荒漠绿洲湿地盐分累积过程及其水热驱动机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41471024
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0702.环境水科学
  • 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

Wetland is an important part of inland river basin in arid regions of Northwest China, and soil salinization in wetland has been become a serious threat to the stability of oasis ecosystem and the development of agriculture. The accumulation of soil salinity occurs as a result of changes in the process of exchange between water and energy. Therefore, a deep investigation on the process of exchange between water and energy has vast importance to the research work about driving mechanism of salt accumulation in desert-oasis wetland. In this project, a case study on the shrub, swamp and meadow wetlands will been conducted to intensively discuss the dynamic characteristics and distribution pattern of the salinity in arid regions of Northwest China. Based on stable isotope analysis, combined with micro-meteorological method, we will accurately distinguish between plant transpiration and soil evaporation, determine the main sources of water and salt, and quantify the contribution rates of precipitation, evapotranspiration, groundwater and surface water to salt accumulation. The project will further analyze the control effects of water and energy gradient on the salt movement, and discuss the influences of water and energy to the salt movement in desert-oasis wetland. As a result, we will establish coupled models on water-energy-salinity, clarify the driving mechanism of water and energy in the accumulation process of soil salinity, which can provide the theoretical basis for the management, salinity control and revegetation at desert-oasis wetland in arid regions of Northwest China.
荒漠绿洲湿地是干旱区内陆河流域的重要组成部分,其土壤盐碱化严重威胁着干旱区绿洲稳定和农业发展。土壤盐分累积过程是水分运移和热量传输过程发生变化的结果与产物,因此深入探讨水热传输过程对荒漠绿洲湿地盐分累积的驱动机理研究具有重要意义。本项目以河岸灌木湿地、沼泽湿地和草地湿地为例,深入研究荒漠绿洲湿地盐分动态变化特征与时空分布格局;基于稳定同位素技术,结合微气象法准确区分植物蒸腾和土壤蒸发,确定湿地水盐来源并量化降水、蒸散发、地下水和地表水对土壤盐分累积的贡献率;分析水热梯度对盐分运移及其分布格局的控制作用,探讨湿地水热过程对盐分运移的影响;建立水热盐运移的耦合数值模型,阐明土壤盐分累积过程的水热驱动机理,为荒漠绿洲湿地管理、盐碱化治理和植被恢复提供科学依据。

结项摘要

湿地是干旱区内陆河流域的重要组成部分,湿地土壤盐碱化严重威胁着干旱区绿洲生态系统的稳定和农业发展。土壤盐分累积是水热传输过程发生变化的结果与产物,因此深入探讨水热传输过程对荒漠绿洲湿地盐分累积的驱动机理具有重要意义。本项目在黑河中游选取典型河岸灌木湿地、沼泽湿地和草地湿地作为研究区,通过水热盐长期定位监测,土壤水热参数野外测定,水化学与氢氧同位素实验室分析以及Hydrus模型模拟等实验手段;应用氢氧同位素示踪、波文比-微型蒸渗仪区分蒸散以及水热盐模型模拟等关键技术探讨荒漠绿洲湿地水热驱动下的盐分累积机理。研究表明:1)湿地多年平均降水125.3 mm,蒸散量587.5 mm,土壤水变化量为-12.5 mm,补给量为474.5 mm;在能量分配中,感热占50.42%,潜热占40.56%,地热流占9.02%;河岸湿地的地下水位和土壤盐分分别为85.4±5.4 cm、29.80 g/kg,盐沼湿地则分别为129.7±15.1 cm、63.64 g/kg。2)湿地水分主要来源于地下水和河水,且地下水占比超过60%,降水对湿地水分贡献较小且降水对地上生产力的贡献随着地下水位的降低逐渐减小;湿地水化学类型为SO42--Na型,阳离子均以Na+为主,阴离子以SO42-为主,阴离子浓度大小顺序为SO42->Cl->HCO3-,阳离子浓度大小顺序为Na+>Ca2+>Mg2+>K+。3)湿地土壤呼吸速率、总硝化速率与反硝化速率的季节变化均呈单峰变化趋势,且表层土壤温度和土壤电导率是影响湿地土壤呼吸的关键因子;总硝化速率与反硝化速率与土壤含水量、温度呈显著正相关,与盐分含量呈负相关;水分利用效率为:河岸湿地>荒漠湿地>草地湿地>湖泊湿地,光能利用效率为:湖泊湿地>河岸湿地>荒漠湿地>草地湿地。4)湿地表层水热盐运移规律较深层复杂,净辐射对荒漠绿洲湿地土壤水热盐影响较大;降水与蒸散的相互作用是河岸湿地的脱盐和积盐过程的影响因素,盐沼湿地的盐分累积是地下水、蒸散和降水的综合作用的结果。研究成果将为荒漠绿洲湿地管理、盐碱化治理和植被恢复提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
水盐梯度下湿地柽柳光合响应特征和水分利用效率
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国沙漠
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孟阳阳;刘冰;刘婵
  • 通讯作者:
    刘婵
荒漠绿洲湿地土壤水热盐动态过程及其影响机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国沙漠
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孟阳阳;刘冰;刘婵
  • 通讯作者:
    刘婵
Biodiversity, productivity, and temporal stability in a natural grassland ecosystem of China
中国天然草地生态系统的生物多样性、生产力和时间稳定性
  • DOI:
    10.3724/sp.j.1226.2018.00293
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    SCIENCES IN COLD AND ARID REGIONS
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Liu, Bing;Zhao, WenZhi;Liu, Chan
  • 通讯作者:
    Liu, Chan
Evapotranspiration partitioning, stomatal conductance, and components of the water balance: A special case of a desert ecosystem in China
蒸散分配、气孔导度和水平衡的组成部分:中国荒漠生态系统的特例
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2016.04.042
  • 发表时间:
    2016-07
  • 期刊:
    Journal of Hydrology
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Zhao Wenzhi;Liu Bing;Chang Xuexiang;Yang Qiyue;Yang Yuting;Liu Zhiling;Cleverly James;Eamus Derek
  • 通讯作者:
    Eamus Derek
Groundwater facilitated water-use efficiency along a gradient of groundwater depth in arid northwestern China
地下水促进了中国西北干旱地区地下水深度梯度的用水效率
  • DOI:
    10.1016/j.agrformet.2016.12.003
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Agricultural and Forest Meteorology
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Bing Liu;Huade Guan;Wenzhi Zhao;Yuting Yang;Shoubo Li
  • 通讯作者:
    Shoubo Li

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其他文献

面向高质量发展的交通战略评估体系建构——以武汉市为例
  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    刘冰;张涵双;曹娟娟;徐雷;陈晓荣;王志玮
  • 通讯作者:
    王志玮
响应面法优化渤海紫菜中脂肪酸的检测方法
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    2015
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    周围
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王彩霞;刘冰;徐斌
  • 通讯作者:
    徐斌
Synthesis of optically active N-protected ?-aminoketones and ?-amino alcohols
光学活性N-保护的α-氨基酮和α-氨基醇的合成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    周正洪;唐奕龙;李康应;刘冰;唐除痴
  • 通讯作者:
    唐除痴
高光谱影像分类的深度少样例学习方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘冰;左溪冰;谭熊;余岸竹;郭文月
  • 通讯作者:
    郭文月

其他文献

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刘冰的其他基金

荒漠绿洲湿地水文-植被-土壤及其稳定性对水文连通性的响应过程与互馈机制
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鄂尔多斯高原风成沉积记录的全新世冬夏季风演变及相位关系研究
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荒漠绿洲湿地水分补给过程及其对水环境演变的影响机制
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  • 资助金额:
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荒漠绿洲湿地水热传输过程及其驱动机制
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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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