风沙区人工植被演变对土壤碳氮截存的影响及潜力研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41671111
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万
  • 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:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The establishment of sand-binding vegetation is the key process to prevent the damage of wind erosion and promote degraded land restoration. There are more than 6 million hm2 of artificial sand-binding vegetation in the sand drift area of China, which are the important ecological shelter in north China, and they effectively improved the habitats in desert area, promoted regional ecological restoration. However, little is known about the impacts of vegetation succession processes on soil habitats, in particular, we know little about the effects of vegetation change on the variations of soil carbon and nitrogen sequestration and potential, these issues are the important prerequisites to elucidate the ecological mechanisms of the restoration and rehabilitation of degraded lands through artificial sand-binding vegetation establishment. Based on the long-term monitoring of the long time-series of artificial revegetation sites, and comparing with mobile sand dunes and natural vegetation area, this project is aimed to elucidate the soil carbon and nitrogen sequestration processes and rates, holding states, sequestration potential and spatial-temporal pattern. Further, quantitatively analyzing the contribution of changes in species composition, structure and functional group to soil carbon and nitrogen storage, quantifying soil carbon and nitrogen sequestration potential of artificial sand-binding vegetation through the analysis of state function of carbon and nitrogen storage and the sequestration rates. The ultimate goal of the project is to provide the basis for comprehensively analyzing the ecological mechanisms of ecological restoration promoted by artificial vegetation.
人工植被建设是遏制风沙危害、促进退化土地恢复的重要途径。我国沙区已有超过600万hm2的人工固沙植被,它们构成了北方重要的生态屏障,有效地改善了沙区生境,促进了区域生态恢复。然而,固沙植被演变过程对土壤生境的反馈影响,尤其是对土壤碳氮储量的改变及潜力,我们知之甚少,这一问题的研究是诠释风沙区通过人工植被促进生态恢复与重建机理的重要前提。本项目利用长时间序列人工植被样地,在长期定位监测的基础上,以相邻地区流动沙丘和天然植被为对照,研究不同演替阶段植被对土壤碳氮截获过程与速率、固持状态、固存潜力及时空格局特征的影响;量化植被组成、结构和功能群改变对土壤碳氮库储量的影响及其机理,通过土壤碳氮储量状态函数、碳氮固存速率的研究预测人工固沙植被区土壤碳氮截存潜力,为全面解析沙区人为促进植被恢复的生态学机理提供依据。

结项摘要

植被恢复重建是促进物种拓殖与定居及土壤系统修复的有效途径之一,更是增加土壤碳氮截存的关键措施。作为陆地生态系统的重要组成部分,干旱沙地生态系统的碳氮固存功能长期被忽视,特别是关于土壤统碳氮储量对该区植被恢复重建的响应仍然存在很大的不确定性,对植被恢复重建后土壤碳氮库动态变化规律、时空格局、截存的动力学特征与潜力认识不足。针对这一现状,本项目利用时间序列人工固沙植被长期监测样地,以相邻地区流动沙丘和天然植被为对照,研究了固沙植被建立后土壤碳氮密度、储量、碳氮库分布特征以及碳氮循环关键过程。结果表明:固沙植被建立后,土壤碳氮密度及储量显著增大,碳氮库变化主要在表层0-10cm。根据模型预测,腾格里沙漠东南缘土壤碳氮库分别需要139和177年恢复到天然植被区水平。植被恢复过程中,土壤中轻组有机碳、颗粒有机碳等物理组分及可溶性有机碳、微生物量碳、酸水解碳等化学组分含量均随着恢复年限的延长而增加,而各组分占比则逐渐减小。有机碳矿化过程受植被恢复年限和水热等环境因子的共同调控作用,土壤潜在可矿化碳比例随植被恢复年限延长而逐渐减小。随植被恢复年限的延长,土壤碳分解酶活性显著增强,水解酶增加的速率大于氧化酶。过氧化物酶和多酚氧化酶是影响土壤有机碳矿化的主要因素,可解释土壤碳矿化量变异的77.2 %。植被恢复使土壤无机氮库储量及净硝化和矿化速率显著增大,显著促进了土壤氮素有效性的增加和氮素循环过程。本研究证实了采用耐旱灌木造林使降水小于200mm的沙区土壤碳氮储量和土壤质量显著提高,促进了碳氮关键循环过程,是区域生态环境改善的有效途径之一。

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(0)
专利数量(2)
腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层土壤有机碳矿化对凋落物添加的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国沙漠
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李云飞;谢婷;石万里;李小军
  • 通讯作者:
    李小军
腾格里沙漠东南缘不同类型生物土壤结皮对土壤有机碳矿化的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李云飞;都军;张雪;谢婷;李小军
  • 通讯作者:
    李小军
固沙植被演替过程中藓类结皮及其表层土壤理化性质变化
  • DOI:
    10.13885/j.issn.0455-2059.2020.04.005
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    兰州大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李云飞;马晓俊;李小军
  • 通讯作者:
    李小军
腾格里沙漠东南缘生物土壤结皮对土壤理化性质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国沙漠
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    都军;李宜轩;杨晓霞;李云飞;马晓俊
  • 通讯作者:
    马晓俊
Afforestation with xerophytic shrubs accelerates soil net nitrogen nitrification and mineralization in the Tengger Desert, Northern China
旱生灌木造林加速腾格里沙漠土壤净氮硝化和矿化
  • DOI:
    10.1016/j.catena.2018.05.026
  • 发表时间:
    2018-10-01
  • 期刊:
    CATENA
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Li, Xiaojun;Yang, Haotian;Guo, Qun
  • 通讯作者:
    Guo, Qun

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其他文献

基于光频梳的太赫兹器件面形测量技术研究
  • DOI:
    10.3788/cjl202249.1704001
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩冰;葛锦蔓;任心仪;李小军;刘佳;闫明;曾和平
  • 通讯作者:
    曾和平
桩-土-结构相互作用分析的等效计算桩长简化模型
  • DOI:
    10.13197/j.eeev.2019.01.8.lizx.002
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    地震工程与工程振动
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李再先;李小军;张智
  • 通讯作者:
    张智
波动数值模拟中的外推型人工边界条件
  • DOI:
    10.6052/0459-1879-20-408
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢浩洁;李小军;刘爱文;李鸿晶;周正华;陈苏
  • 通讯作者:
    陈苏
基于强震动数据的龙门山地区地震动预测模型参数反演
  • DOI:
    10.11939/jass.20170215
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    地震学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    傅磊;李小军;荣绵水;陈苏;周越
  • 通讯作者:
    周越
基于MODIS的地表温度空间降尺度方法
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.201612.025
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李小军;江涛;辛晓洲;张海龙;柳钦火
  • 通讯作者:
    柳钦火

其他文献

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李小军的其他基金

干旱区人工固沙植被长期演变对土壤氮循环过程的调控机制
  • 批准号:
    42371069
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    41171078
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    76.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
地表径流对荒漠灌丛生境资源再分配的影响及其生态学效应
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    2007
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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

        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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