塔克拉玛干沙漠咸水滴灌林地土壤碳时空分布与淋溶过程研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41877541
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0716.区域环境质量与安全
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The Taklimakan Desert Highway Shelterbelt is the longest artificial ecosystem that continuously running across a shifting desert in the world, the carbon storage of the shelterbelt-soil-groundwater system has been changing greatly under long-term saline drip irrigation. Through field position monitoring and large-scale lysimeter, combined with laboratory analysis and soil column simulation, the project plans to systematically study and analyze spatial-temporal distribution of soil organic carbon and inorganic carbon, variation of vertical distribution and flux of soil CO2, leaching process of dissolved carbon, and carbon balance process of soil-groundwater in the shelterbelt planted for different years under drip irrigation with different salinity groundwater. We aim to clarify the spatial-temporal distribution of soil carbon and influencing factors in the saline drip-irrigated shelterbelt, identify the changes of carbon storages in shelterbelt soil and groundwater during the utility of saline groundwater, develop and construct the soil carbon leaching model of saline drip-irrigation, predict the impact of long-term saline drip-irrigation on trend of carbon storages in shelterbelt soil and groundwater, explore the measures of irrigation schedules and maintenance management to increase carbon sequestration in soil and groundwater, probe the ecological and environmental significance of carbon cycle of saline drip-irrigated shelterbelt in global climate change. The results may provide decision-making basis for sustainable management and maintenance of the desert highway shelterbelt, rational utilization of regional soil and water resources.
塔克拉玛干沙漠公路防护林是世界上连续穿越流动沙漠最长的人工生态系统,长期的咸水滴灌使防护林-土壤-地下水系统的碳储量发生了极大变化。本项目拟通过野外定位监测和大型蒸渗仪,结合室内分析和土柱模拟,系统研究与分析不同矿化度咸水滴灌条件下不同林龄防护林土壤有机和无机碳的时空分布、土壤CO2垂直分布及通量变化过程、可溶性碳淋溶过程和土壤-地下水碳平衡过程,阐明咸水滴灌防护林土壤碳的时空分布特征及影响因素,查明地下咸水开采利用过程中防护林土壤和地下水碳储量的变化,发展和构建咸水滴灌土壤碳淋溶模型,预估长期咸水滴灌对防护林土壤和地下水碳储量的影响趋势,探索增加土壤和地下水固碳量的灌溉制度和维护管理措施,探讨咸水滴灌防护林碳循环在全球气候变化中的生态环境意义。研究成果可为沙漠公路防护林的可持续管护和区域水土资源的合理开发利用提供决策依据。

结项摘要

长期咸水滴灌使塔克拉玛干沙漠公路防护林-土壤-地下水系统的碳储量发生了极大变化。项目聚焦于沙漠公路防护林生态工程,通过野外定位监测、室内分析和模型模拟,阐明了咸水滴灌防护林土壤碳的时空分布特征及影响因素,查明了地下咸水滴灌防护林土壤碳储量的变化,构建了咸水滴灌土壤碳淋溶方程,预估了沙漠公路防护林土壤的固碳潜力,并应用分子动力学模型模拟了土壤颗粒对有机、无机碳吸附固持过程进行了模拟。结果表明:土壤碳储量受林龄、灌溉水矿化度、土层深度等多重因素的影响,SICD是SOCD的15.14~16.35倍;防护林土壤固碳潜力为7.58 Tg,其中无机碳库占96.4 %;灌溉水矿化度对SDOC和SDIC的垂直分布具有重要影响,同时与土壤含水量、土层深度、EC等因素紧密相关;灌溉水矿化度和离子组成对可溶性碳的淋洗作用差异明显,淋洗强度随着矿化度的升高呈先增后减趋势,且不同盐分淋洗强度峰值时的累积淋洗量各有不同,滤出液EC与DC间存在十分良好的线性关系,可作为估算DC的指标;土壤颗粒吸附固持碳的过程受到土粒大小、pH、离子组成等多重因素的影响,碳酸氢根倾向于和石英表面形成氢键,而碳酸根则倾向于通过阳离子桥的形式吸附;不同阳离子对NOM团簇在伊利石表面的吸附行为影响较大,其固持能力的大小顺序为Ca2+ > Mg2+ > Na+ > K+,NOM的固持不受NOM-阳离子的相互作用影响,而是通过NOM-伊利石的相互作用进行调节。研究结果可为沙漠公路防护林的可持续利用和高效固碳提供有力支撑。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Addition of walnut shells biochar to alkaline arable soil caused contradictory effects on CO2 and N2O emissions, nutrients availability, and enzymes activity
在碱性耕地中添加核桃壳生物炭对 CO2 和 N2O 排放、养分利用率和酶活性产生矛盾的影响
  • DOI:
    10.1016/j.chemosphere.2021.133476
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Chemosphere
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Tanveer Ali Sial;Sabry M. Shaheen;Zhilong Lan;Punhoon Khan Korai;Muhammad Imran Ghani;Muhammad Numan Khan;Ain-Ul-Abad Syed;Inayatullah Rajpar;Mehrunisa Dr. Memon;Saleem Maseeh Bhatti;Hamada Abdelrahman;Esmat F. Ali;Jörg Rinklebe;Jianguo Zhang
  • 通讯作者:
    Jianguo Zhang
塔克拉玛干沙漠公路防护林不同咸水滴灌下土壤有机碳与无机碳垂直分布特征
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-7461.2019.04.01
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西北林学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张谦;张建国;王丽梅;丁晓雪;马爱生;张红;李利敏
  • 通讯作者:
    李利敏
毛乌素沙地3种人工植被类型对土壤颗粒组成和固碳的影响
  • DOI:
    10.13869/j.cnki.rswc.2020.01.013
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    水土保持研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王丽梅;张谦;白利华;马爱生;张红;李利敏;张建国;付广军;董强
  • 通讯作者:
    董强
Invasion of Pb2+ into montmorillonite-illite clay and the response of interlayer K+ and water
Pb2 对蒙脱石-伊利石粘土的侵入及层间钾与水的响应
  • DOI:
    10.1016/j.clay.2020.105693
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Applied Clay Science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Xiong Li;Yue Sun;Na Liu;Zhengdong Chuai;Luobin Tang;Jianguo Zhang
  • 通讯作者:
    Jianguo Zhang
人工樟子松林对毛乌素沙地土壤颗粒组成和固碳效果的长期影响
  • DOI:
    10.13961/j.cnki.stbctb.2019.04.014
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    水土保持通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王丽梅;张谦;白利华;马爱生;张红;李利敏;张建国;付广军;董强
  • 通讯作者:
    董强

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其他文献

Phytoplankton as main organism in the Eocene organic-rich turbidites of Jiyang Depression, China: Implication for organic matter accumulation mechanism
中国济阳凹陷始新世富含有机物浊积岩中浮游植物作为主要生物:对有机质积累机制的启示
  • DOI:
    10.1080/15567036.2019.1677808
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    ENERGY SOURCES, PART A: RECOVERY, UTILIZATION, AND ENVIRONMENTAL EFFECTS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张建国;姜在兴;王思琦;孔祥鑫
  • 通讯作者:
    孔祥鑫
基于塑性区分布形态的软弱破碎巷道围岩控制原理研究
  • DOI:
    10.13545/j.cnki.jmse.2020.03.003
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    采矿与安全工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁超;张建国;王卫军;吕有厂;郭建伟;曹其俭;李文超
  • 通讯作者:
    李文超
The influence of diagenetic heterogeneity on tight-reservoir properties in the Upper Triassic Yanchang Formation, Southeastern Ordos Basin, China
鄂尔多斯盆地东南部上三叠统延长组成岩作用非均质性对致密储层性质的影响
  • DOI:
    10.1080/15567036.2020.1868624
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    ENERGY SOURCES, PART A: RECOVERY, UTILIZATION, AND ENVIRONMENTAL EFFECTS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王力;张建国;姜在兴;韩超;罗丹婷;张译丹
  • 通讯作者:
    张译丹
广西大青山杉木人工林碳氮磷生态化学计量特征
  • DOI:
    10.5846/stxb201812192754
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡小燕;段爱国;张建国
  • 通讯作者:
    张建国
多输入多输出雷达波束空间ESPRIT角度估计方法
  • DOI:
    10.13229/j.cnki.jdxbgxb20210010
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    吉林大学学报. 工学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐丽琴;李勇;刘有耀;张建国
  • 通讯作者:
    张建国

其他文献

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张建国的其他基金

塔里木沙漠公路防护林土壤盐结皮的生态环境效应与作用机制
  • 批准号:
    41471222
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    83.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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