模拟CO2浓度和温度升高对宁夏枸杞果实品质形成的影响

【目的】探究CO₂浓度和温度升高对3个宁夏枸杞品种形态特征和营养组分积累的影响,为未来气候变化背景下培育高抗性优良枸杞品种以及经济林应对气候变化的适应性管理提供依据。【方法】采用开顶气室(OTC)模拟控制系统,对3个宁夏枸杞品种(‘宁杞1号’、‘宁杞7号’、‘宁杞10号’)分别进行CO₂浓度(e CO₂)和温度(e T)升高处理。在果实发育的幼果期(YF,处理60天)、青果期(GF,处理70天)、转色期(CF,处理80天)和红果期(RF,处理90天)采集果实,测定其形态特征和营养组分含量。【结果】1)形态特征分析表明,在CO₂浓度升高处理下,‘宁杞1号’果实转色期纵、横径及红果期横径和单果质量显著增加,‘宁杞7号’青果期纵径和转色期横径显著增加,‘宁杞10号’幼果期横径和转色期单果质量显著增加。在温度升高处理下,‘宁杞1号’果实转色期和红果期纵径以及红果期单果质量显著增加,‘宁杞7号’青果期和转色期纵径、转色期和红果期横径和单果质量也显著增加,‘宁杞10号’单果质量显著增加(P<0.05)。2...     

模拟CO2浓度升高对宁夏枸杞营养生长与果实品质的影响

【目的】研究宁夏枸杞对大气CO2浓度升高的生理生态响应机制,为探究枸杞及其他木本经济林植物在气候变化背景下优质高效栽培与育种提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’扦插苗为材料,采用开顶气室(open-top chamber,OTC)及自动监控系统模拟控制CO2浓度,测定宁夏枸杞在升高CO2浓度环境下植株营养生长指标与果实糖分含量、主要活性物质含量和蔗糖代谢相关酶活性的变化。【结果】 1) CO2浓度升高,促进宁夏枸杞植株生长发育,苗高增长量较对照分别高11.67%和18.65%,地径分别高55.09%和62.58%,新梢加长和加粗生长均呈增加趋势。2) 2种CO2浓度升高处理下,宁夏枸杞果实横径较对照分别增加4.56%和7.71%,单果质量分别增加15.05%和34.53%,果实更加饱满。3) CO2浓度升高处理下,夏果(处理90天左右)果实中果糖含量较对照略高,秋果(处理120天后)含量比对照分别低1.39%和3.98%。试验处理期间,果实中葡萄糖和总糖含量均低于对照,且CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理下降最为明显。夏果果实蔗糖含量均低于对照,秋果在CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]下较对照略高。4)果实中枸杞多糖含量低于对照,黄酮含量在秋果期比对照分别低16.62%和18.35%,且CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理对果实活性物质含量影响较大。5) CO2浓度升高增加了酸性转化酶和中性转化酶活性;夏果蔗糖磷酸合成酶较对照明显增加,但秋果酶活性低于对照;蔗糖合成酶分解方向与合成方向酶活性变化趋势相同,夏果均高于对照,秋果酶活性低于对照,CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理下差异极显著。【结论】长期高CO2浓度处理促进宁夏枸杞植株营养生长,果实单果质量与纵横径增大,有利于改善果实外观品质;但果实中糖分含量和枸杞多糖、黄酮等生物活性物质的含量明显降低,相关酶活性发生变化,影响果实营养品质。     

大气CO_2浓度倍增对宁夏枸杞生长的影响

以大气CO_2浓度和温度升高为主要特征的全球气候变化对农业生态系统、森林生态系统产生显著的影响。自20世纪90年代以来,气候变化,特别是大气CO_2浓度升高对植物的生理影响及植物的响应已成为一个重要的生理生态学研究热点问题(张晶晶等,2006;邓可洪等,2006;贾夏等,2005;     

大气CO2浓度升高对宁夏枸杞根区土壤微生物功能多样性及碳源利用特征的影响

【目的】分析大气CO_2浓度升高对宁夏枸杞根区土壤微生物功能多样性及碳源利用特征的影响,为宁夏枸杞适应气候变化进行可持续管理提供理论依据。【方法】以宁夏枸杞扦插苗为材料,采用开顶气室设置自然环境大气CO_2浓度[CK,(400±20)μmol·mol~(-1)]、0.5倍增[TR1,(600±20)μmol·mol~(-1)]和1倍增[TR2,(800±20)μmol·mol~(-1)]3个处理宁夏枸杞苗木,分别于处理后的30、60、90、120天采集根区土样,采用BIO-ECO技术分析土壤微生物群落功能多样性及碳源利用特征。【结果】1) CO_2浓度升高均显著提高宁夏枸杞根区土壤微生物碳源代谢活性(AWCD),0.5倍增和1倍增大气CO_2浓度AWCD分别比对照提高22.56%、36.45%。2)随着CO_2浓度升高,土壤微生物Shannon指数、McIntosh指数显著增加,而Simpson指数在处理前期增加,但处理中后期无显著变化。3)宁夏枸杞根区土壤微生物群落利用并转化的主要碳源为氨基酸类、酯类和胺类碳源; CO_2浓度升高处理下,土壤微生物利用率较大的碳源主要为酯类和胺类,而糖类和酸类利用率较低。其中1倍增大气CO_2浓度下土壤微生物群落对L-精氨酸、L-天冬酰胺酸、吐温-40、苯乙基胺和4-羟基苯甲酸等的利用代谢能力均显著高于对照,但对γ-羟基丁酸的利用代谢能力显著低于对照。4)大气CO_2浓度升高显著影响宁夏枸杞根区土壤微生物群落碳源利用率,不同时期将土壤微生物群落划分而起分异作用的主要碳源是糖类和胺类。【结论】大气CO_2浓度升高能使微生物群落的活性及碳源利用率明显增加,并且均提高宁夏枸杞根区土壤微生物群落的物种丰富度、物种优势度及群落均匀度,1倍增大气CO_2浓度处理土壤微生物群落代谢活性和多样性最高,六大类碳源中,氨基酸类、酯类和胺类碳源是宁夏枸杞根区土壤微生物群落利用并转化的主要碳源。处理60天时(7月份)土壤微生物群落碳源利用率最强。因此,大气CO_2浓度升高是造成宁夏枸杞根区土壤微生物群落代谢多样性和碳源利用差异的主要原因。     

CO_2浓度倍增对宁夏枸杞叶绿素荧光参数的影响

为了了解气候变化对枸杞光合作用的影响,以宁夏枸杞苗木为试验材料,采用开顶式气室模拟控制CO2浓度,设置倍增CO2浓度(720±20μmol/mol)和自然环境大气CO2浓度(360±20μmol/mol,对照)处理,测定2种处理下枸杞叶片叶绿素荧光参数,分析其变化。结果表明:CO2浓度倍增处理对宁夏枸杞叶片的初始荧光(F0)无显著影响,而最大荧光(Fm)、PSII的潜在光化学活性(Fv/F0)、PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)、表观光合电子传递速率(RET)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSII)均显著增加,说明CO2浓度倍增可以提高枸杞叶片的光能转化效率以及光能利用率,增强其光合能力。     

大气中O3与CO2浓度升高对植物影响研究进展

由于工业的快速发展,大气中的O₃和CO₂浓度有逐年上升的趋势,对植物产生了很大的影响。目前,植物对O₃和CO₂浓度变化的复合作用的响应机制研究已经成为生态学研究的热点问题。文中阐述了O₃和CO₂浓度升高及其复合作用对植物的形态特征、光合作用、抗氧化系统及生物量等生理生化机制的影响,指出目前研究中存在并有待进一步研究的问题,以期为进一步开展高浓度O₃和CO₂对植物生理生态学影响研究提供科学参考和理论依据。     

基于主成分分析的不同激素处理下宁夏枸杞扦插生根效果的综合评价

为了筛选能适于枸杞扦插育苗的插穗处理方案,从而提高枸杞扦插生根质量,以宁杞4号枸杞为研究对象,采用正交试验方法和相关性分析及主成分分析法,就不同生长调节剂的种类、浓度和处理时间对枸杞扦插生根质量的影响效果进行了试验研究和分析评价。结果表明:各试验因素对枸杞扦插生根的影响效力间的差异显著,其影响力的大小依序为激素种类激素浓度处理时间;不同处理下各项生根质量指标间均呈正相关性,其中,平均根系长度与平均根系直径呈极显著正相关,生根率与平均根系长度显著相关,最大根系直径与平均根系直径、最长根系长度均显著相关;9个处理的枸杞扦插效果依次为处理Ⅲ(即以200 mg·kg~(-1)的NAA处理2 h)处理Ⅱ(以100 mg·kg~(-1)的NAA处理1 h)处理Ⅷ(以100 mg·kg~(-1)的ABT1号处理2 h)处理Ⅰ(50 mg·kg~(-1)的NAA处理3 h处理Ⅴ(100 mg·kg~(-1)的GGR处理3 h),其中,以处理Ⅲ(以200 mg·kg~(-1)的NAA处理2 h)和处理Ⅱ(以100 mg·kg~(-1)的NAA处理1 h)的扦插效果为最好,其扦插苗的根系质量均最优良,这2个处理组合可在生产中推广应用。     

温室效应与植物光合作用 ——大气CO2浓度升高对植物光合机理影响的分析

比较分析了植物光合同化CO     

基于GA-BP神经网络的雷竹林CO2浓度反演

【目的】研发竹林气象因子采集系统,分析雷竹林CO₂浓度与温湿度等气象因子之间的关系,探讨基于GA-BP神经网络的雷竹林CO₂浓度反演模型（简称GA-BP模型）,为竹林碳储量、竹林增汇、竹林固碳能力等研究提供基础数据。【方法】根据微气象学相关原理、方法及森林碳通量动态感知的需求,设计基于嵌入式的森林碳通量数据远程实时监测系统,该监测系统以成熟雷竹林为监测对象,进行为期2个月（2019年10—11月）的气象数据监测;在此基础上,提出GA-BP模型。【结果】根据GA-BP模型和BP模型反演的结果可知：GA-BP模型反演结果的决定系数R²为0.86,比BP模型的R²（0.79）提高了0.07;平均绝对误差为8.12 mg·m^-3,比BP神经网络下降2.79 mg·m^-3。GA-BP模型相较于BP网络具有更稳定的反演性能和更高的反演精度。【结论】可以利用竹林气象因子采集系统获取相关气象数据;基于CO₂浓度与温湿度等气象因子之间的相关性,本研究提...     

基于3S和OpenGL的CO2浓度空间可视化研究

基于3S和OpenGL的CO2浓度空间可视化利用强大的技术特点对全球气候变暖因数的重要因子进行了客观描述。采用了ArcGIS二次开发、OpenGL和3D Max空间模型等现代科学技术,运用以上技术在.Net上对某空间内CO2浓度可视化进行平台搭建。研究采取OpenGL雾效果和DEM等方式直观地把某区域内CO2浓度显示于视野内,使得CO2浓度在空间内达到了可视化效果。     

群众杨幼苗叶光合特性与碳氮分配对CO2浓度和气温升高的响应

【目的】研究杨树光合作用和碳氮分配对CO₂浓度和温度升高的响应,探讨气候变化下杨树的生理生态适应机制,以期为我国北方杨树人工林生产力和生态效益的长期提升提供理论依据。【方法】以盆栽群众杨当年生扦插幼苗为试验材料,在开顶式生长室内模拟研究了空气CO₂浓度和气温升高(分别比室外大气升高200μmol mol^-1和2℃)及其共同作用下的功能叶光合特性、叶解剖结构、器官间干物质和碳氮分配的响应,并探讨了苗期群众杨对CO₂浓度和气温升高的生理生态响应。【结果】1)在CO₂浓度升高处理下,群众杨叶片气孔密度降低,蒸腾速率减弱,瞬时水分利用效率显著提高;光合潜力和氮利用效率增加,并通过叶肉组织增厚、叶和根碳氮比增加、比叶重增大以及根冠比增加等途径维持单位叶面积氮含量、瞬时光合特性和叶绿素荧光特性不变,而单位质量暗呼吸速率降低,并使单株总干质量和总碳量显著增加。2)增温2℃下的群众杨叶气孔密度显著增加,但瞬时气体交换和荧光参数、光合特性变化不显著,株高和单株总氮量略低,器官间的干物质和碳氮分配...     

高CO2 和纯N2 冲击处理对板栗货架期萌芽及激素含量变化的影响

以'燕昌'板栗为试材,研究了50%CO2和纯N2冲击处理5 d和 10 d对经过0 ℃ 7个月冷藏板栗的货架期呼吸强度、发芽率和胚芽内几种激素(ABA、GA3、IAA、ZR)含量变化的影响.结果表明:(1)纯N2冲击处理对板栗货架期呼吸强度有明显的抑制作用,但50%CO2冲击处理与对照差异不明显;(2)50%CO2冲击处理可明显抑制板栗的发芽,货架期结束时,处理5 d和10 d的板栗发芽率分别为2.07%和3.65%,显著低于对照(18.06%);而纯N2冲击处理则显著促进板栗发芽,货架期结束时,处理5 d和10 d的板栗发芽率分别为45.04%和39.69%;(3)50%CO2冲击处理可明显提高板栗胚芽中ABA含量及ABA/GA3比值,而纯N2冲击处理使板栗胚芽中ABA含量下降,ABA/GA3比值降低;(4)虽然各冲击处理的IAA和ZR含量与发芽率之间没有表现出明显的相关性,但50%CO2冲击处理后ABA/ZR比值较大,纯N2冲击处理10 d明显抑制了ABA/ZR比值,这与各处理影响板栗发芽的结果基本一致.     

不同CO2 浓度对4个桤木品系光合特性的影响

对H1、H12、J5和J10 4个桤木品系苗期在不同CO2浓度条件下的光合生理生态特性进行了研究,结果表明:随着CO2浓度的增加,4个桤木品系净光合速率呈上升趋势,其CO2补偿点为39～154 μmol·mol-1,CO2饱和点为800～2 000 μmol·mol-1,净光合速率最大值Pm以6月份最高,10月份最低;羧化效率(CE)介于0.001 5～0.051 5之间,H1、H12在7月份有较大的CE;4个桤木品系蒸腾速率(Tr)下降、胞间CO2浓度(Ci)上升,气孔导度(Cond)下降,光合特征值在10月份最低,可能是10月初突然降温、秋天干旱等对桤木生长有影响;叶面饱和蒸气压亏缺(Vp)随着CO2浓度的增加缓慢上升,增加幅度不大.     

兴安落叶松生态系统CO2浓度及其δ13C动态对环境因子的响应

【目的】探明环境因子对兴安落叶松原始林生态系统CO₂浓度及其δ¹³C动态的影响,深入理解生态系统的碳交换过程,为模拟和预测全球变化与生态系统之间的互馈机制以及科学评估寒温带森林生态系统碳汇能力提供参考。【方法】采用离轴积分腔输出光谱技术对兴安落叶松生态系统不同物候期、不同高度的CO₂浓度及其δ¹³C进行连续高频观测,并分析环境因子与CO₂浓度变化的关系。【结果】1)兴安落叶松生态系统不同高度的CO₂浓度在生长季和日尺度上均呈单峰变化,峰值分别出现在展叶期(522.34μmol·mol^-1)和凌晨(782.81μmol·mol^-1),谷值分别出现在落叶期(406.07μmol·mol^-1)和中午(379.72μmol·mol^-1);δ¹³C变化趋势与CO₂浓度相反;2)CO₂浓度随垂直高度升高而减小,δ     

微藻固定烟气中CO2的发展及可行性探讨

指出了未来燃煤电厂将面临巨大的CO2减排压力,以微藻为代表的生物固定转化法在烟气CO2回收利用领域具有很大应用潜力,从烟气特性、微藻固定CO2装置系统等方面对微藻固定烟气CO2的可行性进行了阐述。     

高CO2浓度和干旱胁迫对4种树苗光合特性的影响

在不同CO2浓度(380、720 μmol·mol-1)的密闭式生长箱内,对5年生油松和侧柏苗、3年生元宝枫和刺槐苗进行培养,研究CO2浓度升高与干旱胁迫对4种树苗光合特性和水分利用效率的影响.结果表明:高CO2浓度均能增加正常水分和重度干旱胁迫下4个树苗的光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)和瞬时水分利用效率(WUE;),而降低蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Cord);在轻度干旱和重度干旱条件下,Pn、Ci、Tr、Cond和WUEi增加,刺槐的WUEi却减少.CO2浓度增加,4个树种在同一干旱时期的碳稳定同位素比值(δ13C)减少.随着干旱胁迫加剧,不同CO2浓度下4个树种的Pn、Tr和Cond减少,而720 μmol·mol-1 CO2浓度下4个树种和380 μmol·mol-1CO2浓度下刺槐和元宝枫的WUEi和δ13C增加,而380μmol·mol-1CO2浓度下油松和侧柏的WUEi和δ13C先增加,到重度干旱时又下降.CO2浓度增加与干旱胁迫的交互作用减弱了干旱胁迫或者CO2浓度增加中的某一因子对气孔变化的敏感性,使得气孔变化缓慢,延迟了水分胁迫的发生.     

外源CO2诱导土沉香树体结香效应及生理响应

【目的】探究土沉香树干填充CO₂诱导结香过程与抗逆防御反应,阐明外源CO₂诱导下树体结香效应及生理防御机制。【方法】以11年生土沉香为试验材料,采用随机区组设计,设置4个处理,即每隔7天(T1)和15天(T2)充气1次、树干打孔(CK1)和不作任何处理(CK2),持续处理3个月。充气开始后第30、60、90、120、150天钻取木芯,测定过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。处理结束后7和10个月取样观察木质部细胞内含物变化,测定结香范围及醇溶性提取物和沉香四醇含量。【结果】1)土沉香树干填充CO₂可加速木质部射线薄壁细胞和导管内淀粉的转化,侵填体随诱导时间增长而增多;T1处理结束后10个月时,射线薄壁细胞和导管被完全堵塞;2)与CK1和CK2相比,CO₂处理下木质部变色范围增大,其中T1处理变色范围最大,纵向变色长度26.45 cm、横向变色宽度4.17 cm、径向变色深度9.87 cm;3)随诱导时间增长,T1和T2处理结香区的醇溶性提取...     

大气CO2浓度增加对不同层次生物组织结构与功能的可能影响

本文系统地综述了国际上开展与全球气候变化有关的大气CO₂浓度增加对植物和生态系统影响研究的实验技术方法和细胞、叶片和个体水平对CO₂反应的最新研究成果,人工气候模拟装置和测定技术;大气CO₂浓度增加对细胞、叶片及个体植物生长的影响;主要的研究结论。     

荥阳生态站PM2.5、PM10质量浓度时间变化特征及相关因素研究

2018-2019年在荥阳生态站每月监测3次空气颗粒物PM_2.5、PM₁₀(PM)和负氧离子的浓度,分析了荥阳生态站两种PM质量浓度日变化、月变化、季节变化特征;用监测日的气象因子日均值、空气负离子浓度日均值与两种PM质量浓度做相关分析,以期了解PM质量浓度时间变化特征及相关影响因子。结果表明：两种PM浓度的日变化在8:00～18:00浓度变化呈U型。8:00～9:00浓度较高8:00～17:00浓度呈下降趋势,17:00以后质量浓度上升。月变化中11月至次年4月月平均质量浓度高;5～10月份平均质量浓度为较低。两种PM季节平均质量浓度高低顺序为：夏季<秋季<春季<冬季。春季和冬季两种PM污染尤为严重。PM_2.5质量浓度与气温呈极显著负相关;与日照时数、气温呈显著负相关,与气压呈显著正相关;与负离子浓度呈极显著负相关;与PM₁₀呈极显著正相关。PM₁₀质量浓度与气温、气温日较差呈显著负相关。     

哈尔滨PM2.5和NO2的污染特征及相关性分析

利用哈尔滨市12个空气质量国控站点2014～2019年的大气环境质量数据,对哈尔滨市PM_2.5和NO₂浓度的变化趋势进行了分析,同时探究了二者的相关性关系。结果表明：2014年哈尔滨市PM_2.5和NO₂的浓度最高,分别为72μg/m³和52μg/m³,之后逐年呈下降趋势。哈尔滨市PM_2.5和NO₂的季节变化较为明显：PM_2.5四季浓度由高到低依次为冬季、秋季、春季、夏季;NO₂四季浓度由高到低依次为冬季、秋季和春季、夏季。哈尔滨市PM_2.5和NO₂的月均浓度变化呈“U”型曲线,最高值出现在1月份,分别为89μg/m³和61μg/m³;最低值出现在8月,分别为18μg/m³和30μg/m³。PM_2.5与NO_2<...