鄱阳湖洲滩湿地土壤微生物呼吸的热适应性
批准号:
31600381
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
沈瑞昌
依托单位:
学科分类:
全球变化生态学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨小强、陈彦鑫、邵波、王亚芳
中文摘要
土壤微生物呼吸的热适应性能显著影响陆地生态系统对全球变暖的反馈过程,进而改变未来气候变化的趋势。然而,湿地作为一个独特而重要的碳库,其土壤微生物呼吸的热适应性研究成果至今未见报道。此外,水分梯度如何影响微生物呼吸热适应和土壤微生物群落结构在热适应中的作用机理等重要问题依然没有解答。本项目拟利用鄱阳湖洲滩湿地不同水分含量的土壤样本,通过实验室长期培养方法,分析洲滩湿地土壤微生物呼吸的热适应特征及其受土壤水分的影响,揭示其中的微生物群落结构变化机理。研究内容包括:1)验证洲滩湿地土壤微生物呼吸的热适应性,分析其热适应类型;2)明确土壤水分梯度对洲滩湿地土壤微生物呼吸热适应的影响;3)探索微生物群落结构调控土壤微生物呼吸热适应性的机理。本项目将为模拟鄱阳湖未来的碳循环规律和生态系统服务功能提供数据支撑,还将为预测长江中下游平原对全球变暖的反馈作用和制定该区域的减排政策提供理论依据。
英文摘要
Understanding thermal acclimation of soil microbial respiration (Rm) has become one of the most urgent scientific challenges for ecologists as a small change in global soil Rm could dramatically impact the atmospheric CO2 concentration and thus profoundly alter future climate processes. To our knowledge, however, there has no paper studied thermal acclimation of soil Rm in wetland ecosystem which is a unique and important carbon pool. Meanwhile, many vital scientific questions are also far from being settled, such as, how would soil moisture impact on thermal acclimation of soil Rm, and what are the roles of the shifts of soil microbial community structures in thermal acclimation processes. In this project, we will conduct a long-term incubation experiment so as to investigate thermal acclimation processes and their impacts by soil moisture in the typical littoral wetland in Poyang Lake, China. A temperature gradient (10, 20, 30℃) and a soil moisture gradient (20%, 60%, 90% and 150% of the water holding capacity) are included in this incubation experiment. The mass-specific respiration (Rmass) is used to indicate thermal acclimation of soil Rm. Moreover, we also will analysis the functions of the changes of soil microbial community structures in thermal acclimation of soil Rm by conducting the phospholipid fatty acid assay and a DNA-based assay. Our results are crucial to determining the future carbon cycling and the ecosystem service values in Poyang Lake, and also important for simulating the feedbacks of terrestrial ecosystem to global warming in the middle and lower reaches of the Yangtze River and making the emission reduction polices in this region.
土壤微生物呼吸的热适应性能显著影响陆地生态系统对全球变暖的反馈过程,进而改变未来气候变化的趋势。本项目利用鄱阳湖洲滩湿地不同水分含量的土壤样本,通过实验室长期培养方法,分析洲滩湿地土壤微生物呼吸的热适应特征及其受土壤水分的影响,揭示其中的微生物群落结构变化机理。通过项目组成员三年研究,顺利完成了项目的各项任务,实现了项目的总体目标,完成了预期成果指标。本项目的研究发现(1)培养温度和土壤水分对土壤微生物呼吸的影响是动态变化的,而且两者存在明显的交互作用;(2)湿地生态系统的土壤微生物呼吸也会表现出热适应性;(3)在干旱胁迫下,湿地土壤微生物呼吸可以在两个月之内就表现出热适应性;但是在适宜的湿度条件下,湿地土壤微生物呼吸不容易表现出热适应性;(4)湿地土壤微生物呼吸的热适应性从出现之初就是第II类热适应性(呼吸整体性下降),而没有出现从第I类热适应性(温度敏感性下降)向第II类热适应性过渡的现象;(5)土壤微生物群落会通过改变其群落结构以适应高温环境。在项目实施过程中,项目组还搭建起相对完善的实验室土壤培养实验平台,已经为本项目和其它土壤碳周转项目服务。项目已经发表标注基金号的科技论文4篇(2篇SCI论文,1篇EI论文,1篇CSCD论文),其中包括国内第一篇系统介绍土壤微生物呼吸热适应性的证据、机理和争议的综述性文章。本项目的结果将为模拟鄱阳湖未来的碳循环规律和生态系统服务功能提供数据支撑,还将为预测长江中下游平原对全球变暖的反馈作用和制定该区域的减排政策提供理论依据。
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The effects of flooding regimes and soil nutrients on lakeshore plant diversity in a pristine lake and a human managed lake in subtropical China
洪水状况和土壤养分对中国亚热带原始湖泊和人类管理湖泊湖岸植物多样性的影响
DOI:
10.1080/02705060.2019.1687340
发表时间:
2019-01
期刊:
Journal of Freshwater Ecology
影响因子:
1.3
作者:
[Shen Ruichang, Lan Zhichun, Chen Yasong, Leng Fei, Jin Binsong, Fang Changming, Chen Jiakuan]
通讯作者:
Chen Jiakuan
DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
湖泊科学
影响因子:
--
作者:
[沈瑞昌, 兰志春, 方长明, 陈家宽]
通讯作者:
陈家宽
Microbial membranes related to the thermal acclimation of soil heterotrophic respiration in a temperate steppe in northern China
中国北方温带草原土壤异养呼吸热驯化相关的微生物膜
DOI:
10.1111/ejss.12872
发表时间:
2019-08
期刊:
European Journal of Soil Science
影响因子:
4.2
作者:
[Shen Ruichang, Xu Ming, Chi Yonggang, Yu Shen, Wan Shiqiang, He Nianpeng]
通讯作者:
He Nianpeng
DOI:
10.5846/stxb201612172607
发表时间:
2018
期刊:
Acta Ecologica Sinica
影响因子:
--
作者:
[沈瑞昌 SHEN Ruichang;徐明 XU Ming;方长明 FANG Changming;陈家宽 CHEN Jiakuan]
通讯作者:
沈瑞昌 SHEN Ruichang;徐明 XU Ming;方长明 FANG Changming;陈家宽 CHEN Jiakuan
鄱阳湖湿地季节性淹水对土壤有机碳分解的温度敏感性的影响和机制
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批准号:32160308
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:35万元
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批准年份:2021
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负责人:沈瑞昌
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依托单位:
国内基金
海外基金