黄土高原不同年限灌草植被土壤水分植被承载力研究

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基本信息

项目摘要

Over the past decades years, the ecological environment reconstruction, especially, vegetation restoration has made important achievements on the Loess Plateau. However, many regions show the new contradictions between water resources shortage and ecological environment, such as, a dried soil layer is universal formed in the soil profile under artificial vegetation. The main cause of this phenomenon is lack of insight understanding of the mutual relationship among soil moisture, vegetation and climate. Therefore, it is necessary and crucial to further study about quantization of the degree of vegetation restoration and the dynamic relationships among soil moisture, vegetation and precipitation. This project will be conducted on Liu Daogou watershed in the north of Shaanxi on the Loess Plateau, and we chose artificial shrub (Caragana korshinskii Kom., caragana) and grass (Medicago sativa, alfalfa) on plot and slope scale as the research object to carry out the experimental study. Field monitoring, laboratory analysis, data collection, and model simulation will be combined. We aim to investigate the response of soil water dynamics and plant growth to growth years and annual precipitation patterns for caragana and alfalfa; to quantitate soil water carrying capacity of vegetation for caragana and alfalfa under different growth years; and to validation the simulation results under different growth years and annual precipitation patterns using field experiment data. This research will be conductive to deepen understanding the dynamic relationships among soil moisture, vegetation and precipitation in the construction of artificial vegetation. The results of this research will also provide a scientific basis for quantitating soil water carrying capacity of vegetation on the Loess Plateau.
近几十年,黄土高原以植被恢复为主的生态环境重建取得了重要进展,然而由于对土壤水分-植被-气候间相互关系缺乏深入了解,很多地区表现出新的水资源-生态环境矛盾,如土壤干化现象普遍出现。有关植被恢复程度量化和土壤水分-植被-降水间动态关系调控等研究还需加强。为此,本项目选择陕北黄土高原六道沟小流域为研究对象,在小区和坡面尺度上,采用野外观测、室内分析、资料收集及模型模拟相结合的方法,分析两种灌草植被(柠条和紫花苜蓿)随生长年限和不同降水年型的植被生长特征和土壤水分时空动态,基于过程模型量化不同年限下柠条和紫花苜蓿的土壤水分植被承载力,并结合野外试验,验证模型对柠条和紫花苜蓿在不同生长阶段和降水年型下的预测结果。研究结果有助于深化认识黄土高原人工植被建设中土壤水分-植被-降水间动态关系,为土壤水分植被承载力量化机制建立提供科学依据。

结项摘要

近几十年,黄土高原以植被恢复为主的生态环境重建取得了重要进展,然而对人工植被恢复程度量化和土壤水分-植被-降水间动态关系调控等研究还缺乏深入了解,土壤干化现象普遍出现。为此,本项目选择陕北黄土高原六道沟小流域两种典型人工灌草植被(柠条和紫花苜蓿)为研究对象,分析生长年限和不同降水年型对柠条和紫花苜蓿的植被生长特征、土壤水分时空动态和水分消耗特征的影响,并量化了柠条和紫花苜蓿的土壤水分植被承载力以及土壤干层内水分恢复动态过程。结果表明:6年生柠条和5年生苜蓿地剖面土壤水分变化速率均存在“拐点”,柠条和苜蓿种植前5年土壤水分迅速减少并形成土壤干层,之后土壤水分减少速率降低。种植8年后,4m剖面中的土壤储水被消耗殆尽,土壤水分处于相对稳定状态。因此,柠条和苜蓿的适宜的生长年限分别为6年和5年,其对应的土壤水分植被承载力(地上最大干生物量)分别为5050kg/hm2和1980kg/hm2。不同降水年型下,相比自然草地而言,柠条和苜蓿植被长期单一种植显著加剧了土壤水分的减少,且水分循环通常限制在较浅土层,对1.0m以下土壤水分动态影响很小。极端丰水年降水只能对柠条和苜蓿地2.0m深度内干层的土壤水分有短期补给恢复效应。因此,黄土高原植被恢复可以考虑耗水较少的物种或以自然恢复为主。通过建立土壤水分运动过程模型,模拟分析了16a生柠条和15a生苜蓿地进行自然恢复后,不同恢复年限下土壤水分动态和干层恢复情况,土壤水分恢复至干层消除分别至少需要6年和13年的时间。研究结果有助于深化认识黄土高原人工植被建设中土壤水分-植被-降水间动态关系,为土壤水分植被承载力量化机制建立提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Disentangling the formation and evolvement mechanism of plants-induced dried soil layers on China's Loess Plateau
解开中国黄土高原植物引起的干土层的形成和演化机制
  • DOI:
    10.1016/j.agrformet.2019.02.011
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Agricultural and Forest Meteorology
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Jia Yuhua;Li Tongchuan;Shao Ming'an;Hao Jianhui;Wang Yunqiang;Jia Xiaoxu;Zeng Ceng;Fu Xiaoli;Liu Bingxia;Gan Miao;Zhao Mingyang;Ju Xinni
  • 通讯作者:
    Ju Xinni
黄土高原北部人工灌草植被土壤干燥化过程研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘丙霞;任健;邵明安;贾小旭
  • 通讯作者:
    贾小旭
Revegetation with artificial plants improves topsoil hydrological properties but intensifies deep-soil drying in northern Loess Plateau, China
中国黄土高原北部人工植物植被改善了表层土壤水文性质,但加剧了深层土壤干燥
  • DOI:
    10.1007/s40333-018-0007-0
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    Journal of Arid Land
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Zhang Qingyin;Zhao Chunlei;Jia Xiaoxu;Shao Ming'an
  • 通讯作者:
    Shao Ming'an
Soil matric potential and salt transport in response to different irrigated lands and soil heterogeneity in the North China Plain
华北平原不同灌区和土壤异质性对土壤基质势和盐运移的影响
  • DOI:
    10.1007/s11368-019-02331-5
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Journal of Soils and Sediments,
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Bingxia Liu;Shiqin Wang;Xiaole Kong;Xiaojing Liu
  • 通讯作者:
    Xiaojing Liu

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其他文献

基于RZWQM模型模拟太行山低山丘陵区农田土壤硝态氮迁移及淋溶规律
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.201809011
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑文波;王仕琴;刘丙霞;雷玉平;曹建生
  • 通讯作者:
    曹建生
层状包气带粘土层厚度对硝态氮迁移的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田路遥;王仕琴;魏守才;刘丙霞;刘彬彬;胡春胜
  • 通讯作者:
    胡春胜

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变化环境下华北低平原区域土壤水盐时空动态响应与演变研究
  • 批准号:
    42377317
  • 批准年份:
    2023
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  • 项目类别:
    面上项目

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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

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          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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