大兴安岭多年冻土区泥炭地-大气间碳交换对气温升高和冻土退化的潜在响应研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41771102
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0105.景观地理和综合自然地理
  • 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

Wetlands in mid-high latitude of northern region play an important role in global carbon cycling. Carbon release from wetland soils caused by temperature increase and permafrost degradation is among the most important feedbacks of northern ecosystems to the climate change. With the on-going change of heat and permafrost conditions, what is the trend of the carbon exchange between the wetland ecosystems and the atmosphere and to what extent will the trend respond to climate change still need quantitative and systematic researches. The project plans to select a typical peatland in the permafrost region of the Greater Khingan Mountains which lie at the southern edge of the permafrost zone of Eurasia as the research object. By using the continuous field observations, in situ simulated experiments, long-term laboratory soil incubation experiments and model simulation, the coupling between temperature increase, permafrost degradation, plants carbon fixation and the release of CO2 and CH4 by soil organic matters will be systematically studied. The potential variation of soil carbon pool and the carbon exchange between the peatland and the atmosphere under different future climate scenarios will be quantitatively predicted. The research work could provide scientific data and theoretical support for quantifying the long term variation and climate feedback of wetland carbon balance in permafrost regions of mid-high latitude. It could also provide scientific support in evaluating the stability of wetland carbon pool in the northern permafrost region of our country under the background of the global change.
北方中高纬度地区的沼泽湿地在全球碳循环中发挥着重要的作用,气温升高和多年冻土退化引起的该区沼泽湿地的碳释放是当前北方生态系统对气候变化的最重要的响应之一。关于全球变化背景下我国中高纬多年冻土区湿地与大气间的碳交换将发生怎样的改变以及将在何种程度上响应气候变化,目前仍缺乏定量、系统的研究。项目拟选取位于欧亚大陆多年冻土带南缘、对气候变化敏感性高的大兴安岭多年冻土区的泥炭地为研究对象,采用野外连续观测、原位增温模拟、长期室内培养实验和过程模型相结合的研究方法,探讨气温升高和冻土退化、土壤碳库分解以及生态系统碳收支之间的耦合关系,进而定量评估未来不同气候变化情景下泥炭地土壤有机碳库以及湿地-大气间碳交换的潜在变化。研究工作可为量化中高纬多年冻土区湿地碳收支的长期变化和气候反馈,评估全球变化背景下我国北方多年冻土区湿地土壤碳库的稳定性提供科学数据和理论支持。

结项摘要

项目针对气候变化背景下大兴安岭多年冻土区泥炭地生态系统碳交换的长期变化具有较大不确定性这一科学问题,通过连续4年的研究:(1)明确了多年冻土区泥炭地-大气间含碳温室气体通量的时空变化特征。连续的通量观测结果表明,冻土区泥炭地生长季CO2净吸收量为92.6gC-CO2m-2,CH4排放量为0.8gC-CH4m-2,冻土区泥炭地目前为大气碳汇,年累积固碳量为79.7gCm-2;土壤温度和冻土融深的变化直接影响了CH4排放的季节变化,局域微地貌和因地形波动引起的水分条件的变化导致了CH4排放的空间变异;约2℃的原位增温显著促进了泥炭地碳排放,CO2和CH4排放分别增加了39%和27%。(2)考察了冻土区泥炭地从活动层到多年冻土层土壤有机碳分解和CH4释放的温度敏感性。从表层到永冻土层,CO2和CH4的温度敏感性(Q10)分别在1.4-2.8和3.0-40之间变化;温度升高可显著提高泥炭地土壤短期内的碳排放,但在超过约一年的长时间尺度上,CO2分解和CH4释放都趋于稳定的低排放。(3)结合长时间序列的高精度实测数据,对过程模型CoupModel进行结构调整、参数率定和校验,模型可较好地模拟泥炭地生态系统的水热过程和生态系统碳交换的季节变化。(4)评估了大兴安岭多年冻土区泥炭地生态系统的碳收支对未来气候变化和冻土退化的潜在响应。RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5三种代表性浓度路径情景下,无论泥炭地是否发生灌木入侵,在无人为干扰的情况下,生态系统总初级生产力、呼吸排放和净碳累积的未来长期变化都表现为增强的趋势,灌木入侵会进一步增加泥炭地生态系统的碳交换和净碳累积能力。研究工作可为评估全球变化背景下我国中高纬多年冻土区湿地土壤碳库的稳定性和分解风险、量化多年冻土区湿地碳收支的长期变化提供科学依据,同时可为我国温室气体排放清单的制定以及应对全球变化、减缓湿地碳库损失的科学管理提供参考。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effects of warming on carbon emission and microbial abundances across different soil depths of a peatland in the permafrost region under anaerobic condition
厌氧条件下变暖对多年冻土区泥炭地不同深度碳排放和微生物丰度的影响
  • DOI:
    10.1016/j.apsoil.2020.103712
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Applied Soil Ecology
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Lei Jiang;Yanyu Song;Li Sun;Changchun Song;Xianwei Wang;Xiuyan Ma;Chao Liu;Jinli Gao
  • 通讯作者:
    Jinli Gao
CoupModel模拟与应用研究进展
  • DOI:
    10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.03.027
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生态科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李月;万忠梅;孙丽
  • 通讯作者:
    孙丽
Influence of wetland reclamation on land-surface energy exchange and evapotranspiration in the Sanjiang plain, Northeast China
东北三江平原湿地围垦对地表能量交换和蒸散量的影响
  • DOI:
    10.1016/j.agrformet.2020.108214
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Agricultural and Forest Meteorology
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Yuedong Guo;Changchun Song;Jiashuang Zhang;Lili Wang;Li Sun
  • 通讯作者:
    Li Sun
Towards an improved utilization of eddy covariance data: Growing season CO2 exchange from a permafrost peatland in the Great Hing'an Mountains, Northeast China
提高涡度协方差数据的利用率:中国东北大兴安岭永久冻土泥炭地生长季二氧化碳交换
  • DOI:
    10.1016/j.ecolind.2020.106427
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Ecological Indicators
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Xueyang Yu;Changchun Song;Li Sun;Xianwei Wang;Wenwen Tan
  • 通讯作者:
    Wenwen Tan
Wetland-atmosphere methane exchange in Northeast China: A comparison of permafrost peatland and freshwater wetlands
中国东北地区湿地-大气甲烷交换:多年冻土泥炭地与淡水湿地的比较
  • DOI:
    10.1016/j.agrformet.2017.11.009
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Agricultural and Forest Meteorology
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Li Sun;Changchun Song;Peter M Lafleur;Yuqing Miao;Xianwei Wang;Chao Gong;Tianhua Qiao;Xueyang Yu;Wenwen Tan
  • 通讯作者:
    Wenwen Tan

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙丽;吴森;吴嘉韵;赵呈祥;吴圣龙;包文斌
  • 通讯作者:
    包文斌

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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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