长期氮沉降影响南亚热带森林生态系统可溶性有机碳流失的过程与机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31370498
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0308.全球变化生态学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The globalization of atmospheric nitrogen (N) deposition has significantly altered terrestrial ecosystem carbon cycle. Dissolved organic carbon (DOC) plays a key role in linking the bio-, hydro- and pedosphere, and also in soil-forming processes and carbon sequestration via DOC mobilization and transport for both temperate and tropical soils. However, the fates of DOC have received less attention under the elevated N deposition, especially in the tropical and subtropical ecosystems. In this project, combined with our previous results, we will investigate the responses of fluxes of DOC to long-term high N deposition in N-saturated and N-limited forest ecosystems of subtropical China. This study will be conducted in the first established long-term N experimental forest site in China. The forests are an old-growth forest (the monsoon evergreen broadleaf forest, N-saturated) and two N-limited forests (pine-broadleaf mixed forest and pine forest). We focus our objectives on the followings: (1) To clarity how elevated N deposition affects the patterns of DOC dynamics in three subtropical forests and the possible C sequestration induced by N deposition in these ecosystems. (2) To explore the differences between N-rich and N-limited ecosystems on the responses of DOC to N deposition. (3) To develop biogeochemistry models on the cycling of DOC in forest ecosystems with different N status. Results from this study will theoretically provide new understanding on the responses of carbon cycling to long-term N deposition in tropical or subtropical forests, and practically to provide data base to assess effects of N deposition on carbon cycling in regional forests and to contribute useful information to sustainable forest and environmental management.
氮沉降全球化已显著改变了陆地生态系统碳循环。可溶性有机碳(DOC)在连接生物圈-水圈-土壤圈,以及在有机碳的矿化、运输和吸存过程中均扮演着重要角色。然而氮沉降背景下DOC的去向通常被忽略,由此限制了我们对陆地生态系统碳循环的理解,特别是在热带亚热带地区。在前期研究基础上,本项目利用我国最早建立的森林生态系统长期氮沉降试验样地,来研究我国南亚热带代表性森林(马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林) DOC动态对长期高氮沉降的响应,旨在:揭示长期氮沉降驱动南亚热带森林土壤DOC流失的过程机制,及其对碳吸存的贡献;探讨"富氮"生态系统和"氮限制"生态系统DOC动态对氮沉降响应的异同格局;发展"富氮"与"氮限制"生态系统DOC循环的生物地球化学模型。本项目实施,一方面可以丰富未来高氮沉降背景下热带亚热带区域碳循环理论,另一方面对评估和预测我国热带亚热带森林生态系统碳循环及其变化规律也具有重要意义。

结项摘要

人类活动导致的大气氮沉降日益增加并全球化,改变了生态系统原有的碳氮循环模式,威胁到了生态系统的健康和安全。中国南方是大气氮沉降的高发区,但相关的研究仍然十分薄弱。本项目依托鼎湖山森林生态系统长期氮沉降研究样地,探讨了我国南亚热带代表性森林(季风常绿阔叶林/成熟林、针叶阔叶混交林和马尾松针叶林)可溶性有机碳(DOC)淋失动态对长期高氮沉降响应的过程及其机制。主要研究成果如下:(1)发现长期高氮输入促进了南亚热带森林氮素的迁移和流失(以硝态氮为主),加剧了森林土壤酸化,并提出了长期氮沉降下成熟林比次生林和人工林更加脆弱的观点;(2)在成熟林和针叶林,长期高氮沉降降低了表层土壤或根际区土壤DOC的淋溶输出,有利于促进土壤碳吸存,但是混交林DOC的输出动态没有显著响应;(3)在淋溶过程中,DOC与可溶性无机氮(DIN)和可溶性有机氮(DON)解耦联,但是受溶液酸度的影响;(4)发现“氮饱和”的成熟林仍然是不可忽视的“氮汇”,丰富了热带森林生态系统氮素循环理论;(5)长期高氮输入可降低土壤微生物量、以及微生物(真菌)残留物对土壤有机碳的贡献;(6)发展了典型“富氮”和“氮限制”森林生态系统DOC生物地球化学循环对氮沉降响应的框架模型,并提出物理化学机制和生物学机制分别主导两类系统的DOC循环。综上,在氮沉降全球化背景下,本项目丰富了热带亚热带区域生态系统碳循环理论,研究结果对评估和预测我国热带亚热带森林生态系统碳氮循环规律具有重要的理论和现实意义。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reconsidering the phosphorus limitation of soil microbial activity in tropical forests
重新考虑热带森林土壤微生物活动的磷限制
  • DOI:
    10.1111/1365-2435.13043
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Functional Ecology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Taiki Mori;Xiangkai Lu;Ryota Aoyagi;Jiangming Mo
  • 通讯作者:
    Jiangming Mo
Effects of long-term nitrogen and phosphorus additions on soil acidification in an N-rich tropical forest
长期氮磷添加对富氮热带森林土壤酸化的影响
  • DOI:
    10.1016/j.geoderma.2016.09.017
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Geoderma
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Chen, Hao;Zhu, Xiaomin;Mori, Taiki;Mo, Jiangming
  • 通讯作者:
    Mo, Jiangming
Testing potassium limitation on soil microbial activity in a sub-tropical forest soil
测试亚热带森林土壤中土壤微生物活性的钾限制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Forestry Research
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Taiki Mori;Senhao Wang;Zhuohang Wang;Cong Wang;Hui Mo;Jiangming Mo;Xiankai Lu
  • 通讯作者:
    Xiankai Lu
Effects of simulated N deposition on foliar nutrient status, N metabolism and photosynthetic capacity of three dominant understory plant species in a mature tropical forest
模拟氮沉降对成熟热带林下三种优势林下植物叶面养分状况、氮代谢和光合能力的影响
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2017.08.087
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Mao, Qinggong;Lu, Xiankai;Mo, Jiangming
  • 通讯作者:
    Mo, Jiangming
Nitrogen deposition contributes to soil acidification in tropical ecosystems
氮沉降导致热带生态系统土壤酸化
  • DOI:
    10.1111/gcb.12665
  • 发表时间:
    2014-12-01
  • 期刊:
    GLOBAL CHANGE BIOLOGY
  • 影响因子:
    11.6
  • 作者:
    Lu, Xiankai;Mao, Qinggong;Mo, Jiangming
  • 通讯作者:
    Mo, Jiangming

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其他文献

南亚热带森林土壤微生物量碳对氮沉降的响应
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  • 期刊:
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  • 作者:
    鲁显楷;王晖;莫江明;薛璟花;方运霆;李炯
  • 通讯作者:
    李炯
氮沉降对森林生态系统碳吸存的影响
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    --
  • 期刊:
    生态学报
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  • 作者:
    陈浩;莫江明;张炜;鲁显楷;黄娟
  • 通讯作者:
    黄娟
模拟大气氮沉降对中国森林生态系统影响的研究进展
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    热带亚热带植物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    鲁显楷;莫江明;张炜;毛庆功;刘荣臻;王聪;王森浩;郑棉海;MORITaiki;毛晋花;张勇群;王玉芳;黄娟
  • 通讯作者:
    黄娟
鼎湖山主要林下层植物光合生理特性对模拟氮沉降的响应
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    张炜;李德军;方运霆;莫江明;鲁显楷
  • 通讯作者:
    鲁显楷
长期氮添加对亚热带森林土壤微生物碳源代谢多样性的影响
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    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刁婵;鲁显楷;田静;张永清;莫江明;于贵瑞
  • 通讯作者:
    于贵瑞

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鲁显楷的其他基金

南亚热带森林土壤有机碳稳定性对长期高氮输入响应的过程与机制
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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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