陆地生态系统二氧化碳通量网的建设和发展

介绍了陆地生态系统CO2通量网和三个地域性CO2通量网（欧洲通量网，美洲通量网和亚洲通量网）的建设与发展状况，并着重对其建设目的，组织结构和数据共享原则等进行了评述。对欧洲通量网与美洲通量网所能提供的共享数据库的研究地点概况，数据特点和主要研究者也进行了介绍，以便国内同行进行对比研究使用。参考全球陆地在不同海拔，不同植被类型的分布比例，在陆地生态系统CO2通量网的分布进行了对比分析。并结合我国科学家在本领域的研究，对陆地生态系统CO2通量网今后的发展方向尤其是在亚洲大陆地区（我国）的研究侧重点进行了讨论。     

绿萝对香烟烟雾的净化与生理响应

为了研究室内观赏植物绿萝(Epipremnum aureum)对香烟烟雾的净化能力及其生长生理响应,从而为香烟烟雾污染防控提供依据,本研究模拟人的吸烟方式,在长、宽、高均为60 cm,密闭或间隔通风的玻璃装置中注入2支香烟,放置绿萝。监测72 h内CO和PM2.5浓度变化,观察植物的表型变化,测定植物叶片生理指标变化。结果表明,绿萝可有效吸收或吸附香烟烟雾产生的CO和PM2.5,净化空气;香烟烟雾处理对植物生长产生了一定的影响,叶片出现水渍状斑块,随时间延长,整叶发黄;植物叶片活性氧（超氧阴离子和过氧化氢）水平显著增加,造成膜脂过氧化加剧,其产物丙二醛含量显著增加;植物启动抗氧化酶系统及时清除活性氧;随胁迫时间延长,抗性减弱。通风可有效加速空气流动,减轻香烟烟雾对植物的伤害。因此,建议在吸烟区摆放绿萝并时常通风,可有效降低香烟烟雾污染带来的风险。     

高温-干旱对沙漠植物花花柴光合作用的影响

为了探索高温-干旱胁迫对荒漠植物光合作用的影响,通过测定高温-干旱胁迫时花花柴光合作用的变化,来解释花花柴耐高温-干旱的生物学特性。本实验利用LI-6400XT光合仪测定三种环境(绿地常温,绿地高温,沙漠高温)中花花柴的胞间CO2浓度(Ci)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)及气孔导度(gs)。结果表明一天之中花花柴的净光合速率和蒸腾速率,在绿地常温环境中于16点到19点时达到最高,此时的环境温度为33℃~34℃,同时间段沙漠高温环境中净光合速率相对降低了88.2%,蒸腾速率相对增高了2.15倍;胞间CO2浓度和气孔导度,在绿地常温环境中于11点到13点会达到最高,此时环境温度为25℃~28℃,同时间段沙漠高温环境中二者都呈现出显著下降趋势。表明高温使花花柴的光合指数都有不同程度的降低,但是干旱胁迫的叠加加剧了高温对花花柴光合作用的负效应,且在净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度的实验数据中表现明显,从而可以解释花花柴耐高温-干旱的生物学特性。     

不同氮处理下增施CO2对番茄叶片养分含量的影响

为探究不同氮处理对番茄植株叶片养分的影响及增施CO2的效果。以番茄"鸿途"为试验材料,在2个自然光照人工气候室内,采用苗钵基质栽培,设置5个氮素处理的营养液(50、150、250、350、450 mg·L^-1,分别设为N1~N5)、2个CO2浓度(300、600μL·L^-1,分别设为C1、C2),分别测定植株开花期、坐果期、果实膨大期生物量及叶片硝态氮和矿质元素含量。结果表明:中氮处理(N 250~350 mg·L^-1)下,植株干质量、叶片硝态氮含量以及矿质元素N、P、K、Ca、Mg含量均较高。增施CO2处理后,番茄植株干质量较C1处理增加了10.2%,叶片N、K、Mg含量都增加了20%左右,P含量没有变化,Ca含量降低了25.67%;低氮处理(N 50 mg·L^-1)下,番茄植株干质量、叶片硝态氮含量以及矿质元素N、P、K、Mg、Ca含量均较对照N3处理低。增施CO2处理后,植株的总干质量没有显著增加,其叶片硝态氮含量以及N、P、K含量也没有显著变化,而Ca含量在开花期和坐果期较C1处理分别增加了37.72%、15.45%,Mg含量在开花期较C1处理增加了43.86%;高氮处理(N 450 mg·L^-1)下,植株干质量较N3处理降低了18.03%,叶片硝态氮含量较N3处理增加了111.44%,叶片N、Ca、Mg含量与N3处理接近均较高,P、K含量较N3处理均降低了10%。增施CO2处理后,植株干质量较C1处理增加了35.92%,叶片硝态氮含量增加不显著,叶片N、K、Mg含量较C1处理分别增加了19.06%、27.82%、24.87%,而叶片P含量变化不显著,叶片钙含量在番茄开花期、坐果期和果实膨大期都较低,较C1处理分别降低了21.37%、17.16%、7.75%。综合番茄生长各项指标及经济效益,在营养液N浓度为250~350 mg·L^-1时,增施CO2浓度到600μL·L^-1(C2)最能促进开花期番茄植株叶片养分含量的增加。     

两种盐胁迫对苦楝幼苗光合特性的影响

以一年生苦楝实生苗为试材,采用温室盆栽方式,用浓度为0%(CK)、0.2%、0.4%与0.6%的Na2SO4和Na2CO3溶液分别对幼苗进行胁迫处理21 d,比较了2种盐胁迫下幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的变化和差异。结果表明:0.2%盐浓度对Pn、Tr、Ci、Fv/Fm、Fv/Fo、qP和NPQ没有显著影响,0.6%盐浓度则影响显著。同时,各浓度盐处理对Chl a、Chl b、Chl(a+b)、Chl a/b、Fo和Fm没有显著影响。2种盐处理对苦楝幼苗叶绿素含量没有显著影响;Na2CO3胁迫通过非气孔限制引起Pn下降,而Na2SO4引起Pn下降分别为0.2%处理时是气孔限制,0.4%和0.6%处理时是非气孔限制;幼苗光合作用和光合机构对0.2%浓度胁迫有较强耐性,对0.6%浓度胁迫耐性较弱;同时,碱性盐Na2CO3胁迫对苦楝光合作用的影响整体大于中性盐Na2SO4。     

大气CO2浓度升高对茶树光合生理特性的影响

通过对不同大气CO2浓度水平下的茶树观测试验,研究了大气CO2增长对茶树新梢叶片净光合速率、蒸腾气孔导度、水分利用效率、叶绿素含量和营养元素含量等光合生理特性的影响。结果表明,在大气CO2浓度为550、750μmol·mol-1时,比正常大气CO2水平下茶树叶片日平均净光合速率提高17.9%和25.8%,并缓解和消除了光合午休现象;茶树叶片气孔导度降低7.6%和13.0%,蒸腾速度稍有下降,水分利用效率提高21.6%和35.8%;同时使茶树新梢叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量分别提高12.8%～18.4%、14.0%～22.0%、13.1%～19.4%和17.2%～20.1%,但叶绿素a与叶绿素b的比值有所降低。大气CO2浓度的升高使新梢营养元素N、K、Ca含量有不同程度降低,而Mg、Fe、Zn、Mn、Cu含量有所增加。     

脱二氧化碳装置对循环水养殖系统pH的影响

为了调节循环水系统中养殖水体的pH,根据气体交换原理,设计一种脱二氧化碳(CO_2)装置。采用该装置去除养殖水体中的CO_2,并对由于CO_2含量累积造成的pH下降进行调节,使养殖鱼类处在一个适宜的pH环境中。试验时水温控制在(25±0.5)℃,每1 h取水样测1次pH,每4 h测1次碱度。水样取自养鱼桶内的水,检测前先对水样用40μm孔径针头过滤器进行过滤处理,实验周期24 h。结果显示,循环水系统加装脱二氧化碳装置能有效去除CO_2,使水体稳定在一个适宜的pH范围(7.39~7.42);CO_2质量浓度呈降低趋势,24 h后由开始的13.16 mg/L降低到7~8 mg/L,降低近50%,而不加装脱二氧化碳装置的循环水系统CO_2质量浓度持续上升,24 h后增加到37 mg/L左右,pH持续降低,最终降低到6.72~6.81。研究表明,脱二氧化碳装置能够有效去除水体中的CO_2,使水体pH维持在一个适宜鱼类生长的范围。     

CO2与养分交互作用对番茄幼苗形态的影响

在营养液栽培条件下,以番茄品种合作906为材料,研究了不同CO2浓度及养分供应强度对番茄幼苗株高和茎粗的影响,并对番茄幼苗的株高、茎粗等主要形态指标进行了测定,定量分析了番茄幼苗株高与茎粗的关系。结果表明,番茄幼苗株高与茎粗表现为对数函数关系;CO2在促进株高增加的同时也促进番茄幼苗茎粗的生长,而且在1/2山崎番茄营养液处理中,能增加番茄幼苗株高与茎粗的比值,在1/4、1/8、1/16山崎番茄营养液中CO2则进一步降低株高与茎粗的比值,说明CO2施肥要结合高强度肥料供应才能育出健壮的番茄苗。     

A possible mechanism of mineral responses to elevated atmospheric CO2 in rice grains

Increasing attentions have been paid to mineral concentration decrease in milled rice grains caused by CO2 enrichment, but the mechanisms still remain unclear. Therefore, mineral(Ca, Mg, Fe, Zn and Mn) translocation in plant-soil system with a FACE(Free-air CO2 enrichment) experiment were investigated in Eastern China after 4-yr operation. Results mainly showed that:(1) elevated CO2 significantly increased the biomass of stem and panicle by 21.9 and 24.0%, respectively, but did not affect the leaf biomass.(2) Elevated CO2 significantly increased the contents of Ca, Mg, Fe, Zn, and Mn in panicle by 61.2, 28.9, 87.0, 36.7, and 66.0%, respectively, and in stem by 13.2, 21.3, 47.2, 91.8, and 25.2%, respectively, but did not affect them in leaf.(3) Elevated CO2 had positive effects on the weight ratio of mineral/biomass in stem and panicle. Our results suggest that elevated CO2 can favor the translocation of Ca, Mg, Fe, Zn, and Mn from soil to stem and panicle. The CO2-led mineral decline in milled rice grains may mainly attribute to the CO2-led unbalanced stimulations on the translocations of minerals and carbohydrates from vegetative parts(e.g., leaf, stem, branch and husk) to the grains.