准噶尔盆地南缘荒漠植被斑块状格局对土壤水分运移过程的响应机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41601579
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    杨广
  • 依托单位：
    石河子大学
  • 学科分类：
    D0716.区域环境质量与安全
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The two-phase mosaic pattern of vegetation patches and bare patches are main features in arid desert area. Soil moisture transfer process affects the evolution of patchy pattern directly, has a close relationship with the conservation of the fragile ecological environment. Therefore, discuss the ecological vegetation patches response mechanism to soil moisture migration process with eco-hydrology viewpoint has great significance for the regional ecological security. This study adopts located observation in the field, through the analysis the water cycle process of patchy distribution of vegetation pattern to determine the spatial variability of soil hydrological characteristics of vegetation patches, clarify the rules of moisture transport, keeping and redistribution between vegetation patches and bare patches, reveal the relationship of soil and vegetation during soil moisture migration in patches. Analysis the source species and proportion of vegetation water utilization with stable isotope technique, establish a patchy pattern of eco-hydrological model on water transport, explore the eco- hydrological effects of soil water movement on the formation of patchy pattern, simulate the eco-hydrological process of vegetation patches pattern and explore the sustainable maintaining mechanism of desert ecosystem vegetation patches pattern. The results can provide an important basis for the sustainable development of artificial ecological restoration and reconstruction of oasis in arid area.
干旱荒漠区以植被斑块和裸地斑块两相镶嵌的斑块状格局为主要特征。土壤水分运移过程直接影响着斑块状格局的演变，与脆弱生态环境的保育有着密切的关系，因此从生态水文学角度更深层次探讨植被斑块状格局对土壤水分运移过程的生态响应机理，对于区域生态安全具有重要意义。本研究将野外试验观测与室内模拟试验结合，通过分析植被斑块状分布格局的水分运移过程，确定植被斑块和裸地斑块土壤水文物理特征空间变异性，阐明植被斑块与裸地斑块间水分的传输、保持与再分布规律，揭示水分驱动作用下斑块内土壤与植被的耦联关系；结合稳定同位素技术分析植被水分利用来源的种类及比例，建立植被斑块状格局对水分运移响应的生态水文耦合模型，研究荒漠植被土壤水文过程及斑块状格局对土壤水分分布规律及运移过程的响应机理，揭示荒漠生态系统植被斑块状格局可持续稳定维持机制，为干旱区人工生态恢复重建及绿洲的可持续发展提供重要依据。

结项摘要

项目以准噶尔盆地南缘绿洲-荒漠交错带典型斑块状格局梭梭植被为研究对象，揭示土壤水文物理特性以及天然植被水分运移规律，回答了荒漠植被水分利用来源及水分运移规律以及植被斑块状格局生态水文过程的科学问题，主要结论如下：.1.植被斑块土壤温度形成以植被斑块为中心的“冷岛效应”。植被斑块土壤水分呈明显反“S”型分布，形成以梭梭植株为中心的“湿岛”；植被斑块与裸地斑块土壤总盐含量均呈“正S型”曲线，并形成以梭梭植株为中心的“低盐区”。.2.植被斑块与裸地斑块土壤八大离子中阳离子以Ca2+和Na+为主，阴离子以SO42-和Cl-为主。其中SO42-和Ca2+呈现出明显浅集表聚的分布特征，少部分离子往土壤深处迁移如Cl- 和Na+，土壤中盐分以硫酸钙、硫酸钠和氯化钠为主。由土壤水化学类型分布图可知研究区土壤盐碱化严重。.3.原生梭梭对水分的吸收和传输呈现出极强的环境适应性。降雨前梭梭水分利用来源中地下水的比例最高，为34.14%；降雨后梭梭主要依靠吸收浅层土壤水(土层深度≤1.2m)，为33.19%。.4.梭梭对水分的吸收和传输受气象环境的影响，太阳辐射、大气温度和湿度气象因子与梭梭液流速率呈显著相关性，茎流变化滞后于气象因子变化约1h；各气象因子对梭梭茎流速率影响程度为：太阳辐射(0.826)>大气温度(0.598)>湿度(-0.573)。.5.植被斑块梭梭根系对水分具有再分配作用，降低干旱气候条件对梭梭植被的胁迫，使梭梭植被能够更好的生存于干旱环境。

项目成果

期刊论文数量（16）
专著数量（1）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
干旱区梭梭茎干液流特性及对土壤水分的响应
  • DOI：
    10.16232/j.cnki.1001-4179.2018.06.006
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    人民长江
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨明杰;杨广;何新林;陈东;王杰;李鹏飞
  • 通讯作者：
    李鹏飞
准噶尔盆地南缘绿洲-荒漠过渡带植被斑块格局土壤水盐及养分分布特征的分析
  • DOI：
    10.13880/j.cnki.65-1174/n.2018.06.012
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    石河子大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    闫珂;杨广;李发东;何新林;李鹏飞;陈东;王泽林;李玥
  • 通讯作者：
    李玥
基于多维临界调控模型的玛纳斯河流域水资源的调控
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    石河子大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨明杰;杨广;何新林;龙爱华;陈江春;王翠;李小龙
  • 通讯作者：
    李小龙
Transformation of surface water and groundwater and water balance in the agricultural irrigation area of the Manas River Basin, China
玛纳斯河流域农业灌区地表水、地下水变化及水平衡
  • DOI：
    10.25165/ijabe.v10i4.3461
  • 发表时间：
    2017-07
  • 期刊：
    International Journal of Agricultural and Biological Engineering
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Yang Guang;He Xinlin;Li Xiaolong;Long Aihua;Xue Lianqing
  • 通讯作者：
    Xue Lianqing
Multidimensional critical regulation model for sustainable water resources regulation in a typical arid area of the Manas River watershed
玛纳斯河流域典型干旱区水资源可持续调控多维临界调控模型
  • DOI：
    10.5004/dwt.2019.24373
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Desalination and Water Treatment
  • 影响因子：
    1.1
  • 作者：
    Yang Ming jie;Yang Guang;Xue Lian qing;He Xin lin;Gao Yong li;Li Peng fei;Chen Dong
  • 通讯作者：
    Chen Dong

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  • 发表时间：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    陈思;杨广;何新林
  • 通讯作者：
    何新林

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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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