春季降雨量变化对滨海盐沼湿地植物光合碳分配的影响机制
批准号:
42101117
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
初小静
依托单位:
学科分类:
景观地理和综合自然地理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
初小静
中文摘要
滨海盐沼湿地具有较高的土壤固碳速率,是重要的“蓝色碳汇”。植物光合碳固定是盐沼湿地碳循环的起点,解析植物-土壤系统中光合碳的分配过程及机制是估算盐沼湿地土壤固碳功能的先决条件。春季受水盐胁迫影响,滨海盐沼湿地植物萌发和生长对淡水补给具有高度依赖性和敏感性,然而春季降雨量变化对滨海盐沼湿地植物光合碳固定及其分配的影响过程及机制尚不清楚。本项目以黄河三角洲滨海盐沼湿地为研究对象,依托野外春季降雨变化控制试验平台,开展滨海盐沼湿地植物光合碳分配对春季降雨变化的响应机制研究,揭示春季降雨量变化对滨海盐沼湿地植物群落特征和物种多样性、光合碳固定及其在植物-土壤系统中分配模式的影响机制,将有助于深入认识季节降雨变化下滨海盐沼湿地土壤碳库稳定性变化的影响机制,为准确评估滨海盐沼湿地土壤碳汇潜力及其对未来气候变化的响应提供科学依据。
英文摘要
Coastal salt marshes are considered as important contributors to global "blue carbon" resources, with strong soil carbon sequestration capacity. Plant photosynthetic carbon fixation is the starting point of the carbon cycle of salt marsh, and plant photosynthetic carbon fixation and distribution in the plant-soil system are the prerequisite to estimate the soil carbon sequestration function. Under the influence of water and salt stress in spring, the germination and growth of plants in coastal salt marsh are highly dependent and sensitive to fresh water supply. However, the influence mechanism of spring precipitation change on plant photosynthetic carbon fixation and distributions in coastal salt marshes has not yet been well understood. Here, we conducted a manipulative experiment of spring precipitation change in a coastal salt marsh of the Yellow River Delta. Conduct research on the response mechanism of photosynthetic carbon allocation of plants to seasonal precipitation changes, and to reveal the influence mechanism of seasonal precipitation changes on plant community characteristic and species diversity, photosynthetic carbon fixation and distribution pattern in plant-soil system in coastal salt marsh. The result will enhance scientific understanding of the dynamic of carbon pool stability under variation of seasonal precipitation change, and provide scientific basis for the assessment of soil carbon sink potential and their responses to future climate change in salt marshes.
滨海盐沼湿地具有较高的土壤固碳速率,是重要的“蓝色碳汇”。植物光合碳是盐沼湿地碳循环的起点,解析植物-土壤系统中光合碳的分配过程及机制是估算盐沼湿地土壤固碳功能的先决条件。春季受水盐胁迫影响,滨海盐沼湿地植物萌发和生长对淡水补给具有高度依赖性和敏感性,然而季节变化对滨海盐沼湿地植物光合碳固定及其分配的影响过程及机制尚不清楚。本项目以黄河三角洲滨海盐沼湿地为研究对象,依托季节降雨变化野外控制试验平台,开展滨海盐沼湿地植物光合碳分配对季节降雨变化的响应机制研究。(1)通过季节降雨野外控制试验和13CO2脉冲标记,研究揭示了季节降雨变化对滨海盐沼湿地植物光合固碳的影响。结果显示,春季降水减少显著降低了优势种和亚优势种的年净初级生产力(ANPP),分别下降12%和10%,功能响应生物量(FRB)也显著降低73%。同时,春季降雨增加提高了植物地上部光合碳同化率及碳向下转移效率,增加了土壤有机碳。(2)利用Li-6400便携式光合作用仪结合封闭箱法测定湿地生态系统碳水通量,发具有不对称响应特征,表现为:增加春季降雨并减少夏秋降雨时,+56%和+73%处理的年平均NEE分别增加28%和19%,年平均ET分别增加19%和14%;+56%处理下年平均WUE上升3.3%,而+73%处理下则略有下降(0.5%)。(3)解析了季节降雨变化对土壤碳排放和有机碳组分的影响。土壤呼吸年均值随降雨梯度呈指数增加,其对降雨变化的敏感性表现出显著年际变化。不同降雨分配处理下,SOC及其组分POC和MAOC在土壤剖面上的分布模式存在差异。春季降水减少显著降低SOC含量,分别减少了10%和14%,表层土壤中MAOC/POC比值增加,深层SOC未见明显变。(4)通过项目实施,发表SCI论文5篇,其中中科院一区SCI论文3篇。项目执行期间,项目负责人被聘为副研究员,入选东营市委市政府 “黄河三角洲学者”核心成员(2022年),培养硕士研究生2名。
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