南海上层水体黑碳颗粒动力学的同位素示踪

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41476061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0602.海洋化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Black carbon, representing one of the most important "missing carbon sinks", has been proved to play a crucial role in driving global warming following CO2 in the last years. Its emission and diffusion in the atmosphere have been extensively investigated. However, its behaviors in the ocean are very poorly understanood although the ocean is the most important potential sink, resulting in the impossibility of evaluating the contribution of black carbon to marine carbon cycle. This project will focus on the particle dynamics of particulate black carbon (i.e. PBC) in the upper layer of the South China Sea (SCS). Strategically, specific scientific questions are firstly proposed, followed by field investigation accompanying simulation experiments. Finally, the data will be synthetically discussed to reach our goals. The sources of PBC and its export from the euphotic layer, in both shelf and basin regions, have been selected as the primary scientific questions of highlighting its basic cycling in the SCS. Methodologically, multiple isotopes, including stable isotope (13C) and radioactive nuclides (i.e. 14C, 210Po, 210Pb, 234Th, 137Cs, and 230Th) will be used to reveal the following information: (1) the sources of PBC in the upper layer of the SCS, (2) the temporal-spatial patterns of PBC and its relation with hydrological parameters, (3) the turnover rates, export fluxes of PBC with respect to the upper layer and the dominating factors, (4) the quantitative contribution of PBC to particulate organic carbon standing crop and its influence on evaluating the biological pump efficiencies. These forthcoming results would provide the foundation of evaluating the role of black carbon in the carbon cycling of the South China Sea.
黑碳是全球碳循环中被忽略的碳失汇之一,近几年发现其在气候变暖中的作用仅次于CO2,故其排放和在大气中的扩散备受关注。但海水作为黑碳重要的归宿地,其中黑碳的信息极度匮缺,无法评估其对海洋碳循环的贡献。本项目立足已有研究基础,以黑碳的颗粒动力学为切入点,以颗粒态黑碳(PBC)的来源与输出为突破口,选择南海为研究区域,注重陆架区与海盆区的对比研究,通过核心科学问题聚焦-现场调查-受控模拟实验-综合分析,采用多种同位素(13C、14C、210Po、210Pb、234Th、137Cs、230Th)联合示踪的方法,研究南海上层水体PBC的同位素特征,揭示其主要来源、时空格局及其与水文动力条件关系,探明PBC循环与输出关键过程的速率与通量特征及主控因素,定量评估PBC对颗粒有机碳的贡献及其对评估生物泵效率的影响,综合研究黑碳对南海碳循环的贡献。项目可望在边缘海上层海水中黑碳的源汇研究方面取得突破。

结项摘要

课题研究了南海沿岸、陆架/坡和海盆区上层水体黑碳含量的空间特征和源-汇格局,并应用210Po和234Th等同位素示踪了颗粒态黑碳(PBC)的输出与再悬浮等颗粒动力学过程。高含量PBC通常出现在南海北部受径流影响的沿岸海域。PBC输出通量随离岸距离增加而指数减小,表明陆源输入的PBC在近岸海域快速沉降,对海盆区上层海水PBC贡献很小。由北部陆架区到陆坡区,PBC输出真光层的通量下降约30%,至海盆区降低约1个数量级。该空间特征有力地证实了南海北部陆架区是PBC的重要汇区。PBC输出通量对总颗粒有机碳(POC)输出通量的贡献在陆架、陆坡和海盆区分别为14%、8%和<5%,揭示了忽略PBC可造成南海生源POC输出通量不同程度的高估。课题首次获得了陆架区PBC的再悬浮通量,该通量占POC再悬浮通量的29%,明显高于PBC对POC输出通量的贡献,揭示了PBC比其他POC组分更难降解的特性。发现陆架区再悬浮的PBC可扩散进入海盆中层水体,导致中层水体PBC输出通量高于上层水体的现象,这一现象反映了跨陆架输运是调控南海PBC沉积后再分布的重要过程。湄公河等径流输入调控着南海西部混合层中溶解态黑碳(DBC)的空间格局。质量平衡计算表明径流和大气沉降是南海DBC的主要来源,其输入的DBC有超过1/3在真光层降解,其余DBC通过混合作用或颗粒物沉降进入中层水体,光降解和颗粒物沉降是黑碳迁出南海上层水体的两条主要途径。研究发现南海中层水中DBC组成与盐度之间存在显著相关性,为DBC作为示踪中深层水团混合的新示踪剂提供了有力的证据。课题共发表了11篇SCI学术论文,其中1篇论文被AGU的地球与空间科学新闻杂志报道,共7人次参加了学术会议交流,培养了1名博士和3名硕士,完成了课题计划任务。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Seasonal variations in the abundance and sinking flux of biogenic silica in Daya Bay, northern South China Sea
南海北部大亚湾生物硅丰度和沉降通量的季节变化
  • DOI:
    10.1016/j.oceano.2018.11.003
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Oceanologia
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zhao Xiufen;Yang Weifeng;Ma Haoyang;Li Junjie;Chen Min;Fang Ziming;Zhang Xiao;Zeng Jian;Qiu Yusheng;Zheng Minfang
  • 通讯作者:
    Zheng Minfang
Anthropogenic impacts on sedimentation in Jiaozhou Bay, China
人为对中国胶州湾沉积物的影响
  • DOI:
    10.1007/s11852-016-0466-4
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Coastal Conservation
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Yang Weifeng;Chen Min;Zhang Fang;Zhao Xiufeng;Fang Ziming;Ma Haoyang
  • 通讯作者:
    Ma Haoyang
Influence of organic matter on the adsorption of 210Pb, 210Po and 7Be and their fractionation on nanoparticles in seawater
有机物对海水中纳米颗粒210Pb、210Po和7Be吸附及其分馏的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Earth and Planetary Science Letters
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Yang Weifeng;Guo Laodong;Chuang Chia-Ying;Santschi Peter H.;Schumann Dorothea;Ayranov Marin
  • 通讯作者:
    Ayranov Marin
Unusually low Th-234 in a hydrothermal effluent plume over the Southwest Indian Ridge
西南印度洋中脊热液流出羽流中的 Th-234 含量异常低
  • DOI:
    10.1002/2016gc006580
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    GEOCHEMISTRY GEOPHYSICS GEOSYSTEMS
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yang Weifeng;Zhang Xinxing;Chen Min;Qiu Yusheng
  • 通讯作者:
    Qiu Yusheng
Utilizing Po-210 deficit to constrain particle dynamics in mesopelagic water, western South China Sea
利用 Po-210 赤字限制南海西部中层水中的颗粒动力学
  • DOI:
    10.1002/2017gc006899
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    GEOCHEMISTRY GEOPHYSICS GEOSYSTEMS
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Ma Haoyang;Yang Weifeng;Zhang Lihao;Zhang Run;Chen Min;Qiu Yusheng;Zheng Minfang
  • 通讯作者:
    Zheng Minfang

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其他文献

南海与厦门湾海水中~(210)Po和~(210)Pb的粒级分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    台湾海峡
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄奕普;陈敏;杨伟锋
  • 通讯作者:
    杨伟锋
叶酸-壳聚糖Prdx6shRNA纳米粒的构建 及其对胃癌细胞增殖的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国生物工程杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    辛林;杨伟锋;张厚停;李祎帆
  • 通讯作者:
    李祎帆
夏季台湾海峡南部海域上层水体的生物固氮作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林峰;陈敏;杨伟锋;张润;曹建平;邱雨生;郑敏芳
  • 通讯作者:
    郑敏芳
Excess polonium-210 in the coastal atmosphere originating from marine biogenic material
沿海大气中来自海洋生物物质的过量钋210
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Weifeng Yang;杨伟锋;Min Chen;陈敏;Yipu Huang;黄奕普;Guangshan Liu;刘广山;C. Jia
  • 通讯作者:
    C. Jia
西太平洋沉积物中生物扰动及其对有机碳输送的210Pb示踪
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨伟锋;张馨星;陈敏;王宙;王春生;黄奕普;张东声;邱雨生
  • 通讯作者:
    邱雨生

其他文献

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杨伟锋的其他基金

常关型氧化镓基异质结场效应晶体管研究
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    62171396
  • 批准年份:
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联合应用210Po-210Pb和黑碳示踪南海中层水体颗粒有机碳沉降动力学
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  • 项目类别:
    面上项目
台湾海峡边界清除作用的同位素示踪
  • 批准号:
    41076043
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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AI项目解读示例

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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