季节性雪被对新疆天山雪岭云杉林凋落物分解的影响

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31760142
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    36.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0306.生态系统生态学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Litter decomposition is one of the key ecological processes of carbon turnover and nutrient cycling in forest ecosystem. Seasonal snow cover is considered to be the important factors of controlling forest ecosystem structure and function in mid and high latitude mountain regions, which may play an important role in litter decomposition of forest ecosystem. However, little information has been available on the effects of different snow depths on litter decomposition of forest ecosystem in arid areas. Taking Picea schrenkiana forest in Tianshan Mountain of Xinjiang as the test object, this research will conduct a field litterbag experiment to investigate litter decomposition. The air-dried leaf litter of Picea schrenkiana will be placed in litterbags, and placed on the forest floor along a snow cover gradient from forest gap to under the canopy. The samples will be retrieved at different critical stages (onset of freezing period, deep freezing period, thawing stage early growing season, mid-growing season, and late growing season) during two years of decomposition. The properties of litter decomposition and litter quality will be monitored while the patterns of major elements migration will be studied. We will analyze influences of abiotic environmental factors (temperature, moisture and soil nutrient) and biotic factors (litter quality, soil microorganisms and soil animals) to litter decomposition under different snow cover conditions, and identify the major degradative enzyme contributors, which will be used to determine driving forces of litter decomposition. This study attempts to reveal litter decomposition properties and theirs driving mechanism in mountain forest ecosystem of arid areas, and explore effects of snow cover change on litter decomposition. Our findings will supplement the study on ecological process of mountain forest ecosystem driven by snow, and be beneficial for extending research fields of biogeochemical cycle in terrestrial ecosystems. Results will provide significant references for the optimized management and applicable protection of forest ecosystem.
凋落物分解是森林生态系统碳素周转和矿质养分循环的关键生态过程。森林异质环境形成的季节性雪被是控制中高纬度地区山地森林结构和功能的重要因素,可能显著影响凋落物分解,而干旱区山地森林凋落物对雪被的响应机制尚不明确。本研究以新疆天山北坡中山带雪岭云杉林为对象、样区内林窗中央至林下形成的天然雪被为梯度,分析不同厚度雪被下凋落物在雪被形成期、覆盖期、消融期及非雪被期的分解特征和基质质量动态,判断不同元素迁移模式;讨论雪被对非生物因子(温度、水分、土壤养分)和生物因子(基质质量、土壤微生物、土壤动物、酶活性)的影响以及凋落物分解与各因子的关系,确定主要的凋落物分解酶,多角度探求凋落物分解的驱动因素。研究旨在揭示雪被作用下干旱区山地森林生态系统凋落物分解特征和驱动机制,探讨冬季环境改变对森林物质循环的影响,补充雪因子对干旱区山地森林生态过程驱动的研究成果,促进森林的优化管理和合理保护。

结项摘要

凋落物分解是森林生态系统碳素周转和养分循环的关键生态过程。森林异质环境形成的季节性雪被是控制中高纬度地区山地森林结构和功能的重要因素,可能显著影响凋落物分解,而干旱区山地森林凋落物对雪被的响应机制尚不明确。本研究以新疆天山北坡中山带雪岭云杉林为对象、样区内林窗中央至林下形成的天然雪被为梯度,分析了不同厚度雪被下凋落物在雪被形成期、覆盖期、消融期及非雪被期的分解特征和基质质量动态,判断了不同元素迁移模式,讨论了雪被对非生物因子和生物因子的影响以及凋落物分解与各因子的关系,多角度探求凋落物分解的驱动因素。结果表明:经过两年的分解,雪岭云杉凋落物总干重损失量达33-41%,其中,第一年损失量为25-29%,第二年为6-9%。不同雪被厚度下质量损失综合表现为厚雪被>中型雪被>薄雪被>无雪被。随分解凋落物C浓度下降,C素逐渐释放;N浓度先降低后增高,N素为先富集后释放;P浓度冬季高于生长季,P素先略微富集后逐渐释放。凋落物木质素为富集状态,纤维素为先释放后富集再释放。林下土壤细菌中变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门相对丰度约占总和80%,属优势种群;土壤真菌中被孢霉门、担子菌门和子囊菌门的对丰度约占总和70%,属优势种群。土壤细菌多样性表现出在冻融初期较小,在深冻期和生长季中期较大;土壤真菌多样性则在生长季中期最高。不同雪被梯度下凋落物干质量与凋落物C、P、纤维素、C:N和C:木质素间均具有显著或极显著正相关,与凋落物N、木质素、C:P和木质素:纤维素间呈较强负相关。细菌和真菌多样性指数多与凋落物性质呈负相关。研究揭示了雪被作用下干旱区山地森林生态系统凋落物分解特征和驱动机制,探讨了冬季环境改变对森林物质循环的影响,补充了雪因子对干旱区山地森林生态过程驱动的研究成果,有助于促进森林的优化管理和合理保护。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Schrenk spruce leaf litter decomposition varies with snow depth in the Tianshan Mountains.
天山雪伦克云杉凋落物分解随积雪深度的不同而变化。
  • DOI:
    10.1038/s41598-020-76368-9
  • 发表时间:
    2020-11-11
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Gong L;Chen X;Zhang X;Yang X;Cai Y
  • 通讯作者:
    Cai Y
Response of Fine Root Carbohydrate Content to Soil Nitrogen Addition and Its Relationship with Soil Factors in a Schrenk (Picea schrenkiana) Forest
雪岭云杉林细根碳水化合物含量对土壤氮添加的响应及其与土壤因子的关系
  • DOI:
    10.1007/s00344-020-10181-6
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    Journal of Plant Growth Regulation
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Zhao Jingjing;Gong Lu
  • 通讯作者:
    Gong Lu
The ecological stoichiometry and interrelationship between litter and soil under seasonal snowfall in Tianshan Mountain
天山季节性降雪下凋落物与土壤的生态化学计量及其相互关系
  • DOI:
    10.1002/ecs2.2520
  • 发表时间:
    2018-11-01
  • 期刊:
    ECOSPHERE
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Chen, Xin;Gong, Lu;Liu, Yutong
  • 通讯作者:
    Liu, Yutong
Effects of litter and root manipulations on soil carbon and nitrogen in a Schrenk's spruce (Picea schrenkiana) forest.
凋落物和根系处理对雪伦云杉 (Picea schrenkiana) 森林土壤碳和氮的影响
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0247725
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhu H;Gong L;Ding Z;Li Y
  • 通讯作者:
    Li Y
氮添加影响下新疆天山雪岭云杉林土壤酶活性及其与环境因子的相关性
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.202004199
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张涵;贡璐;刘旭;邵康;李昕竹;李蕊希
  • 通讯作者:
    李蕊希

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其他文献

塔里木河上游典型绿洲土壤酶活性与环境因子相关分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱美玲;贡璐;张龙龙
  • 通讯作者:
    张龙龙
艾比湖湿地自然保护区克隆植物群落空间格局及其对水盐胁迫的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    干旱区研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李尝君;吕光辉;贡璐;张海峰;刘晓星
  • 通讯作者:
    刘晓星
塔里木盆地北缘荒漠典型植物叶片化学计量特征及其与土壤环境因子的关系
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.201705.021
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙力;贡璐;朱美玲;解丽娜;李红林;罗艳
  • 通讯作者:
    罗艳
塔里木盆地北缘绿洲不同土地利用方式土壤有机碳、无机碳变化及其土壤影响因子
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贡璐;罗艳;解丽娜
  • 通讯作者:
    解丽娜
干旱荒漠区河岸带土壤碳格局和成因
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    土壤通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贡璐;秦璐;何学敏;刘昊奇
  • 通讯作者:
    刘昊奇

其他文献

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贡璐的其他基金

外源碳输入对新疆天山雪岭云杉林土壤有机碳稳定性的影响
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
外源碳输入对新疆天山雪岭云杉林土壤有机碳稳定性的影响
  • 批准号:
    32260295
  • 批准年份:
    2022
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    地区科学基金项目
绿洲农田生态系统生态化学计量特征及其对养分限制的指示
  • 批准号:
    41461105
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    52.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
绿洲土壤酶学指标对土壤质量的指示研究
  • 批准号:
    31160127
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    42.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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

        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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