Collaborative Research: New Roles for Reactive Oxygen Species in Mediating Carbon Fluxes at the Terrestrial-Aquatic Interface
合作研究:活性氧在调节陆地-水生界面碳通量中的新作用
基本信息
- 批准号:2029686
- 负责人:
- 金额:$ 19.97万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-07-01 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Wetlands in the north central region of the United States are important ecosystems that play critical roles in the regional carbon cycle and are likely to be dramatically affected by climate change. Rates of greenhouse gas release from these wetlands may increase with warming and offset their ability to sequester carbon. By studying the chemical and microbiological processes in wetland sediments over space and time, predictions of the effects of climate change on these critical habitats will be possible. Documentation of the ecological importance of this region via photography will demonstrate the value of wetlands to a broad audience.The drivers of biogeochemical activity that dictate the emissions of carbon dioxide and methane in small, inland waters are poorly constrained, yet processes in these water bodies play an oversized role in understanding climate change. One process that is poorly understood is the role of chemical reactions in mediating carbon dioxide and methane formation in small lakes and wetlands, especially the abiotic production of reactive oxygen species (ROS) at the sediment-water interface (SWI). The hypothesis for this project is that the reaction of reduced soluble and particulate forms of iron, sulfur, and carbon with trace level oxygen to form ROS at the SWI is an under-appreciated, yet critical, control on microbiological activity and the cycling of carbon in small inland water bodies. Using a combination of field work in the prairie pothole region of North Dakota, controlled laboratory experiments, and mesocosm studies, this work will 1) identify the geochemical drivers of ROS generation at the SWI, 2) determine spatiotemporal patterns of linked pore water chemistry and ROS at the SWI, and 3) track the generation of specific labile carbon substrates produced through ROS-DOM reactions that affect rates of carbon mineralization and methane production in small lake and wetland sediments. A combination of in situ voltammetry measurements, detailed characterization of dissolved and particulate organic matter, iron, and sulfur species, and microbial -omics analyses will be used to understand the coupled biogeochemical processes. A key component of this work is understanding how abiotic ROS driven reactions at the sediment-water interface lead to turnover of terminal electron acceptors and generation of labile microbial substrates. Establishing a baseline understanding of these processes is needed to predict changes in carbon dioxide and methane fluxes under different climate scenarios. The collected data will enable understanding of how biogeochemical cycles are maintained through coupled abiotic/biotic pathways, and how these processes impact carbon cycling in aquatic environments. This approach is also applicable to other systems and the cycling of other elements, such as nitrogen, which may be especially important in urban wetland regions. The societal benefit will be improved understanding of processes that influence, and are influenced by, climate change. To reach as broad an audience as possible regarding the importance of this region, a photographer will document the landscape and its ecological function during field sampling trips.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
美国北部中部地区的湿地是重要的生态系统,在区域碳周期中起着关键作用,可能会受到气候变化的极大影响。从这些湿地释放温室气体的速度可能会随着变暖而增加并抵消其隔离碳的能力。通过在时间和时间上研究湿地沉积物中的化学和微生物过程,可以预测气候变化对这些关键栖息地的影响。通过摄影来证明该地区的生态重要性的文献将证明湿地对广泛的受众的价值。在小型内陆水域中决定了二氧化碳和甲烷排放的生物地球化学活动的驱动力,但在这些水体中的过程受到了不良的限制,但在这些水体中的过程在理解气候变化方面发挥了超大作用。一个鲜为人知的过程是化学反应在小湖泊和湿地中介导二氧化碳和甲烷形成的作用,尤其是在沉积物 - 水界面(SWI)的活性氧(ROS)的非生物产生。该项目的假设是,在SWI上降低了铁,硫和碳与痕量水平的含量氧的反应是对微生物活性的反应不足但至关重要的控制,并且对微生物活性的控制以及碳在小内陆水体中的循环。结合北达科他州的草原坑洞地区,受控实验室实验和中学研究,这项工作将确定SWI的ROS生成的地球化学驱动因素,2)确定在SWI上的链接水化学和3)范围的射击速度,并在SWI上的空间变化,以及3)的生成速度,该速度的生成速度,以及3)的生成速度,3)以及小湖和湿地沉积物中的甲烷生产。将原位伏安法测量,溶解和颗粒有机物,铁和硫的详细表征以及微生物 - 摩体分析的结合,用于了解耦合的生物地球化学过程。这项工作的一个关键组成部分是了解在沉积物 - 水界面处的非生物ROS驱动反应如何导致末端电子受体的离职和不稳定的微生物底物的产生。需要对这些过程建立基线理解,以预测不同气候场景下二氧化碳和甲烷通量的变化。收集的数据将使您能够了解如何通过耦合的非生物/生物途径来维持生物地球化学周期,以及这些过程如何影响水生环境中的碳循环。这种方法还适用于其他系统和其他元素的循环,例如氮,这在城市湿地地区尤为重要。社会利益将得到对影响气候变化的影响并受到影响的过程的理解。为了尽可能广泛地了解该地区的重要性,摄影师将在实地抽样旅行期间记录景观及其生态功能。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的智力优点和更广泛的影响来通过评估来支持的。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Michael Wilkins其他文献
Student Attitudes and Perceptions of Using Facebook for Language Learning.
学生使用 Facebook 进行语言学习的态度和看法。
- DOI:
- 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Craig Gamble;Michael Wilkins - 通讯作者:
Michael Wilkins
小学校「外国語科」の授業に於ける児童の自由度のある発話の研究:―スモールトークとALTとのZoomセッションの分析からー
小学“外语”课堂中儿童言论自由的研究:-闲聊和使用 ALT 进行 Zoom 会话的分析-
- DOI:
- 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Michael Wilkins;Ryan W. Smithers;居村啓子・清水友子;Michael Wilkins;居村啓子・本好利彰 - 通讯作者:
居村啓子・本好利彰
Learner autonomy dimensions: What motivated and unmotivated EFL students think
学习者自主维度:有动力和无动力的英语学生的想法
- DOI:
10.2478/linpo-2018-0003 - 发表时间:
2018 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Craig Gamble;Michael Wilkins;Jonathan Aliponga;Yakuko Koshiyama;Keiko Yoshida;S. Ando - 通讯作者:
S. Ando
Toxic Delirium with Low-Dose Clozapine
小剂量氯氮平导致中毒性谵妄
- DOI:
- 发表时间:
1997 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Michael Wilkins;Y. Hollander - 通讯作者:
Y. Hollander
Emergence of Utterance Schema in Young Learners' Foreign Language Development: A Longitudinal Study of Japanese Learners of English
青少年外语发展中话语图式的出现:日本英语学习者的纵向研究
- DOI:
- 发表时间:
2019 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Michael Wilkins;Ryan W. Smithers;Atsuko Watanabe;Keiko Imura - 通讯作者:
Keiko Imura
Michael Wilkins的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Michael Wilkins', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: Role of soil microbiome resilience in ecosystem recovery following severe wildfire
合作研究:土壤微生物组恢复力在严重野火后生态系统恢复中的作用
- 批准号:
2114868 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 19.97万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER:Fractured Shales as Portals into Cryptic Carbon and Nitrogen Cycling in the Deep Biosphere
职业:破裂页岩作为深层生物圈隐秘碳和氮循环的门户
- 批准号:
1847684 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 19.97万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
新骨架紫杉烷二萜baccataxane的化学合成、衍生化和降糖活性研究
- 批准号:82373758
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
老年重症新冠患者体内炎性细胞的特点、免疫致病机制及临床转归的研究
- 批准号:82370019
- 批准年份:2023
- 资助金额:65 万元
- 项目类别:面上项目
在幼年型粒单核细胞白血病中鉴定CD69作为其白血病干细胞新表面标记的实验研究
- 批准号:82370146
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
基于磁共振APT成像的乳腺癌新辅助治疗敏感性预测研究
- 批准号:82302153
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
新辅助化疗后CXCL12+CAF诱导胰腺癌三级淋巴结构表型特征与空间定位的分子机制研究
- 批准号:82373296
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Collaborative Research: REU Site: Earth and Planetary Science and Astrophysics REU at the American Museum of Natural History in Collaboration with the City University of New York
合作研究:REU 地点:地球与行星科学和天体物理学 REU 与纽约市立大学合作,位于美国自然历史博物馆
- 批准号:
2348998 - 财政年份:2025
- 资助金额:
$ 19.97万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: REU Site: Earth and Planetary Science and Astrophysics REU at the American Museum of Natural History in Collaboration with the City University of New York
合作研究:REU 地点:地球与行星科学和天体物理学 REU 与纽约市立大学合作,位于美国自然历史博物馆
- 批准号:
2348999 - 财政年份:2025
- 资助金额:
$ 19.97万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: New to IUSE: EDU DCL:Diversifying Economics Education through Plug and Play Video Modules with Diverse Role Models, Relevant Research, and Active Learning
协作研究:IUSE 新增功能:EDU DCL:通过具有不同角色模型、相关研究和主动学习的即插即用视频模块实现经济学教育多元化
- 批准号:
2315700 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.97万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
- 批准号:
2341426 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.97万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
- 批准号:
2341424 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.97万 - 项目类别:
Continuing Grant