生理过程及物理环境对湿润区森林生态系统蒸散的贡献及其调控机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670453
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0306.生态系统生态学
  • 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

Evaporation and transpiration are the two components of evapotranspiration,due to the complexity two variables, evapotranspiration is a very complicated continuous process that regulated by plant physiological processes such as photosynthesis and physical environment, e.g temperature rising, it shows a lot of uncertainties. Up to date, all these uncertainties and the mechanism are not so clear in context of global warming. Comparing to the studies on arid or semi-arid region, previous studies on evapotranspiration are very scare in humid regions. Our project focuses on typical forest ecosystems in a humid southern China, and set up experimental sites at the Dinghushan Forest Ecosystem Research Station, we have established the experimental platform of forest ecosystems transplanted down an elevation gradient, which accurately controls the hydrological process. This big well designed field warming experiment platform is very favorable to determine the uncertainty of evapotranspiration. The main contents of the research are: (1) to study canopy conductance and transpiration rate in different forest types and different artificial temperature controlling conditions along the elevation, (2) to study the response of transpiration and its capacity to the seasonal changes of the leaf area index at stand scale, (3) to quantify different forest canopy and the atmosphere exchange characteristics of different forest tree species in water use efficiency, and quantify the contribution to evapotranspiration in different growth stages, (4) to assess the water-vapour exchange and its response to evapotranspiration capacity comprehensively in soil-plant-atmosphere continuum in humid region in lower subtropical China, and reveal biological, physical control mechanisms on evapotranspiration at plant ecosystem level under temperature rising. After carrying out this project, we will try to reveal the mechanism of water resources and water vegetation change, and clarify the linkage between temperature rising and water hydrology at the ecosystem level.
蒸散包括了蒸发与蒸腾,是一个受生理过程和物理环境作用的复杂过程,具有很大不确定性,这种不确定性的原因及其机理并不完全清楚,特别在全球变暖情形下。过去的研究更少见于湿润区,本项目选择华南湿润区森林生态系统为研究对象,于鼎湖山国家野外生态定位研究站设计了严格控制水循环过程的森林生态系统移位实验平台,该大型增温平台为研究蒸散的不确定性提供了条件。本项目研究不同温度环境下生态系统优势树种冠层导度和蒸腾速率、林分尺度上蒸腾量及蒸腾对叶面积指数季节变化的响应、不同森林冠层与大气之间的水分交换特点、不同林型树种的水分利用效率特征,不同生长阶段森林蒸散差异。综合评估南亚热带湿润区森林生态系统土壤-植物-大气连续体的水分交换能力及其在蒸散能力上的响应特点,揭示气温上升情形生态系统蒸散的生物、物理调控机制。通过本项目的研究,我们试图在生态系统水平上弄清楚水资源与植被变化机理,阐明气温上升与水资源的水文学联系。

结项摘要

对于南亚热带湿润区,即生理过程及物理环境对森林生态系统蒸散的贡献及其调控机制的物理学、生物学、生态学联系有待发掘,即全球环境改变表现在物理环境的改变及生理过程发生改变情形下,从机理机制上对森林蒸散的趋势性变化的解释,目前是一重大科学问题。本研究以位于华南湿润区鼎湖山的森林生态系统为研究对象,运用严格控制水循环过程的森林生态系统移位实验平台用长期生态学定位监测平台,研究不同温度环境下生态系统优势树种冠层导度和蒸腾速率、林分尺度上蒸腾量及蒸腾对叶面积指数季节变化的响应、不同森林冠层与大气之间的水分交换特点、不同林型树种的水分利用效率特征,不同生长阶段森林蒸散差异。以探究增温情形下生态系统蒸散的生物、物理调控机制。主要结论为:(1)林木耗水的本身生理属性上,树木边材面积与胸径相关,这种相关性不受树种及空间位置的限制。(2)不同林分之间差异水分利用是显著的。对于同一林分,林木水分利用与胸径相关,而与树种无关。然而,这种功能性关系在林分之间是不同的,进而导致相应林分的蒸散估计不同。不同立地间的差异是由于水汽压亏缺、光合作用光量子通量密度和叶冠层导度的专一性的差异。(3)鼎湖山森林生态系统水分利用效率(WUE)呈现出降低的波动趋势,年尺度上,生态系统水分利用效率变化的主要驱动因子为有效光合辐射、水汽压亏缺及气温。气温、VPD对干季WUE影响显著,PAR对湿季影响显著。(4)植物生长对水文过程有显著影响,增温在生态系统水平促进了鼎湖山三个林型(山地林、混交林及季风林)的植物生长。山地林和混交林的水量平衡对移位模拟增温有显著响应,增温使水量更多地分配到蒸散过程。季风林在红外增温的条件下产生的响应表现为:增温条件下总径流系数降低。增温通过直接作用和间接作用(植物生长)影响生态系统水文过程。本项目的结论对阐述生态系统水平上水资源与植被变化机理、及阐明气温上升与水资源的水文学联系有重要科学意义。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Functional Composition Changes of a Subtropical Monsoon Evergreen Broad-Leaved Forest Under Environmental Change
环境变化下亚热带季风常绿阔叶林功能组成的变化
  • DOI:
    10.3390/f11020191
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Forests
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zou Shun;Zhang Qianmei;Zhou Guoyi;Liu Shizhong;Chu Guowei;Li Ronghua;Ye Qing;Zhang Deqiang;Tang Xuli;Liu Juxiu;Huang Chumin;Li Yuelin;Meng Ze
  • 通讯作者:
    Meng Ze
2003–2010 年鼎湖山针阔叶混交林碳水通量观测数据集
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国科学数据
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李跃林;闫俊华;孟泽;黄健强;张雷明;陈智;刘世忠;褚国伟;张倩媚;张德强
  • 通讯作者:
    张德强
鼎湖山天然针阔叶混交林优势树种对大气SO_2的气孔吸收特征
  • DOI:
    10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0051
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生态与农村环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓永红;王立景;黄健强;孟泽;刘世忠;OTIENO Dennis;李跃林
  • 通讯作者:
    李跃林
Spatial heterogeneity in stand characteristics alters water use patterns of mountain forests
林分特征的空间异质性改变了山地森林的水分利用模式
  • DOI:
    10.1016/j.agrformet.2017.01.007
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Agricultural and Forest Meteorology
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Otieno Dennis;Li Yuelin;Liu Xiaodong;Zhou Guoyi;Cheng Jing;Ou Yangxu;Liu Shizhong;Chen Xiuzhi;Zhang Qianmei;Tang Xuli;Zhang Deqiang;Jung Eun Young;Tenhunen John
  • 通讯作者:
    Tenhunen John
1999–2016 年鼎湖山季风常绿阔叶林凋落物月回收量数据集
  • DOI:
    10.11922/csdata.2019.0073.zh
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国科学数据
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李跃林;刘世忠;黄健强;韦思敏;褚国伟;张倩媚;张德强;孟泽
  • 通讯作者:
    孟泽

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其他文献

桉树人工林地土壤酶活性与微量元素含量的关系
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李跃林;彭少麟;李志辉;任海;李志安
  • 通讯作者:
    李志安
鼎湖山季风常绿阔叶林土壤有机碳和全氮的空间分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张倩媚;刘世忠;张德强;李跃林
  • 通讯作者:
    李跃林
鼎湖山针阔叶混交林小气候调节效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    欧阳旭;李跃林;张倩媚
  • 通讯作者:
    张倩媚
多辊矫直压下规程的制定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    轧钢
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵军;王式研;李跃林;陈敏
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    陈敏
我国南亚热带灌丛群落特征及生物量的定量计算
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    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中南林业科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李跃林;刘世忠;张德强;周国逸
  • 通讯作者:
    周国逸

其他文献

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李跃林的其他基金

不同恢复阶段森林群落冠层水分通量及树种水分特征的适应性研究
  • 批准号:
    31170375
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    53.0 万元
  • 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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