黄海生物可利用磷的时空格局及其影响因素

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41776087
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0602.海洋化学
  • 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

Phosphorus is an essential nutrient for phytoplankton growth and is inextricably linked to marine primary production, carbon and nitrogen cycling. Phosphorus speciation can affect phosphorus bioavailability and its limiting status for phytoplankton growth, which may lead to far-reaching effects on the sustainability of ecosystem. In the Yellow Sea, molar ratio of N/P has been continuously increasing and phosphorus limitation keeps intensifying. As a result, phosphorus plays a more and more important role in the Yellow Sea lower trophic ecosystem. The proposal study, based on an applicant and her research group’s studies on biogeochemistry of nutrients and its ecological significance in the China Sea in the last years, focus on deeper biogeochemical processes of phosphorus in the Yellow Sea. Incubation experiments are used to identify bioavailable dissolved organic phosphorus and its distribution and seasonal variations. Chemical reagent leaching is used to separate phosphate adsorbed directly onto the surface of phytoplankton cells from true cellular phosphorus. We intend to understand key factors affecting spatial and temporal variations of phosphorus speciation and phosphorus bioavailability, the effects of phosphorus speciation change on N/P ratio in the seawater, and the status of nutrient limitation for phytoplankton growth and its role in phytoplankton succession as well. Its successful implementation should promote our understanding of phosphorus cycling and should have strong scientific basis to the sustainability of the Yellow Sea ecosystem production.
磷是海洋浮游植物必需的营养元素,与海洋初级生产力、碳和氮循环密切相关。磷的存在形态将影响磷的生物可利用性以及浮游植物生长磷限制的态势,可对生态系统的可持续发展产生深远的影响。黄海海域N/P比值持续增加,浮游植物生长的磷限制不断加剧,磷的生物地球化学过程在黄海低营养级生态系统中的作用愈加突出。本项目基于多年来研究团队在生源要素的海洋生物地球化学循环及其生态效应方面的研究积累,拟在黄海开展深入的磷生物地球化学过程的研究,采用受控实验手段给出生物可利用溶解有机磷含量的分布特征及季节变化,采用化学试剂淋溶手段定量区分浮游植物细胞表面吸附态磷和细胞内结合态磷,认识海水中磷形态及磷生物可利用性时空变化的主要驱动因子,磷的形态变化对水体中N/P比值的影响,客观分析浮游植物营养盐限制状况及其在浮游植物群落演替中的作用。促进我们对磷海洋生物地球化学循环的认识,为生态系统的可持续利用提供理论依据和技术支撑。

结项摘要

磷是海洋浮游植物必需的营养元素,与海洋初级生产力、碳和氮循环密切相关。磷的存在形态将影响磷的生物可利用性以及浮游植物生长磷限制的态势,对生态系统的健康与可持续发展产生深远的影响。项目基于黄海海域N/P比值持续增加,浮游植物生长的磷限制逐渐加剧,磷的生物地球化学过程在低营养级生态系统中的作用愈加突出。主要研究内容包括:生物可利用磷的含量与组成的分布特征与季节变化;磷在不同形态间分配的时空变化及其对浮游植物生长磷限制状态的影响;调查海区的生物地球化学背景场,以综合分析影响生物可利用磷含量与组成时空变化的主要因素。. 项目实施期间,参加了4个季节5个黄渤海共享航次,在国内外学术刊物上发表论文8 篇(2篇待刊出),其中SCI 论文5篇;合作出版英文专著1本;培养研究生4人。现场观测与受控实验结果表明黄海TDP是TP的主要存在形式,其中DOP从初春到秋季在TP中占比最高,但冬季则以DIP为TP的主要形式。初春至夏末均以<3k MWCO粒级的小分子量DOP为主要存在形式,且在DIP浓度较低时,细菌可利用有机磷的量占总DOP可达25%。黄海叶绿素粒级组成及其浮游植物细胞不同结合态磷呈季节性变化,微型与微微型浮游植物均以细胞内结合态磷为主,细胞表面吸附态磷占总磷的~20-30%。受控实验发现浮游植物细胞内结合态磷及细胞表面吸附态磷的积累速率与海水中磷的去除速率正相关,支撑了浮游植物生物量的积累,且在浮游植物生长期,生物可利用的细胞表面吸附态磷可进入细胞内部。进一步室内培养实验发现,在外界磷充足的情况下,浮游植物可以“奢侈吸收”大量的磷并储备于细胞内部及细胞表面。当环境中磷匮乏时,浮游植物可通过消耗储备在细胞内部及吸附在细胞表面的磷来维持生长且磷在细胞表面的吸附比例随比生长率的下降而降低。分析磷形态与生物可利用磷时空变化的主要控制因子,有助于认识其对研究海域营养盐组成和低营养级生态系统的影响。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Nutrient dynamics in the Changjiang and retention effect in the Three Gorges Reservoir
长江养分动态及三峡水库滞留效应
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2019.04.034
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Journal of Hydrology
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Ding Shuai;Peipei Chen;Sumei Liu;Guoling Zhang;Jing Zhang;Solomon Felix Dan
  • 通讯作者:
    Solomon Felix Dan
中国近岸海域优势藻种吸收利用磷的过程
  • DOI:
    10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2020.0088
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曲莹雪;金杰;徐文琦;刘素美
  • 通讯作者:
    刘素美
Potential foraminiferal nitrate transport in sediments in contact with oxic overlying water
与含氧上覆水接触的沉积物中潜在的有孔虫硝酸盐迁移
  • DOI:
    10.1002/lno.11701
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    Limnology and Oceanography
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Xu Zhaomeng;Sumei Liu;Xiaoyan Ning
  • 通讯作者:
    Xiaoyan Ning
黄河下游营养盐浓度月际变化及其对水库泄洪事件的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国海洋大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王允;张红梅;吴念;张桂玲;刘素美
  • 通讯作者:
    刘素美

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其他文献

渤海叶绿素a的时空分布及其影响因素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国海洋大学学报, 2023
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王梦雪;丁晓坤;侯兴;吴念;王允;周楠;王玲燕;张晓彤;朱东栋;刘崇淙;刘素美
  • 通讯作者:
    刘素美
催化动力学分光光度法直接测定天然水体中痕量锰
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    海洋环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王召伟;任景玲;刘素美
  • 通讯作者:
    刘素美
渤海中南部沉积物中生源要素的分布特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    海洋科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李玲伟;刘素美;周召千;鲁超;LI Ling-wei,LIU Su-mei,ZHOU Zhao-qian,LU Chao(Key
  • 通讯作者:
    LI Ling-wei,LIU Su-mei,ZHOU Zhao-qian,LU Chao(Key
黄河中下游干流及水库系统营养盐变化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    海洋环境科学, 2023
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晓彤;张红梅;吴念;宋国栋;丁帅;刘素美
  • 通讯作者:
    刘素美
全球海洋硅循环及研究中面临的主要挑战
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    地学前缘
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱东栋;Jill N. Sutton;Aude Leynaert;Paul J. Tréguer;刘素美
  • 通讯作者:
    刘素美

其他文献

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AI项目思路

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刘素美的其他基金

长江口及邻近海域溶解有机磷的组成特征及其调控因子
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
渤海氮循环的关键过程与调控机制
  • 批准号:
    U1806211
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    281.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
南海北部沉积物中氮循环的关键过程研究
  • 批准号:
    41376086
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
长江口硝化、反硝化和缺氧铵氧化的研究
  • 批准号:
    40876054
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    44.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
沉积物-水界面交换对胶州湾富营养化演变过程的影响
  • 批准号:
    40206017
  • 批准年份:
    2002
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 项目类别:
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相似海外基金

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知道了

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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