凋落物性状对土壤有机碳形成与稳定性的影响机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901138
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0306.生态系统生态学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Soil organic carbon (SOC) is the largest carbon pool in the terrestrial ecosystems. It consists multiple fractions with different stability and turnover rates, and plays an important role in regulating ecosystem carbon sequestration. Litter is an important carbon source for SOC and soil microorganisms are the key drivers of transforming litter carbon to SOC. Litters with different chemical and structural traits have variable carbon chemical composition and microbial use efficiency. However, our knowledge about the effects of litter traits on SOC formation and stabilization remains limited. In this project, a two-year litter decomposition experiment will be set up in Inner Mongolia Xilingol Grassland Ecosystem of the National Field Research Station. We aim to explore the mechanisms by which chemical and structural traits of litter affect SOC formation and stabilization. Six common grass species with different litter traits in temperate grasslands will be selected and 13C continuously labelled. The labelled litter will be incubated on the surface of the grassland, inside PVC collars, at direct contact with the ground. We will analyze the effects of litter traits on soil microbial community structure and function by stable isotope probing of microbial phospholipid fatty acids. Then we will investigate how the changes in microbial community structure and function by litter traits will influence SOC formation efficiency and allocation of litter-derived C in different soil fractions. We aim to illuminate the mechanisms by which litter inputs regulate SOC accumulation and stabilization, and enhance our understanding on soil C dynamics under global changes.
土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统中最大的碳库,由稳定性、周转速率皆存在差异的多个组分构成。凋落物是SOC的重要碳源,而微生物在SOC形成过程中起着关键作用。化学与结构性状不同的凋落物,其有机碳成分以及微生物碳利用效率存在差异,从而转化为SOC的效率亦可能不同。然而,我们关于凋落物性状对SOC形成与稳定性的影响机制的认识仍然匮乏。本项目拟选取温带草地6种化学和结构性状不同的常见物种进行13C标记,采用PVC分解环法,在内蒙古锡林郭勒草原站进行为期两年的碳标记凋落物分解实验;通过土壤密度分级、磷脂脂肪酸13C稳定同位素分析等手段, 量化不同性状的凋落物转化为SOC的效率及其在不同稳定性SOC组分中的分配,解析不同土壤微生物类群在凋落物碳向SOC转换中的作用,揭示凋落物输入调控SOC积累与稳定的微生物学机制,为全球变化下植物-土壤间碳动态的模拟提供理论依据。

结项摘要

土壤碳库是植物碳库的三倍、大气碳库的四倍,在全球碳循环中起着重要的作用。研究调控土壤有机碳累积和稳定性的机制,对于理解全球变化下生态系统和气候系统之间的反馈关系具有重要意义。土壤有机碳主要来源于植物碳输入。本项目旨在探讨植物功能性状如何调控植物碳输入转化为土壤有机碳的效率及其在不同稳定性土壤有机碳组分中的分配,揭示微生物在土壤有机碳形成与稳定机制中的作用。基于项目计划书,本项目进行了室内13C连续标记实验和野外凋落物分解实验,主要取得了以下四个成果:(1)植物功能性状在根际沉降碳调控土壤有机碳周转中起着重要作用,根际沉降碳引起的土壤有机碳的形成与植物地上地下生物量比成正相关,而其导致的根际激发效应与比根长成正相关;(2)植物功能性状影响凋落物分解速率和土壤微生物群落结构,从而影响凋落物碳在土壤微生物群落中的分配;(3)不同土壤微生物类群在根际沉降碳转化为土壤有机碳过程中的作用不同,其中真菌和革兰氏阴性菌起主导作用;(4)温带草地中地上凋落物、根系、丛枝菌根真菌等不同途径的碳输入对土壤有机碳周转的贡献存在差异,其中根系是土壤有机碳的主要来源(44%)。在该项目资助下,项目负责人发表第一作者SCI论文3篇。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Plant carbon inputs through shoot, root, and mycorrhizal pathways affect soil organic carbon turnover differently
植物通过芽、根和菌根途径输入的碳对土壤有机碳周转有不同的影响
  • DOI:
    10.1016/j.soilbio.2021.108322
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Soil Biology and Biochemistry
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Junsheng Huang;Weixing Liu;Sen Yang;Lu Yang;Ziyang Peng;Meifeng Deng;Shan Xu;Beibei Zhang;Jitendra Ahirwal;Lingli Liu
  • 通讯作者:
    Lingli Liu
Divergent contributions of living roots to turnover of different soil organic carbon pools and their links to plant traits
活根对不同土壤有机碳库周转的不同贡献及其与植物性状的联系
  • DOI:
    10.1111/1365-2435.13934
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Functional Ecology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Junsheng Huang;Weixing Liu;Shengnan Pan;Zhe Wang;Sen Yang;Zhou Jia;Zhenhua Wang;Meifeng Deng;Lu Yang;Chao Liu;Pengfei Chang;Lingli Liu
  • 通讯作者:
    Lingli Liu
Global patterns in mycorrhizal mediation of soil carbon storage, stability, and nitrogen demand: A meta-analysis
菌根介导土壤碳储存、稳定性和氮需求的全球模式:荟萃分析
  • DOI:
    10.1016/j.soilbio.2022.108578
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Soil Biology and Biochemistry
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Yuntao Wu;Meifeng Deng;Junsheng Huang;Sen Yang;Lulu Guo;Lu Yang;Jitendra Ahirwal;Ziyang Peng;Weixing Liu;Lingli Liu
  • 通讯作者:
    Lingli Liu
Allocation and turnover of rhizodeposited carbon in different soil microbial groups
不同土壤微生物类群根际沉积碳的分配和周转
  • DOI:
    10.1016/j.soilbio.2020.107973
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Soil Biology and Biochemistry
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Junsheng Huang;Weixing Liu;Meifeng Deng;Xin Wang;Zhenhua Wang;Lu Yang;Lingli Liu
  • 通讯作者:
    Lingli Liu

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其他文献

亚高山森林自然与人工恢复对土壤涵水能力的影响
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    --
  • 发表时间:
    2018
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  • 通讯作者:
    庞学勇
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    --
  • 发表时间:
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    --
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  • 通讯作者:
    庞学勇
海拔和坡向对唐古拉山土壤胞外酶活性的影响
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘玲莉
林窗式疏伐对云杉人工林土壤持水性能的影响
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    10.19675/j.cnki.1006-687x.2017.12011
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用与环境生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨婷惠;祁凯斌;黄俊胜;包维楷;庞学勇
  • 通讯作者:
    庞学勇

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紫外辐射对凋落物分解及凋落物碳转化为土壤有机碳的影响机制研究
  • 批准号:
    32371630
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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