高CO2浓度下根系分泌物的研究进展

根系分泌物是植物对大气CO2浓度升高响应的调节器,它能活化土壤养分元素、调节微生物区系组成,在根际微生态系统中扮演重要角色。本文综述了大气CO2浓度升高及其导致的温度上升引起根系分泌物数量和组成上的变化,讨论了这种变化与土壤微生物的关系和对全球C循环的贡献,并根据现状提出了今后的研究方向。     

CO_2浓度升高对土壤微生物及土壤酶影响的研究进展

概述了大气CO2浓度条件下,土壤微生物生物量C、土壤微生物区系、土壤细菌群落结构以及土壤酶的变化等方面的研究进展。并提出在CO2浓度升高条件下,根际微生物的优势种群的变化趋势和根系分泌物与根际微生物之间相互影响的研究是今后的研究趋向。     

大气CO2浓度升高对植物 土壤系统地下过程影响的研究

综述了大气CO2浓度升高对根系、根际、根系分泌物、土壤呼吸和土壤物质转化和C、N循环影响的研究进展,阐述了有关实验的研究情况,以及它们在整个生态系统响应大气CO2浓度升高中的重要作用、目前研究中存在的争论、以及还需要研究的领域和方向及其研究的重要性。     

大气CO2浓度升高对植物根系形态的影响及其调控机理

大气CO2浓度升高会对植物根系形态产生明显的影响,尤其是根的长度、分枝、产量、周转以及根与枝的分配模式等方面,从而有助于植物从土壤中摄取更多的养分及水分,更好地适应大气CO2浓度升高后的环境。目前,该领域研究,如在CO2浓度升高条件下,根系形态变化的内部调控机制,以及由其引起的物质分配和能量流动等仍存在较大争议。本文综述了近年来关于CO2浓度升高及与外界环境因素的共同作用对根系形态影响的研究,以期为阐明CO2浓度升高对植物根系生长发育带来的影响及其机制提供理论指导。     

植物生长环境与根系分泌物的关系

植物所处环境条件会影响植物根系分泌物的数量和组成,同时,植物根系分泌物也会影响根际环境条件。本文综述了植物种类(品种、生长发育阶段)和光温水、养分胁迫、重金属胁迫、微生物活动等环境条件对植物根系分泌物的影响;植物根系分泌物对根际微区土壤结构性、pH、CEC、养分活化和微生物区系等方面的影响,并提出了今后植物根系分泌物与环境条件研究中在研究方法、不同环境条件等方面值得关注的问题。     

土壤微生物生物量和呼吸强度对大气CO2浓度升高的响应

随着全球环境变化对陆地生态系统的影响逐渐成为公众和科学界关注的热点,CO2作为一种重要的温室气体受到格外重视.大气CO2浓度升高将直接影响陆地植物的光合作用[1].植物的光合产物约有20% ～ 50%被运送到地下,通过根系分泌及死亡输入土壤[2],因此大气CO2浓度升高将会间接影响土壤生态系统.长期以来,关于大气CO2浓度升高对农作物地上部分的研究较多,但关于大气CO2浓度升高对土壤特别是土壤微生物的影响的研究报道较少.     

植物根系分泌物与根际微生物交互作用机制研究进展

根际是受植物根系影响最为强烈的微域环境,是植物和土壤交流的桥梁。根系能通过调控根系分泌物的种类和数量影响根际微生物的种群结构和多样性,根际微生物通过改变根际土壤特性影响根系的分泌作用,进而影响植物的生长发育过程。因此,很有必要对这些研究进展进行梳理,提出未来该领域的研究重点。本文以1999～2022年中国知网（CNKI）和Web of Science核心数据库为文献来源,对根系分泌物与根际微生物互作相关的64篇论文进行分析。总结了近年来根系分泌物和根际微生物互作的最新研究成果,重点介绍了根系分泌物对根际微生物种类、数量和分布的影响,环境胁迫对根系分泌物和根际微生物的影响,以及根际微生物对植物生长的影响。基于此,我们对该领域未来的研究方向进行了展望。深入理解根系分泌物和根际微生物之间复杂的互作关系及其机理,对揭示根际微生态调控过程、土壤微生物组功能、促进农作物增产等方面具有重要的意义。     

根系分泌物主要作用及解析技术进展

根系分泌物是植物保持根际微生态系统活力的关键因素，也是根际物质循环的重要组成部分，对根际土壤生态环境中的物质循环具有重要的驱动作用。根系分泌物可以刺激微生物生长，增强其活性，加速根际养分循环，增加土壤养分利用率，并在小规模空间引起温室气体通量的变化。此外，它也是植物参与竞争的重要策略，植物通过根分泌物以获取种间长期生存的养分，甚至分泌对自身有害的化感物质来排挤其他植物，实现自我生存，即使存在自毒作用或引起连作障碍等。植物的健康生长依赖于自身与土壤微生物复杂动态群落的相互作用，但是根际微生物群落结构和组成却又受植物物种、植物生长期、土壤性质、功能基因等因素影响，这些因素的动态变化可能导致根系分泌物的多样化，从而形成复杂多变的根系分泌物与植物的关系，进而影响植物的健康生长。目前，对植物根系分泌物的研究是土壤生态学、植物营养与代谢等领域的研究热点，且随着分析技术手段的快速发展，根系分泌物相关研究也逐渐深入，进一步揭示植物与微生物间的协同作用机理对农、林等行业生产具有重要的指导意义。     

根际CO2浓度对网纹甜瓜根系生长和活力的影响

采用气雾法栽培方式,在开花结果期对网纹甜瓜进行不同浓度的根际CO2处理,探讨根际CO2浓度对网纹甜瓜根系生长及伤流中4种内源激素含量的影响.结果表明:随着处理时间的延长,根际CO2浓度为2500 μL/L处理和5000 μL/L处理与350 μL/L处理相比,根系的生长受到了抑制,根系活力呈先升高后降低的趋势.同时伤流液体积、电导率、pH值以及促进生长类激素IAA(生长素)、ZT(玉米素)、GA3(赤霉素)含量显著降低,而ABA(脱落酸)含量升高.说明根际CO2浓度超过2500 μL/L就会明显影响网纹甜瓜根系生长和根系合成生长类内源激素的能力,这可能也是土壤栽培和基质无土栽培较汽雾法栽培减产的重要原因之一.     

鄱阳湖湿地植物根表铁膜形成的影响因素分析

湿地植物为了适应渍水环境,形成了大量的通气组织,植物可以通过通气组织将氧气输送到根系,从而将Fe2+氧化成铁的氧化物或氢氧化物沉积在植物的根表,形成铁膜。淹水土壤中植物根表形成铁膜必须具备两个条件,一是植物根际处于局部氧化状态,二是生长介质中存在大量的Fe2+。通过溶液培养和土-砂联合培养法,研究了Fe2+浓度、植物种类、诱导时间、p H值、水位变化、根系分泌物对根表铁膜形成的影响。结果表明:苔草和虉草根表铁膜的含量随Fe2+浓度的增加而增加,随诱导时间的延长呈上升的趋势,根系分泌物浓度与铁膜的量呈负相关,随水位的增加呈现先升高后降低的趋势,在水位2~3 cm,p H为5.5~6时根表铁膜的生成量达到最大值。     

大气CO2浓度上升对植物地下竞争的影响

植物地下竞争是影响农业生态系统和自然生态系统中植物群落结构变化的重要因素,而大气CO2浓度升高直接或间接影响了植物的生长及其地下环境,可能需重新评估植物地下竞争的状况。本文从大气CO2浓度升高对植物根系形态结构、生理吸收能力、根系共生真菌、叶片蒸腾速率的影响以及对地下竞争因子的土壤环境方面的影响,探讨未来CO2浓度升高条件下地下竞争的变化。     

陕西省城市人居环境质量的时空差异

[目的]对陕西省10个地市2003—2013年的城市人居环境进行研究,为该省城市人居环境质量提升和城市可持续健康发展提供理论参考。[方法]以陕西省的10个地市为研究对象,建立人居环境质量评价体系,利用耦合协调度模型对4个子系统的耦合协调度进行测量,分析陕西省2003—2013年10个城市人居环境质量的时空变化差异。[结果](1)2003—2013年陕西省人居环境质量呈现总体上升、局部下降的趋势。(2)陕西省城市人居环境质量在空间上分布不均衡,关中平原城市人居环境质量较陕南地区高。(3)从耦合协调度来看,各市人居环境4个子系统的耦合度和耦合协调度变化趋势基本呈上升趋势,但耦合协调度较耦合度而言具有一定的滞后性。[结论]陕西省各个城市人居环境发展不均衡,省会城市及其周边城市发展较好,陕南地区城市人居环境发展较慢,今后更应注意各个城市之间人居环境的协调发展。     

气候变化对我国棉花生产的影响

棉花为喜高温、干旱、无限生长型植物,其产量品质形成对光照、辐射、积温等环境变化较其他作物更为敏感。全球温室化导致的积温增加、CO2浓度上升、辐射量下降、水分分布不均匀及极端天气爆发日趋频繁将对棉花生产产生显著影响。棉花生长期（4-11月）长达7个月,其产量品质形成关键期（7—9月）极易遭受多种极端天气气象条件。因此,尽管温室化效应产生的气温升高、CO2浓度增加将对棉花增产提质带来积极影响,并一定程度扩大我国可种植面积,但温室化效应导致的光辐射量的下降、尤其是短期极端高温/低温、短期极端干旱／暴雨等极端天气发生的日趋频繁将严重威胁我国的棉花安全生产。因此,进行前瞻性的气候变化对中国棉花生产影响的评估、棉花适宜种植区的重新区划、环境稳定型棉花品种选育、应对极端气候条件下的棉化抗逆栽培技术体系的构建对保证全球温室化背景下我国棉花产业的稳定和发展具有极其重要的意义。     

水土保持在密云县生态县建设中的支撑作用

作为首都重要的地表饮用水源基地，密云县长期以来把水源保护作为一项根本任务，不断丰富和完善水源区的发展战略。创建国家级生态县，是密云县新时期深化实施首都水源区发展战略的重大举措。水土保持以保护、改良和合理利用水土资源为目标，改善农村生产生活条件，在生态县建设中具有重要作用。（1）改善生态环境，涵养水源，防治污染，调节气候，减少灾害，是生态环境建设的主体；（2）引导和培育生态产业，加快生态农业，带动休闲旅游业的发展，是生态经济体系建设的保障；（3）促进乡风文明，推动民主管理，改善人居环境，推动生态文化体系的构建。由此可见，水土保持是密云县生态县建设的重要支撑。     

王茂沟淤地坝坝系建设的生态环境效益分析

黄土高原淤地坝坝系建设对当地生态环境的改善有着重要作用。以王茂沟小流域为例,从自然灾害防治条件、林草覆盖度、土壤侵蚀程度、土地质量、人类生存和动植物栖息条件等方面对比分析了淤地坝坝系建设前后的变化,分析表明,淤地坝坝系建设在提高流域抗灾能力、促进并巩固退耕还林还草、改善局部小气候和人类及动植物栖息条件方面均发挥了重要作用,正确认识淤地坝的生态环境效益,对进一步推动淤地坝建设,实现黄土高原秀美山川建设有重要意义。     

基于空间功能值的矿粮复合区三生空间重构

在分析矿区对"三生空间"分布影响基础上,重构三生空间,实现空间优化和协调发展。该文以江西省上饶市弋阳县旭光乡矿粮复合区为研究区域,借助每个村庄斑块所表现出的住户数量来表示生活空间功能值,采用地区修正后的单位面积价值当量法测算得到生态和生产空间功能值,并基于AVC(吸引力、生命力和承载力)理论调整"三生空间"布局。结果表明:矿区对生产-生活-生态空间具有一定的负面影响,表现为"三生空间"功能值与矿区距离成反比;生产-生活-生态空间无序镶嵌分布,具有少数集中、大多数分散的特点;经过空间重构,提高了三生空间功能值,空间格局由无序向规整转变。通过以AVC理论和空间功能值为空间重构理论依据重构后,生态空间功能值由23587.22万元增加到24 307.13万元,生产-生活-生态空间有序镶嵌、多数集中、少数零星分布。     

基于3S技术的开孔河流域人居环境适宜性评价

该文以开孔河流域为研究区,选择地形地貌、气候、水文、植被、土地利用/土地覆盖等自然生态环境因子,运用3S技术,在1 km×1 km的栅格尺度上,进行投影转换、遥感解译、信息提取与分析,定量定性地反映了开孔河流域人居环境适宜性的空间规模与分布特征。结果表明:1)开孔河流域的人居环境指数介于4.4~83.9之间,人居环境适宜性从研究区中部平原区向西北天山高山区和东南塔克拉玛干沙漠区逐渐递减,研究区内大部分地区的人类生产活动受到自然条件的约束与限制。2)根据适宜性指数的大小整个开孔河流域可分为高适宜区、适宜区、一般适宜区、不适宜区以及最不适宜区5个区域,其面积分别为124、2456、2 526、23 104、46 301 km~2,分别占全研究区面积的0.2%、3.3%、3.4%、31%、62.1%。3)高适宜区、适宜区与一般适宜区的面积总和占整个研究区总面积的6.9%,而研究区总人口的98.8%居住在这6.9%区域内。不适宜区与最不适宜区面积总和占研究区总面积的93.1%,总人口的1.2%分布在这93.1%的区域内。研究结果表明,开孔河流域自然环境极其恶劣,生态环境质量相当脆弱,大部分地区受到自然环境条件的制约。所以在今后的发展规划当中需要结合当地自然环境情况与自然资源承载力,合理的进行城市规划与新农村建设。     

中国沼气产业对减排CO2量的模拟与预测

沼气是中国可再生能源建设的重点项目,可提供清洁能源替代化石燃料燃烧,减少温室气体排放,对缓解全球变暖趋势具有重要意义。该文利用复合回归模型对中国沼气行业的CO2减排量(CO2ER)与生物质资源、农村用能结构以及沼气利用现状等指标之间的数值关系进行模拟分析,结果表明:中国户用沼气行业的CO2减排量与沼气池使用量存在显著的线性关系(R2=0.992),与户均产气量存在明显的S函数关系(R2=0.677),大中型沼气工程行业的CO2减排量与池容之间存在显著的线性关系(R2=0.977);经多元线性回归和曲线拟合所得到的复合回归模型对户用沼气行业CO2减排量的拟合较好,各种替代情景下误差率均在5%以内;对大中型沼气工程行业CO2减排量的模拟在2006年后呈现较好的拟合效果,各种替代情景下误差率均在2%以内。依据《可再生能源发展‘十二五’规划》进行预测,2015年中国沼气行业可减少CO2排放6.18×107～1.38×108t。加强沼气科技研发,促使沼气工业化、规模化发展以及提升沼气利用品味,是保持沼气利用CO2减排重要地位的有效途径。     

重庆县域乡村人居环境综合评价及其空间分异

乡村人居环境是乡村区域内农户生产和生活所需物质和非物质的有机结合体,探求其空间分异特征是实施差异化乡村人居环境整治的重要基础。以重庆市37个区县为研究单元,从基础设施、公共服务、环境卫生条件、居住条件、乡村经济条件5个方面构建了重庆市乡村人居环境综合评价指标体系,运用熵值法测算了各县域评价单元的乡村人居环境综合质量,分析了重庆市乡村人居环境的空间分异特征,为重庆市乡村人居环境整治、优化提供科学参考。结果表明:（1）环境卫生条件在一级指标中权重最大,是影响乡村人居环境质量的重要因素;（2）重庆市乡村人居环境空间分异大致呈现"西高东低"的格局特征;（3）各一级指标综合得分值地域分异特征显著,基础设施、公共服务以及居住条件与乡村人居环境质量呈正相关,环境卫生条件、乡村经济条件与乡村人居环境呈负相关。     

CO_2浓度升高对万寿菊生长发育与光合生理的影响

为探究经济花卉万寿菊响应CO_2浓度升高的生理机制,以万寿菊金币品种为试材,利用OTC(open top chamber)系统进行CO_2浓度控制试验,测定了万寿菊形态特征、叶片组织结构、光合色素含量、光合作用及糖类代谢物的变化。结果表明,本试验种植的万寿菊维管束中无"花环状"结构,是菊科中的C_3植物。CO_2浓度升高后,万寿菊叶片栅栏组织增多,栅栏组织内的叶绿体数量增加,光合色素含量增加,净光合速率增强,气孔导度和蒸腾速率在现蕾期和初花期下降,而在盛花期增加,水分利用率在各生育时期均增加。此外,CO_2浓度升高后,万寿菊叶片中还原糖含量、可溶性总糖含量、淀粉含量、纤维素含量均增加。植株的株高、茎粗、单株茎秆重、单株总生物量均有增加,花朵总产量增加27.46%。综上可知,CO_2浓度升高促进了万寿菊叶片光合作用和碳代谢,有利于万寿菊的生长发育。本研究结果有助于揭示万寿菊响应CO_2浓度升高的生理机制,为未来的万寿菊生产开发提供了依据。