Birch效应对长白山阔叶红松林土壤呼吸的影响及其机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    30970516
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    28.0万
  • 负责人：
    吴家兵
  • 依托单位：
    中国科学院沈阳应用生态研究所
  • 学科分类：
    C0308.全球变化生态学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

"Birch效应"产生的碳排放，是个一直被忽略的碳过程，它可能造成森林碳汇功能评价的显著误差。本研究拟抓住这一土壤呼吸研究中有待解决的科学问题，基于中国科学院长白山森林生态系统定位研究站，以阔叶红松林森林土壤为研究对象，通过土壤控水+模拟降水试验，结合实验室试验与分析，在阐明Bitch效应表现及其过程机理的基础上，在传统的土壤呼吸模型中引入Birch效应土壤碳丢失计量，揭示Birch效应对森林碳汇功能评价的影响,提高森林土壤呼吸模型模拟预报的准确性。预期研究成果对温带森林土壤呼吸碳排放的精确估算有重要意义，对于评估降雨模式改变对土壤碳排放的影响也具有一定的参考价值。

结项摘要

Birch 效应产生的碳排放，是个一直被忽略的碳过程，它可能造成土壤碳呼吸排放的低估，进而造成森林碳汇功能评价的不确定性。本研究以温带原始针阔叶混交林土壤为研究对象，自制了可以在降水条件下实现实时观测的闭路箱系统，通过野外观测和实验室分析相结合，在阐明Bitch 效应大小及其过程机理的基础上，对其造成的土壤呼吸的估算误差进行了评估。通过本项目的实施揭示：森林土壤枯枝落叶层、半分解层、壤土层和白浆土层之间的呼吸差异显著，这种差异主要是由于支撑呼吸的底质有机质含量的不同所致。在5~25℃温度区间内，枯枝落叶层、半分解层和壤土层呼吸速率与温度呈指数相关，与土壤湿度也相关显著；白浆土层与黄土层土壤呼吸与温度、含水量的相关性均不显著。在野外不同的降水强度下，均观测到在模拟降水后（约1分钟），土壤中的CO2存在一个快速释放的过程，随后通量逐渐减小，并在60min 左右趋于稳定值。降水模拟试验也观测到降水发生后，土壤存在明显的呼吸激增现象，呼吸峰随降水强度的增加而升高，峰值大小与降水前的土壤湿度有关，干旱土壤对降水的响应最明显。单次降水事件造成的土壤CO2呼吸排放量可以达到16.4gC/m2， 若不考虑Birch效应造成的土壤呼吸排放低估可以达到91.0%。在总降水量相同情况下，Birch效应造成的土壤呼吸排放激增量对脉冲性降水的响应始终高于单次降水。对林下地表的倒木呼吸也进行了连续监测和实验室控制实验，并建立了倒木呼吸评价模型。指出倒木作为一个独立的碳库，其在分解过程中释放的CO2是森林土壤呼吸排放的一个重要分量。长白山阔叶红松林内倒木每年呼吸释放的碳量约为28.0±3.7 gC/(m2•yr)，占到了土壤呼吸排放量的3.8 %左右，倒木的呼吸速率与其含水量、腐烂等级和温度变化显著相关，降水发生时Birch效应在倒木呼吸中同样存在，其造成的倒木呼吸排放低估也不容忽视。通过本项目的实施，发表学术论文6篇，其中3篇发表在《Atmospheric Environment》和《Scandinavian Journal of Forest Research》等大气科学和林学主流SCI 期刊；培养博士研究生1名。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
土壤温、湿度对长白山阔叶红松林不同土壤层呼吸速率的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    东北林业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张晓静;关德新;吴家兵;王安志;袁凤辉
  • 通讯作者：
    袁凤辉
Respiration of downed logs in an old-growth temperate forest in north-eastern China
中国东北温带古老森林中倒下原木的呼吸作用
  • DOI：
    10.1080/02827581.2010.524166
  • 发表时间：
    2010-10
  • 期刊：
    SCANDINAVIAN JOURNAL OF FOREST RESEARCH
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Wu, Jiabing;Zhang, Xinjian;Wang, Haolei;Sun, Jinwei;Guan, Dexin
  • 通讯作者：
    Guan, Dexin
Evolution of atmospheric carbon dioxide concentration at different temporal scales recorded in a tall forest
高大森林记录的不同时间尺度大气二氧化碳浓度的演变
  • DOI：
    10.1016/j.atmosenv.2012.07.013
  • 发表时间：
    2012-12
  • 期刊：
    Atmospheric Environment
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Jiabing Wu, Yanli Jing, Dexin Guan, Hong Yang
  • 通讯作者：
    Jiabing Wu, Yanli Jing, Dexin Guan, Hong Yang
Site-level evaluation of MODIS-based primary production in an old-growth forest in Northeast China
基于 MODIS 的东北原始林初级​​生产站点水平评价
  • DOI：
    10.1117/1.3624519
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Journal of Applied Remote Sensing
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Wu, Jiabing;Sun, Jinwei;Guan, Dexin;Yang, Hong;Yin, Guanghua;Wang, Anzhi;Yuan, Fenghui;Jin, Changjie
  • 通讯作者：
    Jin, Changjie
陆地植被净初级生产力研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    世界林业研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙金伟;关德新;吴家兵;金昌杰;袁凤辉
  • 通讯作者：
    袁凤辉

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    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Chinese Journal of Applied Ecology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈妮娜;袁凤辉;王安志;吴家兵;金昌杰;关德新;施婷婷
  • 通讯作者：
    施婷婷

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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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