纵向岭谷区河流碳输送及水-气界面CO2释放研究-以长江上游龙川江为例

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670473
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0307.景观与区域生态学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Rivers are incredibly important component of the environment, linking and sustaining terrestrial and marine ecosystems, and are thus gaining international significance for their potentially important role in the global carbon cycle. Rivers transport organic and inorganic carbon to the ocean or downstream, and return part of carbon to the atmosphere. The former represents a carbon sink, while the latter represents an atmospheric CO2 source. Fluvial carbon fluxes and water-air CO2 emissions especially under anthropogenic activities and climate changes are particularly the focus of carbon cycling. However, processes and mechanisms controlling CO2 emission and riverine carbon transports are poorly understood, especially carbon emission from monsoon climate driven rivers is scarce. These factors are very important in understanding the role that rivers play in the global and regional carbon cycle. This proposal seeks to obtain a comprehensive understanding of biogeochemical cycling of carbon in a typical monsoon climate river-Longchuanjiang in the upper Yangtze River. Emphasis will be placed on the source, flux of carbon and mechanisms of high aquatic pCO2 production. Our objectivities are to 1) examine carbon characteristics (DOC, POC, DIC, δ13CDIC, δ13CDOC, δ13CPOC, pCO2, H2CO3, HCO3-, CO2, CO32-) in relation to land use and hydrology at multiple spatiotemporal scales covering diurnal and seasonal (spring, summer, autumn and winter), as well as main channel and different-order streams; 2) quantify the fluxes of carbon and suspended particulate material (SPM) and their relations to human activities/land use and hydrology; 3) quantify water-air interface CO2 emission using in situ infrared analyzer and newly developed carbon diffusion model; 4) use isotopic carbon approach (stable δ13C), key environmental factors and biological activity to distinguish sources of carbon and to unravel controlled mechanisms on riverine carbon flux and emission. The research will lead to a new understanding of aquatic ecosystems and their role in carbon cycle. The expected outcomes will develop biogeochemical theory for subtropical river and serve for ecological security in the rivers locating at the Longitudinal Range-Gorge Region.
研究河流的碳形态、各过程碳通量及其影响因素对了解淡水生态系统在全球碳的生物地球化学循环中的作用至关重要。我国季风性气候控制区域的纵向岭谷区河流的碳输送正影响全球及区域尺度的碳评估,但目前的研究极少关注径流变化下河流的碳通量尤其是河流水-气界面碳通量规律及驱动机制。本项目将利用密集周年取样方式,综合运用生态水文学、生物地球化学、多元统计及同位素等技术和手段,以长江上游龙川江为例,研究我国西南纵向岭谷区径流变化及人为活动影响下的河流的碳循环、影响因素及驱动机制。揭示(1)碳的格局、来源、输送通量及其对水文变化的响应;(2)多时(昼夜及季节)空(干流和不同等级支流)尺度上的水-气界面碳交换及驱动因素;最终完成河流纵向和垂直方向的碳通量的综合评估。本研究将丰富我国流域生态学及生物地球化学循环理论,发展和完善河流的碳循环机制,对认识变化环境下的纵向岭谷区河流物质循环具有突出的科学意义。

结项摘要

项目背景.研究河流的碳形态、各过程碳通量及其影响因素对了解淡水生态系统在全球碳的生物地球.化学循环中的作用至关重要。我国季风性气候控制区域的纵向岭谷区河流的碳输送正影响全球及区域尺度的碳评估,但目前的研究极少关注径流变化下河流的碳通量尤其是河流水-气界面碳通量规律及驱动机制。本项目将利用密集周年取样方式,综合运用生态水文学、生物地球化学、多元统计及同位素等技术和手段,以长江上游龙川江为例,研究我国西南纵向岭谷区径流变化及人为活动影响下的河流的碳循环、影响因素及驱动机制。..主要研究内容.(1)河流碳(有机及无机碳)时空格局及其控制因子.(2)河流干流及典型支流纵向碳通量的时空异质性.(3)河流水-气界面碳交换及驱动因素..重要结果.1. 阐明龙川江水体pCO2和界面CO2通量的时空格局及与环境因子的关系.2. 建立河流pCO2与DOM化学多样性及养分化学计量比关系,构建基于光谱学参数的DOC预测模型.3. 揭示纵向岭谷河流-龙川江DOC可生物降解规律及关键控制因子,阐明降解过程中DOM质量变化,建立基于光谱学的DOM降解统计学模型.4. 揭示城镇化进程中养分变化对水体CO2的影响及CO2通量情况.5. 量化我国湖泊、水库温室气体释放量,阐明温室气体释放的关键控制因素,提出水库温室气体减排-富营养化控制的双赢思路..关键数据.1. 龙川江水体基础理化指标、CNP形态指标、CO2溶存浓度及通量;.2. 龙川江水体DOM化学多样性、DOC生物降解率和流域土地利组成..科学意义.阐明龙川江水体pCO2及界面通量变化规律与关键控制因素,揭示pCO2对城镇化、养分及DOM质量的响应关系;阐释DOM迁移转化与河流连续体的关系,构建DOC的预测模型;揭示河流DOM成分、分子大小和来源等信息与BDOC的关系,建立基于光谱学的DOM降解统计学模型,预测变化环境下DOC降解规律及环境意义,初步形成DOM-pCO2-BDOC的理论体系。丰富我国流域生态学及生物地球化学循环理论,发展和完善河流的碳循环机制,对认识变化环境下的纵向岭谷区河流物质循环具有突出的科学意义。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Biodegradability of riverine dissolved organic carbon in a Dry-hot Valley Region: Initial trophic controls and variations in chemical composition
干热河谷地区河流溶解有机碳的生物降解性:初始营养控制和化学成分变化
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2019.04.069
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Journal of Hydrology
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Ni Maofei;Li Siyue
  • 通讯作者:
    Li Siyue
Large spatiotemporal shifts of CO2 partial pressure and CO2 degassing in a monsoonal headwater stream
季风源头水流中二氧化碳分压和二氧化碳脱气的大时空变化
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2019.124135
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Journal of Hydrology
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Luo Jiachen;Li Siyue;Ni Maofei;Zhang Jing
  • 通讯作者:
    Zhang Jing
Carbon and nutrients as indicators of daily fluctuations of pCO2 and CO2 flux in a river draining a rapidly urbanizing area
碳和营养物作为快速城市化地区河流中 pCO2 和 CO2 通量每日波动的指标
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Ecological Indicators
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Li Siyue;Luo Jichen;Wu Daishe
  • 通讯作者:
    Wu Daishe
Temporal controls on dissolved organic carbon biodegradation in subtropical rivers: Initial chemical composition versus stoichiometry
亚热带河流溶解有机碳生物降解的时间控制:初始化学成分与化学计量
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2018.10.220
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Mao Rong;Li Siyue
  • 通讯作者:
    Li Siyue
Temperature sensitivity of biodegradable dissolved organic carbon increases with elevating humification degree in subtropical rivers
亚热带河流可生物降解溶解有机碳的温度敏感性随着腐殖化程度的升高而增加
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2018.04.256
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Mao Rong;Li Si Yue
  • 通讯作者:
    Li Si Yue

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    洪婧;李思悦;赖瑾璇;李雪;蔡培;陈绍宽
  • 通讯作者:
    陈绍宽
黄河流域多时空尺度土地利用与水质的关系
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 作者:
    郭羽羽;李思悦;刘睿;张静
  • 通讯作者:
    张静

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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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