumulation of N and P in the Legume Lespedeza davurica in Controlled Mixtures with the Grass Bothriochloa ischaemum under Varying Water and Fertilization Conditions.
不同水肥条件下豆科胡枝子与草白羊草的对照混合物中氮和磷的积累
  • DOI：
    10.3389/fpls.2018.00165
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Frontiers in plant science
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Xu B;Xu W;Wang Z;Chen Z;Palta JA;Chen Y
  • 通讯作者：
    Chen Y
旱后复水条件下磷添加对白羊草根系形态及氮磷累积的影响
  • DOI：
    10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.06.038
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    水土保持学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    康继月;王世琪;刘金彪;李敏;王智;徐炳成
  • 通讯作者：
    徐炳成

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其他文献

不同水肥条件下达乌里胡枝子的光合-光响应曲线特征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    草地学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴爱姣;徐伟洲;郭亚力;陈吉;李帅;徐炳成
  • 通讯作者：
    徐炳成
转多抗基因新疆大叶苜蓿光合生理特征对土壤水分变化的响应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    草业学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李敏;苏国霞;熊沛枫;康继月;郭尚洙;王智;徐炳成
  • 通讯作者：
    徐炳成
与达乌里胡枝子混播下白羊草光合对干旱及短期补水的响应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国生态农业学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭亚力;李帅;徐伟洲;吴爱姣;陈吉;徐炳成
  • 通讯作者：
    徐炳成
黄土丘陵区白羊草与达乌里胡枝子混播的光合生理日变化研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    草地学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王京;徐炳成;高志娟;段东平;牛富荣;徐伟洲
  • 通讯作者：
    徐伟洲
白羊草与达乌里胡枝子混播草地不同降雨年份土壤水分利用状况
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    水土保持通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    舒佳礼;王京;高志娟;陈吉;丁文利;徐炳成
  • 通讯作者：
    徐炳成

其他文献

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徐炳成的其他基金

黄土丘陵区天然草地群落及其优势种对脉冲降雨的响应
  • 批准号：
    41371509
  • 批准年份：
    2013
  • 资助金额：
    75.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
黄土丘陵区乡土草优势种对水分变化的响应
  • 批准号：
    41071339
  • 批准年份：
    2010
  • 资助金额：
    40.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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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