菊芋(Helianthus tuberoses)蒸腾特性与水分利用效率对光辐射和CO_2浓度变化的响应

利用便携式光合气体分析系统(LI-6400)在控制光照强度和CO2浓度的条件下,测量和分析了菊芋(Heli-anthustuberoses)的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和饱和水汽压亏缺(Vpdl)对不同光辐射(SPR)强度与CO2浓度的响应。结果表明,Pn、Tr、Gs、WUE均随SPR的升高而增大,增幅趋缓,最终趋于动态平衡。Ci与Vpdl则随SPR的增强而减小,SPR高于600μmol.m-2.s-1之后,Ci达到平衡状态。CO2浓度从0增至800μmol.mol-1的过程中,菊芋Pn逐渐增大,从800增至2000μmol.mol-1过程中,其Pn逐渐降低。Ci、Vpdl和WUE随着CO2浓度的升高而增大,Gs和Tr则随CO2浓度的升高而减小。菊芋叶片的光饱和点(LSP)约在1400μmolCO2m-2.s-1,光补偿点(LCP)约19μmolCO2m-2.s-1。     

茉莉酸甲酯对干旱及复水下烤烟幼苗光合特性和抗氧化酶的影响

以黑龙江省主栽烤烟品种“龙江911”为试验材料,研究了干旱及复水过程中不同浓度外源茉莉酸甲酯(MeJA)对移栽期烤烟幼苗光合特性、抗氧化酶活性和渗透调节物质的影响.结果表明:干旱胁迫下,烤烟幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均下降,胞间CO2浓度(Ci)先下降后上升,超氧化物歧化酶( SOD)、...     

不同种植方式下柽柳光合生理参数光响应特性研究

为选择合适的间套模式,在塔干沙漠南缘绿洲外围利用Li-6400光合作用仪对四种种植模式(行间混交、带状混交、块状混交、块状套作)下多年生多枝柽柳(Tamarix ramasissima ledeb.)的光合水分生理指标对有效光辐射(PAR)的响应进行测定。结果表明:(1)柽柳具有高光饱和点(679~822μmol·m^-2·s^-1)和高光补偿点(50.0~61.1μmol·m^-2·s^-1)。(2)不同的光照强度和种植方式对柽柳净光合速率有明显的影响(p<0.01),当0< PAR< 1500μmol·m^-2·s^-1,除胞间CO₂浓度(Ci)外柽柳的各项生理指标均随光照的增强而增加。(3) PAR>1500μmol·m^-2·s^-1后,块状套作和块状混交气孔导度(Gs)下降,行间混交和带状混交Gs则随光强增加而递增;带状混交下胞间CO₂浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)均随光强增加而递增,其他3种种植方式下Ci和Tr均呈递减或平稳趋势。(4) 4种种植方式下柽柳光响应曲线的特征参数存在着差异(P<0.05),带状混交下的光饱和速率、光饱和点、表观量子效率均最高,块状混交的暗呼吸速率最大,水分利用效率(WUE)随着光强的增强而逐步增大,依次表现为带状混交>块状混交>行间混交>块状套作。通过4种种植方式柽柳光响应特征的综合分析可知,带状混交下的柽柳具有高光合和高水分利用效率的特点,对于极端干旱的塔南地区而言,该种植方式下的柽柳生理特征表现出最好的适应性。     

樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica)幼苗对持续风吹的光合生理响应北大核心CSCD

樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica)是中国北方沙区推广面积最大的常绿乔木树种之一。为了解其幼苗对持续风吹的光合生理响应,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了0(CK)、6、9、12、15、18m·s-1等梯度风速1h持续吹袭下3龄樟子松幼苗光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)等指标的变化。结果表明:(1)随着风速的增强,其叶片温度和相对含水量趋于下降,和CK相比,18m·s-1处理的叶片温度和相对含水量分别下降1.6%和2.9%;(2)和CK一样,不同风速处理下其Pn、Tr和WUE的日变化均为单峰曲线,Gs呈下滑曲线,Ci浓度呈V形曲线,显示风吹强度的增加没有改变樟子松幼苗的光合特征的日变化规律;(3)低风速(6~9m·s^(-1))持续风吹导致其日均Pn、Tr、Gs降低,但日均Ci和WUE变化不显著;(4)高风速(12~18m·s^(-1))下,除18m·s^(-1)处理Gs下降外,其日均Pn、Tr、Gs、Ci均趋于增加,但WUE下降;(5)高风速风吹下,Gs和Ci的增加是其Pn、Tr增加的主要原因,低风速风吹下其Pn和Tr的降低也源于Gs和Ci的下降。     

樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica)幼苗对持续风吹的光合生理响应

樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica)是中国北方沙区推广面积最大的常绿乔木树种之一。为了解其幼苗对持续风吹的光合生理响应,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了0(CK)、6、9、12、15、18m·s-1等梯度风速1h持续吹袭下3龄樟子松幼苗光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)等指标的变化。结果表明:(1)随着风速的增强,其叶片温度和相对含水量趋于下降,和CK相比,18m·s-1处理的叶片温度和相对含水量分别下降1.6%和2.9%;(2)和CK一样,不同风速处理下其Pn、Tr和WUE的日变化均为单峰曲线,Gs呈下滑曲线,Ci浓度呈V形曲线,显示风吹强度的增加没有改变樟子松幼苗的光合特征的日变化规律;(3)低风速(6~9m·s~(-1))持续风吹导致其日均Pn、Tr、Gs降低,但日均Ci和WUE变化不显著;(4)高风速(12~18m·s~(-1))下,除18m·s~(-1)处理Gs下降外,其日均Pn、Tr、Gs、Ci均趋于增加,但WUE下降;(5)高风速风吹下,Gs和Ci的增加是其Pn、Tr增加的主要原因,低风速风吹下其Pn和Tr的降低也源于Gs和Ci的下降。     

干旱环境下高温对胡杨光合作用的影响

在塔里木河下游3个地下水埋深（4.64 m,6.15 m,7.02 m）环境下,利用LI-6400便携式光合作用测定仪测定了胡杨叶片在适宜温度（27 ℃）和高温（39 ℃）下的净光合速率（Pn）、气孔导度(gs)、蒸腾速率（E）及胞间CO2浓度（Ci）,比较了不同地下水埋深下胡杨光合作用对高温的响应。结果表明：在3个地下水埋深下高温都使得光合速率和气孔导度明显减少,并且在地下水埋深（7.02 m）较深处,高温使得光合速率和气孔导度的下降幅度也最大,这都说明干旱胁迫加强了高温对胡杨光合作用的负面效应。然而,在同一地下水埋深下,由于高温的影响,胡杨叶片的胞间CO2浓度并未随着净光合速率和气孔导度的下降而减少,其原因很可能是气孔发生了不均匀关闭。而叶片的蒸腾速率和饱和水汽压由于高温作用的影响都明显增加,并且在地下水埋深7.02 m处,高温引起蒸腾速率的增加幅度是最小的,这表明了气孔对干旱高温胁迫下胡杨的光合作用具有一定调节作用。     

额济纳绿洲胡杨的光合特征及其对光强和CO2浓度的响应

以额济纳绿洲胡杨(Populus euphratica Oliv)为研究对象,用美国Li-cor公司生产的Li-6400便携式光合作用测定仪测定其光合速率的日变化及控制光强、CO2浓度和温度等环境因子,阐述了光合速率对光强和CO2浓度的响应特征。结果表明:在生长季胡杨阳叶光合速率的日变化呈现双峰曲线,具有明显的光合“午休”现象,但胡杨阴叶光合速率的日变化呈单峰曲线。光照、温度和CO2浓度皆对胡杨的光合作用有显著的影响。在控制环境条件下,光合速率随光强或CO2浓度的升高而增大,分别遵循Farquhar模型和Michaelis-Menten模型;在不同CO2浓度下,光饱和点随CO2浓度的升高而增大,表观量子效率和光补偿点则随CO2浓度的升高而减小,但在相同的CO2浓度条件下,阳叶的光补偿点高于阴叶;在不同光强下,表观羧化效率也随光的增强而增大。CO2补偿点随光强的增强而有所下降,且在同等光强条件下,阴叶的CO2补偿点大于阳叶。     

灌溉对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)幼苗光合生理指标及渗透物质的影响

 研究了不同灌溉梯度对疏叶骆驼刺光合生理指标及渗透物质的影响。结果表明,灌溉对疏叶骆驼刺的光合有显著的影响。灌溉后土壤含水率和叶片叶绿素含量升高,同时随着叶片气孔导度值(gs)升高,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)也增大,进一步促进了光合作用的进行。灌溉后疏叶骆驼刺的光补偿点(LCP)降低,量子效率(φ)升高,从而说明灌溉提高了疏叶骆驼刺对光能的利用程度和效率。随着灌水量的增加,疏叶骆驼刺的呼吸作用不断增强,光合作用也不断增强,说明水分条件越好疏叶骆驼刺的生理代谢越活跃,表现出高合成高消耗。另外,干旱胁迫可以导致疏叶骆驼刺叶片脯氨酸的大量积累,说明脯氨酸在疏叶骆驼刺的抗旱生理中起到重要作用。夏季灌溉可以有效改善疏叶骆驼刺样地的水分状况,提高光合生产力。     

绿豆和大豆叶片光合作用对科尔沁沙地光照条件的响应

运用LI-6400便携式光合作用测定系统比较科尔沁沙地大田种植的绿豆(Phaseolus radiatus L.)和大豆(Glycine max)两种豆科作物的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs) 的日变化;同时用便携式荧光仪(Handy-PEA)测定了PSⅡ最大量子效率(Fv/Fm)和PSⅡ最初电子受体QA的库容(Sm)的日变化。两种作物叶片净光合速率(Pn)的日变化曲线均为单峰曲线,峰值均在08:00;且08:00后绿豆叶片Pn均大于大豆。气孔导度在全天进程中一直呈下降趋势;分析表明:10:00—14:00 Pn的降低的主要原因是非气孔因素。与大豆相比,光照强烈(>1 455 μmol·m-2·s -1)的时段(08:00—14:00),绿豆能够更有效地调控Ci、Gs、Fv/Fm和 Sm。另外,与7月下旬开花期研究结果相比,随着环境条件的变化和植物的生长发育期的不同,绿豆调节其光合适应对策:气孔调节能力增强,叶片对流经PSⅡ的电子传递的调控能力增强。因此,较高的适应强烈光照的能力和对环境条件变化快速响应的能力有利于绿豆在科尔沁沙地灌溉不便的雨养农田中进行广泛栽培。     

温带干旱地区近地层空气二氧化碳浓度的变化特征

选定我国温带干旱地区的四种植被类型:典型草原(内蒙古)、荒漠草原(宁夏)、榆树林(宁夏)和油松林(宁夏)为观测样地,观测研究了近地层空气CO2浓度的变化特征,结果表明:(1)干旱地区近地层空气CO2年平均浓度为323.49±21.36×10-6,是一种自然状态下的本底数据,其平衡受当地植被覆盖程度和种类控制.(2)近地层空气CO2浓度随植被类型不同存在差异,灌草丛生的榆树林最低297.92±15.56×10-6,裸露的荒漠草原最高331.82±19.17×10-6,植被的种类控制着地表面空气CO2浓度的大小,灌木杂草有利于吸收近地层空气的CO2,裸露的地表不利于CO2浓度的吸收和调节,植被在空气组成平衡过程中,起着"汇"的作用,尽管干旱地区植被稀少.(3)干旱地区近地层空气CO2浓度存在明显的季节变化,11月份浓度最高336.54±27.12×10-6,7月份最低305.05±15.45 × 10-6;呈"S"型曲线变化趋势,这种季节变化十分有利于调节地表空气CO2的浓度.(4)干旱地区近地层空气CO2浓度存在日变化,变化范围261.0×10-6～384.0×10-6,均值为323.5×10-6.一天中,平均CO2浓度最低时间在下午的16:00时,最高时间是在半夜0:00时.变化趋势呈"沟谷"状,两头高,中间低.(5)在人烟稀少的温带干旱地区,植被、土壤和气候相互作用,调节和控制差近地层空气CO2的浓度变化.     

从陆地和海洋生态系统角度辨析大气CO2浓度与全球变暖关系

根据古气候记录的温度与大气CO2浓度变化的关系,结合近百年尺度陆地和海洋生态系统碳库对全球变暖的响应模式,探讨大气CO2浓度升高与全球变暖的关系.结果发现,不论是古气候记录的大气CO2浓度升高的时间滞后于升温的时间,还是古气候与近百年来大气CO2浓度升高幅度相近条件下,两者升温幅度存在约10倍差异的事实,均不支持"大气CO2浓度升高驱动了全球变暖"的观点.近百年尺度陆地和海洋生态系统碳汇功能随升温降低从而增大了大气CO2来源,这有可能是"温度升高促进了大气CO2浓度增加"的原因.陆地生态系统碳汇功能降低的驱动机制可能是由于升温降低了陆地生态系统的净初级生产力,增大了异氧呼吸和有机碳分解速率所致;而海洋CO2吸收能力的降低则可能与升温导致CO2溶解度、海水盐度降低以及海洋温盐环流削弱或破坏等有关.     

北极地区碳循环研究意义和展望

全球变暖引发了北极地区的快速变化。北极地区苔原冻土带退化、海冰面积退缩和厚度变薄将使北极生态系发生重要变化 ,因而引起碳的生物地球化学循环过程变异。为精确评估北极地区对人为大气CO2 的吸收通量 ,围绕北极苔原、边缘海和极区海域的碳循环研究引起了重视。调查表明 ,北冰洋和亚北冰洋海冰区是海洋吸收大气CO2 的重要汇区 ,北冰洋具有吸收大气CO2 约 1×GtC/a的能力 ,北冰洋夏季冰缘区的长光照和高生产力促进了对大气CO2 的吸收能力 ,北冰洋深水环流和通风作用也有利于表层碳向深水转移。最近有些调查表明 ,如温度继续升高 ,北极苔原有可能从碳汇转变成大气碳源。国际上正加强北极地区碳循环研究的规划和计划 ,企图通过改进现场调查观测手段以及研究方法 ,来定量研究和模式预测变化中北极地区的碳汇潜力及其对地球气候的影响。     

从增长率角度讨论现代温度与CO_2的关系

CO2温室效应导致全球变暖的观点尚有辩驳的余地.目前CO2是否为气候变化的驱动力还在争论之中.根据牛顿第二定律,讨论驱动力的变化应该从加速度也就是增长率的角度来深入.从增长率的角度来研究,可以发现CO2增长率（12月减1月）与温度增长率（年均温度之差）的波动节奏一致,但是温度的增长率没有明显的长期趋势,而CO2增长率长期持续升高,表明两者驱动力有些关联又有些区别.计算表明CO2在长期的地质历史时期以及短尺度的现代变化中都落后于温度的变化,它不是温度变化的驱动力而是产物.CO2的增长率的表现可以理解为自然和人为2种作用力的合力作用的结果,前者保证了它与温度的年际节奏一致,后者提供了长期趋势的变化.线性回归的结果表明,人类活动排放的CO2对大气的CO2的贡献率为48.4%.     

从地质时期大气CO_2浓度与温度的对应关系分析现代气候变暖不确定性

气候变化问题是近年来国际社会所关注的热点,对于近代全球是否在变暖？以及驱动变暖的因素到底是什么？是自然过程还是人为作用？科学家们一直对此有着不同的见解.政府间气候变化专门委员会（IPCC）认为现在全球变暖是因为人类活动排放了大量CO2,其浓度增加而导致增温,但是很多科学家并不赞同.为了理清这一问题,本研究整合了近年来有关地质时期及现代大气CO2浓度与温度的关系数据,对其进行了梳理分析,结果显示不论是从地质年代的长尺度上来看,还是从近代的短尺度上来看,CO2浓度变化与全球气温变化之间都不存在一个足以令人信服的关系,因此,以此证明现在温度的增加是由于CO2浓度增加所引起的是不科学的.关于温度变化的驱动因子还存在很大的不确定性,也就不能明确地判断大气温度增加的主导因素是自然过程还是人为作用.     

Carbon cycle in the Arctic terrestrial ecosystems in relation to the global warming

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎａｌｏｎｇｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｇｌｏｂｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ,ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｓｃｉｌａｔｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｃｈａｎｇｅｓｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎ...     

CO<Subscript>2</Subscript> processes in an alpine grassland ecosystem on the Tibetan Plateau

In this paper, the CO2 concentrations profile from 1.5 m depth in soil to 32 m height in atmosphere were measured from July 2000 to July 2001 in an alpine grassland ecosystem located in the permafrost area on the Tibetan Plateau, which revealed that CO2 concentrations varied greatly during this study period. Mean concentrations during the whole experiment in the atmosphere were absolutely lower than the CO2 concentrations in soil, which resulted in CO2 emissions from the alpine steppe soil to the atmosphere. The highest CO2 concentration was found at a depth of 1.5 m in soil while the lowest CO2 concentration occurred in the atmosphere. Mean CO2 concentrations in soil generally increased with depth. This was the compositive influence of the increasing soil moistures and decreasing soil pH, which induced the increasing biological activities with depth. Temporally, the CO2 concentrations at different layers in air remained a more steady state because of the atmospheric turbulent milking. During the seasonal variations, CO2 concentrations at surface soil interface showed symmetrical patterns, with the lowest accumulation of CO2 occurring in the late winter and the highest CO2 concentration in the growine seasons.     

CO2 processes in an alpine grassland ecosystem on the Tibetan Plateau

In this paper, the CO2 concentrations profile from 1.5 m depth in soil to 32 m height in atmosphere were measured from July 2000 to July 2001 in an alpine grassland ecosystem located in the permafrost area on the Tibetan Plateau, which revealed that CO2 concentrations varied greatly during this study period. Mean concentrations during the whole experiment in the atmosphere were absolutely lower than the CO2 concentrations in soil, which resulted in CO2 emissions from the alpine steppe soil to the atmosphere. The highest CO2 concentration was found at a depth of 1.5 m in soil while the lowest CO2 concentration occurred in the atmosphere. Mean CO2 concentrations in soil generally increased with depth. This was the compositive influence of the increasing soil moistures and decreasing soil pH, which induced the increasing biological activities with depth. Temporally, the CO2 concentrations at different layers in air remained a more steady state because of the atmospheric turbulent milking. During the seasonal variations, CO2 concentrations at surface soil interface showed symmetrical patterns, with the lowest accumulation of CO2 occurring in the late winter and the highest CO2 concentration in the growing seasons.     

青藏高原高寒草原生态系统CO2过程研究

In this paper, the CO2 concentrations profile from 1.5 m depth in soil to 32 m height in atmosphere were measured from July 2000 to July 2001 in an alpine grassland ecosystem located in the permafrost area on the Tibetan Plateau, which revealed that CO2 concentrations varied greatly during this study period. Mean concentrations during the whole experiment in the atmosphere were absolutely lower than the CO2 concentrations in soil, which resulted in CO2 emissions from the alpine steppe soil to the atmosphere. The highest CO2 concentration was found at a depth of 1.5 m in soil while the lowest CO2 concentration occurred in the atmosphere. Mean CO2 concentrations in soil generally increased with depth. This was the compositive influence of the increasing soil moistures and decreasing soil pH, which induced the increasing biological activities with depth. Temporally, the CO2 concentrations at different layers in air remained a more steady state because of the atmospheric turbulent milking. During the seasonal variations, CO2 concentrations at surface soil interface showed symmetrical patterns, with the lowest accumulation of CO2 occurring in the late winter and the highest CO2 concentration in the growing seasons.     

大连市大气污染物质量浓度与气溶胶光学厚度的相关性分析

分别对2015年6~12月和2016年6~12月大连地区的大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃的浓度数据进行数据统计分析,基于ENVI软件平台利用MODIS数据反演大连地区的气溶胶光学厚度,通过回归建模研究气溶胶光学厚度与大连地区10个地面监测站点的大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃的浓度数据的相关性。回归建模以气溶胶光学厚度（AOD）为自变量,以大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃为因变量,在SPSS软件中分别选取线性、对数、三次、乘幂、指数5种函数类型进行研究,通过对比回归模型的拟合优度R²,选择最优拟合模型,探讨利用遥感数据反演气溶胶光学厚度监测大气污染的相关性。结果表明：气溶胶光学厚度与NO₂、PM2.5和PM10的最优拟合模型均为三次模型,其拟合优度R²分别是0.685、0.801和0.845;与O₃和SO₂的最优拟合模型为指数模型,其R²为0.367和0.482;与CO的最优拟合模型为对数模型,其拟合优度R²为0.810。该结果为分析大气气溶胶污染来源以及治理提供了数据。     

辨析“气候变暖”

近年来人们对＂气候变暖＂及其机制的争论达到了前所未有的程度,这可能是因为气候变化不再是单纯研究大气变化规律的科学,而变成一门与＂减排方案＂和＂征收碳税＂有关的政治与经济问题相联系,与国家经济利益有关的崭新课题.＂气候变暖＂既与利益有关,就会难免偏离公正,偏离纯理论科学.本研究对国内外＂气候变暖＂最新动态进行回顾分析,得出以下认识和结论.1）过去百年城市发展,极大地影响了器测温度数据,如果没有对＂热岛效应＂进行矫正,无疑高估了过去百年全球升温的幅度;2）过去百年全球有所变暖是事实,但不同学者增温估算不一致.不仅升温幅度不确定,而且人类和自然因素对升温贡献各占多少也不确定;如果考虑到城市发展对增温估算的影响,过去百年增温应当比0.4℃更低,远没有达到历史上次级波动的变化范围.3）尽管过去百年地球有所变暖,但在万年轨道尺度上,现在地球处于变冷的大趋势过程中.对现在气候变暖更合理解释,是属于变冷大趋势中的次级变暖波动;4）不论过去还是现在,大气CO2浓度变化总是落后于温度变化,即总是温度驱动着CO2变化,而不是CO2浓度驱动地球增温.