气候变暖对青藏高寒草地土壤碳组分及其稳定性的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31470506
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    86.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0306.生态系统生态学
  • 结题年份:
    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

Nowadays, most researches have proved that global climate temperature has been increasing apparently since 1900, and understanding the effect of climate warming on the structure and function of terrestrial ecosystems and its mechanism are therefore important scientific issues for global change study. Alpine meadow in Tibetan Plateau is predicted to be sensitive to changes in climate, and soil organic carbon (SOC) in the upper soil layer is enormous in the region. It is supposed that small changes in the SOC storage caused by warming scenarios in the future would exert obvious impact on the carbon balance of alpine meadow ecosystem. Therefore, understanding the responses of SOC compositions and decomposition process of SOC are essential to scientifically evaluate the effect of carbon sink or source in alpine meadow in Tibetan Plateau in the warming scenarios. Scientists can take three approaches to explore the underlying effect of climate warming on the SOC storage of alpine meadow in Tibetan Plateau. One is how SOC storage change with climate warming and its mechanisms. Second is how climate warming affluence the composition of SOM in alpine meadow in Tibetan Plateau, e.g. labile organic carbon, aggregates, and the structure of SOM. Third is how the decomposition process of SOC in soil and soil fractions vary with temperature, such as the decomposition rate of SOC, temperature sensitivity (Q10). In this study, we will use the long-term stimulating warming experiment in the field (Open-top Chambers, OTC), horizontal transect and vertical transect of alpine meadow in Tibetan Plateau, by analyzed changes in soil respiration, SOC storage, the composition of SOC, the structure of SOM, the decomposition rates of SOC and Q10 (incubation experiment), to adders above scientific issues, in view of the stability of SOC storage and the temperature sensitivity of SOM decomposition. Our results will provide new scientific foundation and insights to evaluate the soil carbon sequestration of alpine meadow in Tibetan Plateau and its adaptation management in the warming scenarios in the future.
气候变化对生态系统结构和功能的影响是当前全球变化研究的热点领域之一。青藏高寒草地表层土壤有机碳贮量巨大,在气候变暖情景下其土壤碳贮量的微弱变化就会对区域碳源汇功能产生重要影响。因此,科学地评估气候变暖对高寒草地土壤碳贮量的影响及其过程机理,需要考虑如下几个方面:1)土壤碳贮量变化及其机理?2)土壤碳组分变化及其机理(活性碳、团聚体和有机质结构)?3)土壤(组分)分解过程对温度变化的响应特征及其机理(分解速率和温度敏感性等)?本项目将利用模拟增温实验(OTC)、水平样带和垂直样带为基础平台的青藏高寒草地,采用原位控制实验+样带调查+室内培养的技术体系,从土壤呼吸、碳组分、有机质结构和土壤(组分)碳矿化及其温度敏感性相结合途径,重点从土壤碳稳定性及其分解的温度敏感性角度,综合研究气温升高对高寒草地土壤碳贮量及其稳定性的影响和机理,为准确评估气候变暖情景下高寒草地固碳效应及其适应性管理提供依据。

结项摘要

气候变化对生态系统结构和功能的影响是全球变化研究的热点领域。本项目利用西藏当雄模拟增温实验(OTC)、西藏高原从东到西水平草地样带和当雄垂直样带的基础实验平台,采用原位控制实验+样带调查+室内培养的技术体系,从土壤碳组分、土壤有机质结构和土壤(组分)碳矿化及其温度敏感性相结合途径,探讨气温升高对高寒草地土壤碳贮量及其稳定性的影响和机理。. 项目主要结果包括:1)发现要模拟升温情景下(气候变暖情景下),高寒草甸土壤将加强通过与土壤矿物联系的化学保护为主,是维持其土壤有机质稳定的主要机制;2)揭示了青藏高原沿海拔高度土壤有机碳含量、组成及团聚体稳定性特征和气候主导因素;3)发现在海拔大约4800-4950米达到最高,随后逐渐降低;因此,在未来探讨西藏高寒草甸土壤有机质含量与贮量对气候变化的响应与适应时,应充分考虑到土壤微团聚体与稳定烷基碳的垂直海拔高度的分异规律;4)发现青藏高原不同草地类型土壤有机质分解及其温度敏感性间存在显著差异,整体趋势表现为高寒草甸 (1.56) < 高寒草原 (1.88) < 高寒荒漠 (2.39)。5)外源性添加底物的C:N化学计量特征对土壤有机质分解的温度敏感性具有很强的调控作用;6)发现土壤有机质分解的温度敏感性在升温阶段显著低于降温阶段,考虑土壤有机质分解温度敏感性的不等效性对于准确预测高寒地区土壤有机质分解与气候的反馈作用具有重要的意义。7)发现温度敏感性整体表现为高寒湿地 (1.50)<小于高寒草甸 (1.83);8)通过高强度室内控制实验,发现土壤碳氮矿化对降雨脉冲事件的响应及其不耦合现象,发展了微生物驱动模式下新的碳氮矿化响应机制。. 通过执行本项目,我们共发表了发表了SCI论文28篇(第一标9篇)、CSCD论文6篇(第一标注3篇);其中,部分期刊发表在国际相关学科的主流期刊如:Soil Biology and Biochemistry、Global Change Biology、Global Ecology and Biogeography、Agriculture Ecosystem and Environment、Catena、Geoderma、Journal of Geophysical Research、Scientific Reports、生态学报、应用生态学报、自然资源学报等。

项目成果

期刊论文数量(25)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Heavy metal deposition through rainfall in Chinese natural terrestrial ecosystems: Evidences from national-scale network monitoring
中国陆地自然生态系统降雨重金属沉降:来自全国网络监测的证据
  • DOI:
    10.1016/j.chemosphere.2016.08.105
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chemosphere
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Zhu Jianxing;Wang Qiufeng;Yu Haili;Li Meiling;He Nianpeng
  • 通讯作者:
    He Nianpeng
Methods of evaluating soil bulk density: Impact on estimating large scale soil organic carbon storage
评估土壤容重的方法:对估算大规模土壤有机碳储量的影响
  • DOI:
    10.1016/j.catena.2016.05.001
  • 发表时间:
    2016-09-01
  • 期刊:
    CATENA
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Xu, Li;He, Nianpeng;Yu, Guirui
  • 通讯作者:
    Yu, Guirui
中国土壤容重特征及其对区域碳贮量估算的意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柴华;何念鹏
  • 通讯作者:
    何念鹏
藏北高寒草甸群落结构与物种组成对增温与施氮的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宗宁;柴曦;蒋婧;牛犇;张宪洲;何永涛
  • 通讯作者:
    何永涛
青藏高寒草地植被生产力与生物多样性的经度格局
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    自然资源学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱桂丽;李杰;魏学红;何念鹏
  • 通讯作者:
    何念鹏

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其他文献

温带针阔混交林叶片性状随树冠垂直高度的变化规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田俊霞;魏丽萍;何念鹏;徐丽;陈智;侯继华
  • 通讯作者:
    侯继华
围封对内蒙古大针茅草地土壤碳矿化及其激发效应的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王若梦;董宽虎;何念鹏;朱剑兴;代景忠;施侃侃
  • 通讯作者:
    施侃侃
火烧对长期封育草地土壤碳固持效应的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩兴国;于贵瑞;何念鹏;代景忠
  • 通讯作者:
    代景忠
Divergence of dominant factors in soil microbial communities and functions in forest ecosystems along a climatic gradient
土壤微生物群落主导因子和森林生态系统功能沿气候梯度的差异
  • DOI:
    10.5194/bg-15-1217-2018
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
    Biogeosciences
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    徐志伟;于贵瑞;张心昱;何念鹏;王秋凤;王升忠;徐晓峰;王瑞丽;赵宁
  • 通讯作者:
    赵宁
长期围封和自由放牧对高寒草甸土壤微生物群落结构及碳源代谢多样性的影响
  • DOI:
    10.13287/j.1001-9332.201808.004
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛亚芳;宗宁;何念鹏;田静;张永清
  • 通讯作者:
    张永清

其他文献

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何念鹏的其他基金

中国陆地生态系统碳库现存量及其不确定性
  • 批准号:
    42141004
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    298 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
中国东部不同气候带森林土壤有机质分解温度敏感性的垂直变异规律与机制: 联网研究
  • 批准号:
    31770655
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    61.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
模拟氮沉降对内蒙古典型草地碳固持效应及其稳定性的影响
  • 批准号:
    31270519
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    2012
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  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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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