兴凯湖退耕还湿地碳固持效应及其再湿响应机理研究

基本信息
批准号:41771106
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:刘晓辉
学科分类:
依托单位:中国科学院东北地理与农业生态研究所
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宫超,薛振山,安雨,袁宇翔,贾雪莹,潘艳文,芦康乐
关键词:
湿地过程湿地碳氮循环湿地土壤沼泽定位观测
结项摘要

It is one of the key scientific issues on carbon sequestration effect and the mechanism responding to rewetting environment in returning paddy fields to marshlands for understanding of ecosystem function evolution with wetland restoration accurately. It will be clarified clearly on micro and ecosystem scales in our research. It takes the returning paddy fields to marshlands and the adjacent natural marshlands by the lakeside of Xingkai Lake as the research plots. It designs the in-situ observations in fields and microcosm simulated experiments, meanwhile, takes advantages of technologies such as solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy and isotope tracer in soil organic carbon. It reveals the profile difference of the soil total organic carbon and the carbon fractions sensitive to the environmental changes on micro scale, and then clarifies the relationship between molecular characteristics of soil carbon and turnover time. It will indicate the carbon sequestration effect in returning paddy fields to marshlands on ecosystem scale by carbon sequestration and emission from soil and plants, including plant biomass inputs, litter decomposition, greenhouse gases emission, soil organic carbon density and so on in different periods. The rewetting scenarios in horizontal or vertical directions will be designed in fields or stimulated experiment in our experimental building such as soil moisture gradient and dry-wet alternation, nutrient inputs of agricultural drainage or water supply from lake, and rainfall-slope control device. Thus it reveals the mechanism of carbon sequestration responding to rewetting environment from soil microbial community composition and function under rewetting scenarios. The results will have certain scientific significance for the formulation of restoration strategy on returning paddy fields to wetlands.

从微观-生态系统尺度阐明退耕还湿地碳固持效应及其对不同再湿情境的响应机理是准确认识湿地恢复进程中生态系统功能演变的关键科学问题之一。本项目选择黑龙江省兴凯湖小湖西侧的退耕还湿地及邻近自然沼泽湿地,结合野外原位控制实验、室内微宇宙模拟实验,利用固态核磁共振光谱及碳同位素等技术。明确微观尺度上退耕还湿地土壤有机碳环境敏感性指标,进而阐明土壤有机碳分子结构特征与其周转时间的关系;基于野外不同退耕还湿年限植物生物量及枯落物分解、温室气体排放通量和土壤有机碳密度等分析系统碳固定与排放,明确生态系统尺度上退耕还湿地碳固持效应;通过野外实验与室内模拟设置水平或垂向的再湿情境:土壤水分梯度与干湿交替、灌溉退水养分输入或湖水补给、降雨-坡面控制,解析退耕还湿地土壤微生物群落组成和功能,进而揭示退耕还湿地碳输入、输出的再湿响应机理。对于退耕还湿地恢复策略的制定具有一定的科学指示意义。

项目摘要

人类不合理利用导致自然湿地结构破坏、脆弱性加剧,湿地生物地球化学和生态功能衰退、减弱。湿地恢复过程中土壤有机碳库的恢复既是湿地生态功能恢复的重要内容,又是其重要指标。揭示退耕还湿过程中碳固持能力及其变化是目前陆地碳循环研究中的热点与难点问题之一,其消长动态及再湿响应机理也亟待明确。面向这一重要科学问题,本项目以典型退耕还湿地为研究对象,针对湿地水文情势是湿地生态系统区别于其他陆地生态系统的重要特征,本项目阐明了恒定水位与水位周期性波动对不同年份退耕还湿地和自然湿地(对照)温室气体排放的影响及其全球增温潜势的响应;明确了枯落物添加对退耕还湿地和自然湿地温室气体排放的影响及其全球增温潜势差异性;揭示了不同氮沉降梯度下不同年份退耕还湿地和自然湿地温室气体排放的差异及其全球增温潜势变化;进而揭示了湿地开垦对沼泽湿地系统碳固持的影响。本项目从水文-植物-土壤关键地理要素出发,揭示退耕还湿地碳固持效应及其再湿响应机理,对深入理解生态系统恢复过程中的生态功能动态至关重要,也可从机理上为制定退耕还湿地的恢复策略提供科学依据。项目负责人作为第一完成人获吉林省自然科学奖二等奖1项,较好地完成了项目研究任务和成果目标。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

刘晓辉的其他基金

批准号:30871319
批准年份:2008
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:51705029
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41001110
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30971930
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:30771159
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41171092
批准年份:2011
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21074127
批准年份:2010
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:41106020
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11775023
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:20804044
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

黄土高原退耕还林还草多尺度土壤固碳效应研究

批准号:40971065
批准年份:2009
负责人:傅伯杰
学科分类:D0105
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
2

三江平原湿地垦殖和退耕还湿过程中土壤碳组分变化研究

批准号:40471124
批准年份:2004
负责人:宋长春
学科分类:D0716
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
3

贵州喀斯特农田土壤碳固持对生物炭还田的响应特征及其机制

批准号:41773144
批准年份:2017
负责人:程建中
学科分类:D0707
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
4

沼泽湿地恢复中土壤团聚体碳组分特征及碳固持机理

批准号:41701096
批准年份:2017
负责人:吕铭志
学科分类:D0105
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目