温室气体调控技术

温室栽培设施是一种半封闭系统,在温室内部作物不断吸收CO2气体,而外部大气中CO2气体不能及时补充,室内CO2浓度很低;温室材料如塑料薄膜、加温设备产生乙烯等有害气体;有机肥过量施用会产生诸如亚硝酸类有害气体.CO2浓度降低以及有毒有害气体产生均可影响作物正常生理活动,导致作物产量降低、品质变劣甚至病变.     

植物排放甲烷的研究

甲烷是大气中最丰富的有机痕量气体,其对全球变暖的贡献仅次于CO2,约为20.0%.因此,本研究对植物释放甲烷的实证、机理、相关研究等进行简要分析,以期为改善气候变化提供参考.     

冬小麦旺盛生长期CO2浓度升高对土壤呼吸的影响

土壤呼吸是全球碳循环的一个重要组成部分、土壤碳库的主要输出途径和大气CO2重要的源。利用FACE（free-air CO2 enrichment）技术平台,采用LI6400红外气体分析仪（IRGA）-田间原位测定的方法,研究了大气CO2浓度升高和不同氮肥水平对水稻/小麦轮作制中冬小麦生长期间土壤呼吸的影响。结果表明,在整个测定期间,CO2浓度升高均增强了土壤呼吸的排放速率和释放量,增幅随着氮肥施用量的增加而增大,土壤呼吸在孕穗-抽穗期达到最大值。土壤呼吸同土壤温度呈极显著的指数相关;随施氮量从112.5kg·hm^-2增加到2255kg·hm^-2,FACE处理的Q10值从2.98增大为3.26,但比相应的Ambient（对照浓度）处理的Q10值下降了6.3%和18.3%,显然CO2浓度升高降低了土壤呼吸对温度增加的敏感性。总之,大气CO2浓度升高将加快土壤向大气的CO2排放,将有助于评价未来高CO2浓度环境对农田生态系统土壤碳循环的影响。     

植物对CO2浓度升高的响应

大气中CO2浓度在工业革命前约为265μmol/mol,二十世纪60年代全球大气CO2浓度在314μmol/mol左右,目前则在350μmol/mol左右,且平均每年以1.5-2.0μmol/mol的速度递增.研究表明,大气CO2浓度升高的主要原因是煤炭、石油等化石燃料的燃烧造成的,若不加以制约,预计到本世纪中叶,大气CO2浓度将达到工业革命前的2倍[1,2].大气CO2浓度升高,除了通过温室效应引起全球气候变化对植物产生间接影响外,还直接影响到植物的生长发育.研究大气CO2浓度升高对植物的影响已成为国内外研究的重要课题之一.本文阐述了大气CO2浓度升高对植物光合作用、蒸腾作用、生物量和产量以及抗性和品质所带来的影响.     

农业生产的温室气体排放研究进展

农业生产是人类最重要的生产活动，是人类生活资料最根本的来源，特别是现代农业的发展，使农业生产力水平大幅度提高。但农业生产活动改变了地表大气、土壤和生物之间的物质循环和能量流动，也带来了一系列环境问题。本文着重阐述农业生产活动对大气CO2、CH4、N2O等温室气体的贡献，并通过对稻田生态系统、旱田生态系统、农业生产废弃物以及饲养业对温室气体CO2、CH4、N2O的产生、传输影响因子的综合分析，进一步了解农业生产与全球温室气体浓度增加之间的关系，及其在全球气候变暖中所起的作用，从而采取一系列相关措施来减少温室气体的排放。     

诸葛菜试管苗的光合特性及其对CO2浓度升高的响应

用Li-840 CO2/H2O气体分析仪对诸葛菜试管苗的光合特性及其对CO2升高的响应进行研究。结果表明:诸葛菜试管苗的光合速率日变化不大,午间没有明显的“午休”现象。在不同光源下实际光合速率的比较,在相同的光强下LED-红光下的试管苗的光合速率最高,LED-蓝光次之。正常大气条件下,LED-蓝光在70μmol/(m2.s)光强下的诸葛菜试管苗的CO2饱和点为5 058μmol/mol,CO2补偿点为266μmol/mol。     

冬闲田稻草覆盖的环境效应

稻草覆盖和裸田休闲是我国南方双季稻区的两种主要的冬季休闲模式.以湖南红壤丘陵双季稻作区为研究区域,以耕层土壤温度、湿度、田间冬季杂草生长、CO2气体排放为主要指标,研究了稻草覆盖与裸田越冬两种冬季休闲模式对稻田土壤温、湿度和碳通量的影响.结果表明,冬季稻田覆盖稻草能显著提高0～5 cm表层土壤温度和0～15 cm耕层土壤的水分含量,抑制冬季田间杂草生长,并显著提高向大气的CO2排放通量,致使冬闲稻田由大气CO2汇转变为CO2源.但是,如果考虑覆盖稻草输入的有机碳量,覆盖休闲则可增加土壤碳的库容量.     

发展碳汇林业建设生态文明

碳汇林业主要是利用植物吸收大气中CO2的能力,以减少CO2气体在大气中的浓度,从而实现减缓温室效应,改善生态环境的目的。兴宁市作为广东省森林碳汇重点生态工程建设示范县,气候条件优越、森林资源丰富,其根据自身生态、经济、社会条件实行了碳汇林业建设工程。该文从兴宁市碳汇林业建设入手,对其发展举措、相关建议、意义等方面进行介绍,以期推动生态文明的建设。     

未来气候变化对福建省水稻生产的影响及其对策

在分析大气CO2、N2O、氟氯烃类等温室气体增加对福建农业气候资源影响的基础上，从CO2含量增加、紫外辐射增强、气温升高等角度阐述未来气候生产的影响，建立了温、光、水等主要气候因子变化对福建水稻产量影响的预测模式，并提出相应对策。     

未来气候变化对福建省水稻生产的影响及其对策

在分析大气 CO2 、N2 O、氟氯烃类等温室气体增加对福建农业气候资源影响的基础上 ,从 CO2 含量增加、紫外辐射增强、气温升高等角度阐述未来气候变化对福建水稻生产的影响 ,建立了温、光、水等主要气候因子变化对福建水稻产量影响的预测模式 ,并提出相应对策     

森林与大气中CO2关系的研究进展

森林与全球气候变化及大气中CO2含量密切相关,本文对国内外在森林对大气中CO2的影响和大气中CO2浓度的变化对森林的影响方面的研究进展进行了述评.     

CO2浓度升高对水稻影响研究存在的问题及建议

随着人类活动的不断加剧,大气中CO 2浓度呈现逐年上升趋势.水稻作为重要的粮食作物,CO 2浓度升高势必会对水稻生育进程产生影响.介绍了大气CO 2浓度升高对水稻影响的研究方法,并根据目前研究现状存在的一些问题进行了讨论,对研究方向提出了具体建议,以期对本领域的深入研究起到参考作用.     

大气二氧化碳含量升高对稻麦产量影响的整合分析

收集整理国内外130篇原始论文的试验数据资料,应用整合分析(meta-analysis)方法定量评估大气CO2含量升高对水稻和小麦产量形成及相关生理学指标的影响。结果表明:与本底大气CO2含量相比,大气CO2含量升高导致水稻和小麦产量平均分别增加了19.31%(95%置信区间CI:16.87%～21.76%)和17.27%(CI:14.94%～19.60%),主要通过增加穗数和每穗粒数实现,其中水稻单位面积穗数和每穗粒数分别增加11.9%和13.4%,小麦单位面积穗数和每穗粒数分别增加12.8%和10.5%,而对稻麦千粒质量的影响不显著。水稻和小麦总生物量分别增加22.11%和15.86%,其中地下部分生物量的增加高于地上部分。当大气CO2含量为600～680μmol.mol-1时,稻麦产量及生物量的增加量最大。作物叶片生理学指标对大气CO2含量升高的响应敏感,如水稻光饱和光合速率、叶面积指数分别增加8.15%和19.39%,小麦光饱和光合速率和叶面积指数分别增加10.49%和9.40%。大气CO2含量升高对稻麦的施肥效应在气室模拟研究中最为明显,高于开顶气室(OTC)和自由大气CO2富集(FACE)平台研究。大气O3升高、高温、干旱、低N等胁迫因子可削弱大气CO2含量升高对稻麦的施肥效应。     

模拟大气中不同CO2含量对水稻生长发育的影响

将水稻种子培养在不同CO2含量的模拟大气玻璃罩内，研究水稻种子萌发期和水稻生长发育的生理变化。结果表明：模拟大气中CO2含量在350-450mg／L范围内，随着大气中CO2含量增加，水稻种子萌发时酸性磷酸酯酶、过氧化氢酶和三磷酸腺苷含量分别提高12．0％、20．5％和24．3％，即水稻种子活力增强，代谢旺盛；随着大气中2含量的增加，水稻幼苗对氮、磷养分的吸收利用能力增强，硝酸还原酶活性有所提高，有利于幼苗生长；水稻苗期以大气CO2含量为500mg／L时光合能力最强，拔节期和孕穗期以大气CO2含量为450mg／L时水稻光合能力最强；水稻经济产量以大气CO2含量为500mg／L时增产幅度最大，比对照(CO2含量为350mg／L)增产10．2％。     

CO_2浓度与棉铃虫及其天敌种间关系研究获进展

近日,中科院动物所农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室的戈峰研究组通过在自行组装的开顶式大气CO2浓度控制室,模拟未来大气CO2浓度加倍(750 mg/kg)下,探讨了春小麦——棉铃虫及其寄生性天敌中红侧沟茧蜂系统对大气CO2浓度升高的响应。     

芦苇湿地的碳汇功能研究

湿地是地球表层系统中的重要碳汇,对于吸收大气的温室气体、减缓全球气候变暖具有重要的作用。以盘锦市芦苇湿地为例,分析湿地的碳汇功能,研究表明:虽然芦苇湿地是甲烷的重要来源,但其对CO2具有较强的碳汇作用,综合分析来看,芦苇湿地仍是湿地温室气体的净汇。因此,加强芦苇湿地研究与管理,确定合理的湿地开发模式,保护生态环境将是未来湿地碳汇研究的主要方向。     

环境生态对大豆生长发育的影响

随着环境的恶化和生态平衡的破坏,大气污染日趋严重。与大气污染有关的温室气体(CO2)、臭氧(O3)、二氧化硫(SO2)和紫外线等均是影响大豆产量和品质形成的重要因素。一般认为,CO2浓度增加,大豆生物学产量有所提高,而大气中的O3,SO2,紫外线都会对大豆的生长发育造成伤害,使其产量下降。     

大气CO2浓度升高对植物细根影响的研究进展

细根是调节生态系统C平衡的主要组分之一,大气CO2浓度升高对细根影响研究已成为当前全球变化背景下关注的热门课题之一,为此从以下几个方面就大气CO2浓度升高对细根的影响研究进展进行了综述:(1)CO2浓度升高对细根生长动态的影响;(2)CO2浓度升高对细根生理特性的影响;(3)CO2浓度升高对细根组分、分泌物、菌根的影响。由于细根生长受较多因素影响,使得研究结果也表现多样性,此外目前的研究技术和方法也存在一些缺陷,因此如何在非干扰环境条件下开展CO2浓度升高对细根影响的研究,是当前研究地下生态学过程面临的难题之一。     

CO_2浓度对水稻籽粒蛋白质及氨基酸含量的影响

本试验通过开顶式气室控制CO2含量,研究了大气CO2增长对水稻籽粒蛋白质及氨基酸组分含量的影响。结果表明,在大气CO2含量(摩尔分数)为550和750μmol.mol-1时,与正常大气CO2水平相比,水稻籽粒蛋白质含量和氨基酸总量有下降趋势,蛋白质含量呈下降趋势,分别下降3.10%和5.49%,氨基酸中的色氨酸和组氨酸下降幅度最大,分别为17.19%-35.16%和10.81%-28.38%。     

大气CO2浓度升高对大豆生长和产量的影响

通过开顶式气室控制大气CO2浓度,对大豆生长和产量指标进行实验测定,研究了大气CO2浓度升高对大豆株高、茎粗、叶片性状和产量构成因素的影响,分析了未来高CO2条件下大豆生长和产量的变化趋势。结果表明,与背景大气CO2浓度350μmol/mol相比,大气CO2浓度为550和750μmol/mol时,大豆株高分别提高15.74%和21.57%,茎粗则增加8.62%和13.79%。大豆比叶重在不同生育期平均提高3.50%和7.25%,大豆鼓粒期叶面积增加7.27%和14.08%,叶绿素含量提高7.10%和11.42%。高CO2浓度对大豆产量各构成因子的贡献存在差异,对单株荚数提高幅度较大,分别为6.87%和11.61%,促使产量增加15.19%和29.10%。