亚热带次生林可溶性有机碳迁移特征及驱动机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31700636
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    欧阳帅
  • 依托单位：
    中南林业科技大学
  • 学科分类：
    C1613.荒漠化与水土保持
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Transportation of dissolved organic carbon (DOC) driven by water is a key part of biogeochemical cycle in forest ecosystems with high mobility, little attention has been paid to the carbon cycle in previous studies. This project will investigate the concentrations and fluxes of DOC for rainfall, throughfall, stemflow, soil leachate and runoff in tree secondary subtropical forests (Pinus massoniana-Lithocarpus glaber forest, Choerospondias axillaris forest, Lithocarpus glaber-Cyclobalanopsis glauca forest), respectively. A simulated soil column experiment will be conducted in laboratory to reveal dynamics of DOC transporting through litter and soils profiles. We try to establish DOC transportation models and explore the relevant mechanisms of DOC transportation in subtropical secondary forest ecosystems by analyzing characteristics of stand, litter, rainfall and soil properties. The results will provide reliability data and theoretical basis for improving carbon sequestration and creating carbon and water flux model of subtropical forests.
可溶性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）因其高度的流动性，在水驱动下的迁移构成森林生态系统生物地球化学循环的关键组成部分，以往的森林碳循环研究中经常被忽略。本项目选择亚热带3种次生林（马尾松-石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈-石栎常绿阔叶林），通过野外定位观测，分析大气降雨、穿透雨、树干茎流、土壤渗透水、地表径流等水文过程中DOC的迁移特征；利用室内凋落物、原位土柱逐层模拟淋溶试验，明晰亚热带次生林地表凋落物和土壤特征对DOC淋溶迁移、吸附固持的影响。探索次生林群落结构、地表凋落物、土壤及降雨特征对DOC迁移的调控作用，揭示亚热带次生林中DOC迁移的驱动机制，为提高亚热带森林固碳潜力、构建森林碳水循环机理模型提供可靠的数据和理论基础。

结项摘要

溶解性有机碳（DOC）和总溶解性氮（TDN）是陆地生态系统碳氮循环中重要且活跃的化学组分。降雨是森林水文过程的主要驱动力，也是养分输入途径，经过林冠截留后，以穿透雨和树干茎流形式进入森林生态系统，其养分含量发生变化。地表径流的养分输出连接陆地和其它生态系统，对评估森林生态系统水文过程中养分迁移具有重要作用。目前，对亚热带不同次生林水文过程中DOC和TDN浓度及通量的变化研究相对较少。本研究选取亚热带3种次生林：马尾松-石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎-青冈常绿阔叶林。连续两年测定大气降雨、穿透雨、树干茎流和地表径流量，并收集水样，分析测定DOC、TDN浓度，计算其输入输出通量、淋溶以及迁移系数，主要结果有：（1）穿透雨和树干茎流中DOC和TDN更加富集，秋季DOC浓度、秋冬季节TDN浓度与其他季节有显著差异（p<0.05）。3种林分穿透雨中DOC和TDN浓度无显著差异。在树干茎流中，石栎-青冈林DOC浓度显著低于其他两林分（p<0.01），3 种林分年均DOC浓度分别为：21.19±10.94 mg L−1、20.92±16.04mg L−1、8.29±4.66 mg L−1。树干茎流中TDN浓度在3种林分间显著降低（p<0.05），且年均TDN浓度表现为：马尾松-石栎林(6.04±4.06 mg L−1)>南酸枣林(3.79±1.88 mg L−1)>石栎-青冈林(3.03±1.73 mg L−1)。（2）在冠层淋溶过程中，DOC主要受到降雨淋洗作用，其淋溶量与穿透雨中通量显著相关，在南酸枣林中最高（57.78 kg C ha−1），而TDN淋溶受到降雨淋洗和植被吸收的双重作用，除南酸枣林外其淋溶量与穿透雨中通量无显著相关性。（3）秋季地表径流中DOC和TDN浓度与其他季节有显著差异（p<0.05），而3种森林类型间无显著差异。地表径流中年均DOC浓度和输出通量都在南酸枣林中最高，表现出开放的循环状态。而年均TDN浓度在3种林分间逐渐增加，呈现渐趋封闭的循环状态，但其年输出通量逐渐降低，反映了降雨携带的养分、凋落物的分解速率和森林土壤中的有机物质是决定土壤向地表径流输送DOC、TDN的主要因素。地表径流中DOC和TDN的年输出通量都小于总输入通量的30%，表明这3种典型林分都具有明显的养分积累效应。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Stability in subtropical forests: The role of tree species diversity, stand structure, environmental and socio-economic conditions
亚热带森林的稳定性：树种多样性、林分结构、环境和社会经济条件的作用
  • DOI：
    10.1111/geb.13235
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Global Ecology and Biogeography
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Ouyang Shuai;Xiang Wenhua;Gou Mengmeng;Chen Liang;Lei Pifeng;Xiao Wenfa;Deng Xiangwen;Zeng Lixiong;Li Jiangong;Zhang Tao;Peng Changhui;David I. Forrester
  • 通讯作者：
    David I. Forrester
Stand Transpiration Estimates from Recalibrated Parameters for the Granier Equation in a Chinese Fir (Cunninghamia lanceolata) Plantation in Southern China
根据重新校准的格兰尼尔方程参数估算中国南方杉木人工林林分蒸腾量
  • DOI：
    10.3390/f9040162
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Forests
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Ouyang Shuai;Xiao Kaiyu;Zhao Zhonghui;Xiang Wenhua;Xu Chuanhong;Lei Pifeng;Deng Xiangwen;Li Jiangrong
  • 通讯作者：
    Li Jiangrong
Hydrological fluxes of dissolved organic carbon and total dissolved nitrogen in subtropical forests at three restoration stages in southern China
中国南方亚热带森林三个恢复阶段溶解有机碳和总溶解氮水文通量
  • DOI：
    10.1016/j.jhydrol.2020.124656
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Hydrology
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Yuyu You;Wenhua Xiang;Shuai Ouyang;Zhonghui Zhao;Liang Chen;Yelin Zeng;Pifeng Lei;Xiangwen Deng;Jiurong Wang;Keling Wang
  • 通讯作者：
    Keling Wang
Effects of stand age, richness and density on productivity in subtropical forests in China
林龄、丰富度和密度对中国亚热带森林生产力的影响
  • DOI：
    10.1111/1365-2745.13194
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Ecology
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Ouyang Shuai;Xiang Wenhua;Wang Xiangping;Xiao Wenfa;Chen Liang;Li Shenggong;Sun Han;Deng Xiangwen;Forrester David I.;Zeng Lixiong;Lei Pifeng;Lei Xiangdong;Gou Mengmeng;Peng Changhui
  • 通讯作者：
    Peng Changhui
Atmospheric Wet Deposition of Organic Carbon and Dissolved Nitrogen in City, Countryside and Nature Reserve of Subtropical China
中国亚热带城市、农村和自然保护区有机碳和溶解氮的大气湿沉降
  • DOI：
    10.1111/1752-1688.12881
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    JAWRA Journal of the American Water Resources Association
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhou Wenbo;Xiang Wenhua;You Yuyu;Ouyang Shuai;Zhao Zhonghui;Zhang Shengli;Zeng Yelin;Li Jiangrong;Wang Jiurong;Wang Kelin
  • 通讯作者：
    Wang Kelin

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其他文献

对外援助对中国企业跨国并购的影响与机制
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    10.1016/j.brainres.2011.01.052
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    2022
  • 期刊：
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  • 作者：
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    欧阳帅
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  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    欧阳帅
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    2021
  • 期刊：
    水土保持学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    欧阳帅;项文化;陈亮;曾叶霖;胡彦婷;雷丕锋;方晰;邓湘雯
  • 通讯作者：
    邓湘雯

其他文献

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欧阳帅的其他基金

不同菌根类型树种对亚热带森林土壤有机碳积累的影响机制
  • 批准号：
    32371849
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
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亚热带次生林不同菌根类型树种对土壤可溶性有机碳迁移的作用机理
  • 批准号：
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相似国自然基金

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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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