湿地关键带地下水中氮磷碳迁移转化的驱动机制与协同模式
批准号:
42077176
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
周念清
依托单位:
学科分类:
环境水科学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
周念清
中文摘要
湿地关键带是一个复杂的开放系统,是物质交换和能量传输的重要场所。氮磷碳循环及其迁移转化在湿地关键带十分活跃,其作用过程受多种影响因子制约。本立项以洞庭湖湿地为研究对象,针对湖水氮磷超标、农业面源污染及湿地退化等问题,研究地下水及关键带中氮磷碳循环和迁移转化关系至关重要。在研究区布设钻孔,采集土样、地下水和地表水样,通过现场和室内试验,测定氮磷碳赋存性态、总氮、总磷和碳含量、微生物特性及其它相关参数指标,研究其时空分布特征、演化规律,在物质交换和能量流动中提取驱动因子,研究影响因子驱动氮磷碳循环及迁移转化的作用机理,建立氮磷碳循环和迁移转化与驱动因子之间的量化关系,分析驱动因子敏感性,探讨多因子相互作用的协同机制,揭示多因子驱动氮磷碳循环与迁移转化的规律,然后建立地下水驱动氮磷碳迁移转化过程协同与联动耦合模型,预测湿地环境时空演化趋势,对增强湿地功能、保护生态环境和防控面源污染均有重要意义。
英文摘要
The wetland critical zone is a complex open system, it is an important place for material exchange and energy transmission. Nitrogen phosphorus carbon cycle and its migration and transformation are very active in the critical zone of wetland, and its action process is restricted by many factors. The project is taking Dongting Lake Wetland as the research object and mainly focuses on the exceeding N-P concentrations, agricultural non-point source pollution and wetland degradation, and so on. It is very important to study the circulation, migration and transformation of nitrogen, phosphorus and carbon in groundwater. The boreholes will be laid in the research area, soil, groundwater and surface water samples are collected to determine the occurrence of nitrogen, phosphorus and carbon, total nitrogen, total phosphorus and carbon content, microbial characteristics and other related indexes. Study on the temporal and spatial distribution characteristics and evolution of nitrogen, phosphorus and carbon, and the mechanism of groundwater on nitrogen, phosphorus and carbon cycle driving. The information of driving factors is extracted in the process of material flow and the energy flow. The relationship is established between groundwater driving factors and N-P-C cycle to study the sensitivity of driving factor, and to explore the synergistic mechanism of multi factor interaction and reveal the law of multi factor driving nitrogen phosphorus carbon cycle. And then, the establishment of groundwater driven nitrogen, phosphorus and carbon cycle of coordinated linkage and regulation coupling mathematical model, predict the evolution trend of wetland environment in time and space, it has great significance to enhance wetland function, protect the ecological environment and prevent non-point source pollution.
湿地关键带是一个复杂的开放系统,是物质交换和能量传输的重要场所。氮磷碳循环及其迁移转化在湿地关键带十分活跃,其作用过程受多种影响因子的共同制约。本课题是以湘江进入洞庭湖的入湖口湿地为研究对象,针对湖水氮磷超标、农业面源污染及湿地退化等问题,拟定了以下4方面的研究内容:1)湿地关键带N、P、C赋存形态特征及微生物特性;2)湿地关键带驱动N、P、C循环的影响因子提取与指标量化;3)湿地关键带地下水中N、P、C迁移4个转化的驱动机制与多因子协同模式;4)湿地关键带地下水驱动N、P、C循环的多场联动与协同作用耦合模拟。重点解决N、P、C循环驱动机理问题和驱动因子提取、多因子耦合模型建立与模型求解这2大关键科学问题。课题研究取得了以下主要研究成果:1)在研究区布设钻孔,采集土样、地下水和地表水样,进行现场和室内试验,测定N、P、C赋存性态、总N、总P和C含量、微生物特性及其它相关参数指标,研究不同深度、不同地点、不同季节湿地土壤、地下水及湖水中N、P、C赋存形态、理化性状及微生物特性,得到了湿地地表水、土壤及地下水中N、P、C之间时空分布规律与变化特征;2)分析土壤和地下水中N、P、C时空分布特征、演化规律,在物质交换和能量流动中提取和量化驱动因子,研究影响因子驱动N、P、C循环及迁移转化的作用机理,建立了N、P、C循环和迁移转化与驱动因子之间的量化关系,分析驱动因子敏感性,得出了N、P、C迁移转化与各驱动因子之间的敏感度;3)探讨多因子相互作用的协同机制,揭示了多因子驱动N、P、C循环与迁移转化的规律,建立了地下水驱动N、P、C迁移转化过程协同与联动耦合模型,预测了湿地环境时空演化趋势。研究取得的成果对增强湿地功能、保护生态环境和防控面源污染具有重要的理论价值,可以为湖泊富营养化控制、农业面源污染治理、湿地生态功能恢复、水资源保护等提供技术支持,且具有重要的推广应用价值。
湿地关键带碳循环与碳中和演进机制及盈亏动态量化
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批准号:42272291
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项目类别:面上项目
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资助金额:57万元
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批准年份:2022
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负责人:周念清
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依托单位:
战略研究类:极端干旱与江湖水量调度失衡双重胁迫下湿地生态保育战略研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:20万元
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批准年份:2022
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负责人:周念清
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依托单位:
湿地演替带氧化还原电位变化特征与氮素迁移转化机理
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批准号:41272249
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:周念清
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依托单位:
"安全岛"模式下核电场地构造控稳与参数特征分析
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批准号:41072208
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2010
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负责人:周念清
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依托单位:
国内基金
海外基金