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相似文献
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1.
IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)报告预测,到2100年CO2浓度会出现430~480、580~720、720~1000和>1000μmol·mol-1 4种不同情景,而目前同时探究所有CO2情景下植物响应情况的研究很少。本试验利用开顶式气室分别探究自然大气浓度(约400μmol·mol-1)、550、750和1000μmol·mol-1 4个CO2水平在生长季内对一年生木荷(Schima superba)幼苗气体交换参数、光合色素含量及生物量的影响。结果表明:熏气期间,550、750和1000μmol·mol-1浓度下木荷幼苗净光合速率分别平均提升32.7%、66.7%、82.7%,胞间CO2浓度分别平均增加60.3%、126.2%、223.9%,而高浓度CO2对净光合速率的提升作用随着熏气时间延长,可能受叶片氮含量减少等非...  相似文献   

2.
在CO2浓度分别为350μmol·mol-1和倍增浓度(700μmol·mol-1)的两个开顶式生长室内,研究了干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)光合作用和抗氧化酶活性的变化.结果表明,CO2浓度升高显著提高了小麦的净光合速率,降低了蒸腾速率,提高了气孔阻力和水分利用效率.倍增CO2浓度明显提高了SOD、POD及CAT酶活性,增强了小麦的抗氧化保护能力和抗旱性.  相似文献   

3.
大气CO2浓度升高和N沉降以及二者之间的耦合作用对陆地森林生态系统的影响是当前国际生态学界关注的热点之一。该实验运用大型开顶箱(open-top chamber, OTC)研究: 1)高CO2浓度(700 μmol×mol-1) +高N沉降(100 kg N×hm-2×a-1) (CN); 2)高CO2浓度(700 μmol×mol-1)和背景N沉降(CC); 3)高N沉降(100 kg N×hm-2×a-1)和背景CO2浓度(NN); 4)背景CO2和背景N沉降(CK) 4种处理对南亚热带主要乡土树种木荷(Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、肖蒲桃(Acmena acuminatissima)、红鳞蒲桃(Syzygium hancei)、海南红豆(Ormosia pinnata)叶片元素含量的影响。研究结果表明, 大气CO2浓度升高对5种乡土树种叶片元素含量有较大的影响, 除海南红豆叶片的Ca含量外, 其他树种的叶片元素含量在高CO2浓度处理下都显著升高(p < 0.05); 而在N沉降处理下, 5个树种的叶片K和Ca含量都降低。大气CO2浓度升高与N沉降处理对5种乡土树种植物叶片元素含量影响的交互作用不是很明显, 仅仅木荷和红鳞蒲桃的叶片Ca和Mn以及海南红豆的叶片Mn含量在大气CO2浓度上升和N沉降交互处理下显著下降, 而肖蒲桃的叶片P含量在大气CO2浓度上升和N沉降交互处理下显著上升。  相似文献   

4.
在未来气候进一步变暖的背景下干旱发生的频率也将增加,而CO2浓度升高和干旱均会对作物生长造成影响。本研究对不同CO2浓度(环境大气CO2浓度、环境大气CO2浓度+200μmol·mol-1)和水分处理(土壤含水量为45%~55%和70%~80%的田间土壤最大持水量,分别为适宜土壤含水量和轻度干旱)下谷子叶片细胞结构、光合生理、抗氧化酶、渗透调节物质和产量的变化进行分析。结果表明:CO2浓度升高增加了谷子叶肉细胞叶绿体内淀粉粒个数、单个淀粉粒面积和淀粉粒总面积。与仅轻度干旱处理相比,轻度干旱条件下CO2浓度升高处理孕穗期谷子叶片净光合速率增加37.9%,但对该时期水分利用效率无显著影响,灌浆期谷子叶片净光合速率和水分利用效率分别增加15.0%和44.2%;孕穗期谷子叶片过氧化物酶(POD)活性和可溶性糖含量分别增加39.3%和8.0%,脯氨酸含量下降31.5%,灌浆期谷子叶片POD活性增加26.5%,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量分别下降...  相似文献   

5.
研究农田土壤酶活性对CO2浓度升高和增温的响应,可为气候变化背景下农田生态系统养分管理提供科学依据。本研究在人工模拟气候室进行盆栽控制试验,设置了4种气候情景,分别为对照(CK,CO2浓度400 μmol·mol-1+正常环境温度)、CO2浓度升高(ECO2,CO2浓度800 μmol·mol-1+正常环境温度)、增温(ET,CO2浓度400 μmol·mol-1+增温4 ℃)及CO2浓度和温度均升高(ECO2+T,CO2浓度800 μmol·mol-1+增温4 ℃),研究有、无冬小麦生长下β--葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰葡糖苷酶(NAG)、碱性磷酸单脂酶(ALP)和多酚氧化酶(PPO)4种土壤酶活性在冬小麦拔节期(JS)、开花期(AS)、灌浆期(FS)和成熟期(MS)对CO2浓度升高和增温的响应。结果表明:无冬小麦生长下,ECO2与CK间4种土壤酶活性差异不显著,而ET和ECO2+T处理对4种土壤酶活性有显著抑制作用。有冬小麦生长条件下,与CK相比,ECO2和ECO2+T处理对4种土壤酶活性均无显著影响;ET处理对土壤ALP和PPO活性有显著影响;ECO2+T与ET间4种土壤酶活性有显著差异,与ET相比,ECO2+T处理的土壤βG活性在JS期显著增加,NAG活性在JS期显著降低,ALP活性在AS和FS期显著增加,PPO活性在JS期显著降低,而在AS期显著增加。CO2浓度升高与增温的交互作用在有、无冬小麦生长下均对土壤NAG和ALP活性有显著影响;无冬小麦生长下,增温和试验时段的交互作用对4种土壤酶活性有显著影响,而在有冬小麦生长下,增温和生育期的交互作用仅对ALP和PPO活性有显著影响;CO2浓度升高、增温与试验时段的交互作用在无冬小麦生长下对土壤βG、ALP和PPO活性有显著影响,而在有冬小麦生长下CO2浓度升高、增温与生育期对土壤NAG、ALP和PPO活性有显著影响。冬小麦生长对土壤βG、NAG和ALP活性在前两个生育期(JS+AS期)表现为显著抑制作用,在后两个生育期(FS+MS期)表现为显著促进作用,对土壤PPO活性在全生育期均表现为显著抑制作用。总体上,CO2浓度升高对冬小麦土壤酶活性的影响不显著,而CO2浓度与温度均升高对冬小麦土壤酶活性的影响在不同生育期因土壤酶种类不同而不同;此外,有、无冬小麦条件下4种土壤酶活性对CO2浓度升高与增温的交互作用响应程度不一。  相似文献   

6.
设计了一套适合于FACE(free-air CO2 enrichment)平台的旱地土壤气体CO2浓度廓线测定方法,并将其应用于田间实验.在江苏省无锡市郊区具有太湖地区典型水稻土的稻麦轮作农田,对FACE和对照麦田以及裸土0~30cm土层的土壤气体CO2浓度廓线进行了观测研究.结果表明,所采用的方法满足进行旱地农田土壤气体CO2浓度廓线研究的要求;在0~30cm土层中,上层土壤气体中的CO2向上垂直扩散要比下层土壤快;在作物旺盛生长期,大气CO2浓度升高200±40μmol·mol-1使0~30cm土层的土壤气体CO2浓度显著提高14%±5%(t检验P<0.001).  相似文献   

7.
在FACE(free-aircarbondioxideenrichment)平台上,采用静态暗箱气相色谱法观测研究了大气CO2浓度增加对稻田CH4和N2O排放的影响.结果表明,在150和250kgN·hm-2两种氮肥水平下大气CO2浓度增加200μmol·mol-1均明显促进水稻生长,水稻生物量积累.大气CO2浓度增加对150和250kgN·hm-2两种氮肥水平下稻田CH4排放均无显著影响,并简要分析了与现有文献报道结果不一致的原因.大气CO2浓度增加也未导致150和250kgN·hm-2两种氮肥水平下稻田N2O排放的明显变化,与大多数研究结果一致.  相似文献   

8.
利用中国稻/麦轮作FACE(Free-Air Carbon=Dioxide Enrichment)试验平台,研究大气CO2浓度升高200 μmol·mol-1(周围大气中CO2浓度约370 μmol·mol-1)对稻季各生育期不同深度土壤溶液NH4+-N和NO3--N浓度的影响.结果表明:高CO2浓度条件下耕层土壤溶液NH4+-N浓度在水稻生育前期有所增加,但在生育后期明显下降;大气CO2浓度升高增加了稻季5、15、30、60和90 cm处土壤溶液NO3--N浓度,分别比对照平均提高了46.5%、36.8%、23.3%、103.7%和42.7%,在60和90 cm处差异分别达到统计上的极显著和显著水平.  相似文献   

9.
大气中不断升高的CO2浓度以及人类饮食的营养质量是目前我们面临的两个重大问题.目前,大气中CO2浓度已达到380 μmol·mol-1,预测到2050年大气CO2浓度将达到550 μmol·mol-1.农产品的品质不仅取决于遗传基因,而且受生长环境条件的影响.大量研究表明,农作物的生长发育和产量形成都对CO2浓度升高做出了响应,而且这种变化对农产品的品质也产生了重要影响.本文对目前国内外模拟CO2浓度升高对农产品品质影响研究中采用的常见方法进行了比较,并综述了近年来在CO2浓度升高对水稻、小麦、大豆和其他一些蔬菜类农产品品质影响方面的研究进展.大量试验结果表明,CO2浓度升高条件下,大宗作物籽粒中蛋白质含量下降,微量元素总体上有下降趋势,而蔬菜类农产品的品质有一定程度改善.最后,本文根据目前研究现状对一些问题进行了讨论并提出了今后的研究方向.  相似文献   

10.
首先介绍静态暗箱法气相色谱法观测确定陆地生态系统地气CO2净交换通量的基本原理和方法,然后讨论在开放式空气CO2增加(FACE)试验中应用该原理和方法观测研究大气CO2浓度升高对稻田生态系统大气CO2净交换通量的影响.因缺乏必要参数的实际观测值,本文只能根据暗箱观测值计算CO2净交换通量的最小取值NEEmin.NEEmin计算结果表明,在插秧1个月之后的水稻生长期内,大气CO2浓度升高200±40μmol·mol-1使稻田生态系统对大气CO2的净吸收约为对照的3倍.为根据暗箱观测准确确定NEE,还必须在FACE和对照条件下观测水稻植株的暗维持呼吸系数、地上生物量及根冠比动态.  相似文献   

11.
郝兴宇  韩雪  李萍  杨宏斌  林而达 《生态学杂志》2011,22(10):2776-2780
利用FACE系统在大田条件下通过盆栽试验研究了大气CO2浓度升高\[CO2浓度平均为(550±60) μmol·mol-1\]对绿豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的影响.结果表明: 与对照\[CO2浓度平均为(389±40)μmol·mol-1左右\]相比,大气CO2浓度升高使花荚期绿豆叶片净光合速率(Pn)和胞间CO2浓度(Ci)分别升高11.7%和9.8%,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别下降32.0%和24.6%, 水分利用效率(WUE)提高83.5%;在蕾期,CO2浓度升高对绿豆叶片叶绿素初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、Fv/Fm和Fv/Fo没有显著影响;在鼓粒期,CO2浓度升高使绿豆叶片Fo增加19.1%,Fm和Fv分别下降9.0%和14.3%,Fv/Fo和Fv/Fm分别下降25.8%和6.2%.表明大气CO2浓度升高可能使绿豆生长后期光系统Ⅱ反应中心结构受到破坏,叶片的光合能力下降.  相似文献   

12.
赵光影  刘景双  王洋 《生态学杂志》2011,22(6):1653-1658
利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(350 μmol·mol-1)、高CO2浓度(700 μmol·mol-1)2个CO2水平和不施氮(0 g N·m-2)、中氮(5 g N·m-2)和高氮(15 g N·m-2)3个氮素水平,研究CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章生长的影响.结果表明:随着CO2浓度升高,小叶章物候期提前,其中抽穗期提前1~2 d,成熟期提前3 d;不施氮、中氮和高氮水平下, CO2浓度升高使小叶章的分蘖分别增加8.2%(P<0.05)、8.4%(P<0.05)和5.5%(P>0.05);在小叶章生长初期,CO2浓度升高对其生物量的增加有促进作用,拔节期和抽穗期小叶章地上生物量分别增加12.4%和20.9%(P<0.05);生长后期则对小叶章地下生物量的促进作用增大,腊熟期和成熟期的地下生物量分别增加20.5%和20.9% (P<0.05).小叶章生物量对高浓度CO2的响应与供氮水平有关,供氮充足条件下, 高浓度CO2对生物量的促进效应更大.  相似文献   

13.
张晓影  王朋  周斌 《生态学杂志》2013,24(10):2843-2849
利用开顶式气室(OTC), 采用盆栽试验研究了CO2浓度为550 μL·L-1、O3浓度为60 μL·L-1及CO2浓度为550 μL·L-1+O3浓度为60 μL·L-1对7个冬小麦品种幼苗生物量和化感物质丁布(DIMBOA)的影响.结果表明:在高CO2浓度下,冬小麦幼苗地上生物量与丁布含量在品种间存在显著差异,品种碧蚂1号幼苗和根干质量比对照(CO2浓度为370 μL·L-1,O3浓度为40 μL·L-1)增加了36.8%和24.7%;丁布含量增幅为5.7%~184.6%.除碧蚂1号和陕139外,高浓度O3导致冬小麦生物量降低,但使所有品种丁布含量显著增加,变幅为0.5~3倍.交互作用下所有品种根干质量降低,长武134地上部质量、根质量和丁布含量降幅最大,分别为82%、27.9%和35.5%;与长武134、远丰175和兰考217丁布含量降低相反,陕139丁布含量增加84.6%.聚类分析显示,不同处理和不同品种均显著影响丁布含量,陕139、兰考217和长武134在高CO2和O3浓度处理下聚为一类,而陕139在所有处理中丁布含量均表现为增加.表明化感物质丁布可以作为气候变化条件下,尤其是CO2和O3变化下抗性育种的特定指标.  相似文献   

14.
为了解CO2浓度升高条件下春小麦生产和水分利用效率(WUE)的响应特征,在典型半干旱区定西,利用开顶式气室(OTC)试验平台开展了CO2浓度增加模拟试验.试验设对照(390 μmol·mol-1)、480 μmol·mol-1和570 μmol·mol-1 3个CO2浓度.结果表明: CO2浓度升高使春小麦冠层空气温度小幅上升,10 cm深处的土壤环境温度下降;CO2浓度增加对春小麦各器官生物量和总生物量都有明显促进作用,在480和570 μmol·mol-1浓度下,地上干物质量平均增长20.6%和41.5%,总干物质量平均增长19.3%和39.6%.生物量增加主要是由茎叶干物质量增加所致,与生育中期物质生产能力明显增强有关;在两种CO2浓度处理下,植株根冠比分别降低7.3%和11.8%,CO2浓度增加对春小麦地上部分干物质积累的贡献大于地下部分;CO2浓度升高主要通过影响穗粒数来影响最终产量,在480和570 μmol·mol-1浓度下,小麦产量分别增加了8.9%和19.9%;大气CO2浓度升高对春小麦光合作用影响的长期效应不明显,随CO2浓度升高,光合速率显著提高,蒸腾速率降低,蒸发蒸腾量减小.随CO2浓度升高,叶片、群体和产量3个水平的WUE都增加,其中群体水平的WUE增幅最大,产量水平的WUE增幅最小.  相似文献   

15.
土壤动物在农田生态系统腐屑食物网中占有重要地位,它们参与土壤有机质分解、植物营养矿化及养分循环作用.国内外许多研究表明,土壤动物对全球变化,尤其是大气CO2浓度升高能够产生正向、中性和负向的影响.土壤线虫是这类土壤动物的典型代表,因为它们在大多数土壤中分布是丰富的,而且营养类群是多样的.应用自由空气CO2浓度增高(FACE)技术设计3个处理水稻圈暴露在大气CO2增高(浓度为570μmol·mol-1)条件下,3个对照水稻圈为环境中的CO2浓度(370μmol·mol-1).在中国无锡稻田生态系统水稻生长期内,本项研究监测了0~5cm和5~10cm土层中线虫营养类群.研究结果显示,线虫总数、食细菌线虫、植物寄生线虫、杂食捕食类线虫在取样深度和取样日期上存在显著差异;在整个取样日期中,FACE处理5~10cm深度中线虫总数、食细菌线虫数量比对照中的高;在0~5cm深度中,FACE处理食细菌线虫数量比对照中的高,而杂食捕食类线虫数量则表现出相反的趋势.食真菌线虫在FACE处理与对照之间也存在极显著差异.  相似文献   

16.
生长在高CO2浓度(700±5μl·L-1)1周的香蕉叶片,其光合速率(Pn,μmol·m-2·s-1)为5.14±0.32,较生长在大气CO2浓度(356±301μl·L-1)的高22.1%,而生长在较高CO2浓度下8周,叶片Pn较生长在大气CO2浓度的低18.1%,表现香蕉叶片对较长期高CO2浓度的驯化和光合作用抑制.生长在高CO2浓度的香蕉叶片有较低光下呼吸速率(Rd),而不包括光下呼吸的CO2补偿点则变幅较小.最大羧化速率(Vcmax)和电子传递速率(J)分别较生长在大气CO2浓度的低30.5%和14.8%,根据气体交换速率计算的表观量子产率(α,mol CO2·mol-1光量子),生长在较高CO2浓度下8周的叶片为0.014±0.01,而生长在大气CO2浓度下的为0.025±0.005.较高CO2浓度下叶片的表观量子产率降低44%.光能转换效率electrons·quanta-1)亦从0.203降低至0.136.生长在较高CO2浓度下香蕉叶片的叶氮在Rubicos分配系数(PR)、叶氮在生物力能学组分分配系数(PB)和叶氮在光捕组分的分配系数(PL)均较生长在大气CO2浓度低,表明在高CO2浓度下较长期生长(8周)的香蕉叶片多个光合过程受抑制,光合活性明显降低.  相似文献   

17.
运用开顶式气室(OTCs)模拟大气CO2浓度升高(500、700 μmol·mol-1)情景,以环境背景大气为对照,研究CO2浓度升高对3种地被类观赏竹(美丽箬竹、黄条金刚竹和白缟椎谷笹竹)叶片的膜脂过氧化和抗氧化系统的影响及其种间差异.结果表明: 试验进行103 d后,500 μmol·mol-1CO2浓度下,3种地被类观赏竹的叶片超氧阴离子含量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率和可溶性糖含量总体上没有发生明显的变化,但叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性有一定程度的改变;700 μmol·mol-1 CO2浓度下,3个竹种的叶片MDA含量和相对电导率没有发生明显变化,但对叶片超氧阴离子含量、可溶性糖含量和SOD、POD、CAT、APX活性的影响较为明显.不同竹种对CO2浓度升高环境的适应能力为美丽箬竹>黄条金刚竹>白缟椎谷笹竹.  相似文献   

18.
利用便携式光合气体分析系统(LI-6400),比较测定了高CO2浓度(FACE,free-airCO2enrichment)和普通空气CO2浓度下生长的水稻叶片的净光合速率、水分利用率、表观量子效率和RuBP羧化效率等光合参数.在各自生长CO2浓度(380vs580μmol·mol-1)下测定时,高CO2浓度(580μmol·mol-1)下生长的水稻叶片的净光合速率、碳同化的表观量子效率和水分利用率明显高于普通空气(380μmol·mol-1)下生长的水稻叶片.但是,随着FACE处理时间的延长,高CO2浓度对净光合速率的促进作用逐渐减小.在相同CO2浓度下测定时,FACE条件下生长的水稻叶片净光合速率和羧化效率明显比普通空气下生长的对照低.尽管高CO2浓度下生长的水稻叶片的气孔导度明显低于普通空气中生长的水稻叶片,但两者胞间CO2浓度差异不显著,因此高CO2浓度下生长的水稻叶片光合下调似乎不是由气孔导度降低造成的.  相似文献   

19.
本研究采用离轴积分腔输出光谱技术对北京山区侧柏人工林进行了大气CO2浓度及其δ13C值的原位观测,在半小时尺度上对比了林内不同高度处大气CO2浓度及其δ13C值的差异,并探究其对气象因子的响应.结果表明: 林内CO2浓度自日出后经历先降低后升高的变化趋势,最低值出现在16:00—16:30,浓度为352.5 μmol·mol-1,最大值出现在5:00左右,达到402.0 μmol·mol-1,其δ13C值变化趋势微弱且较为复杂,呈现出近地层先降低后升高、林冠层先升高后降低的趋势;研究日期内,林内CO2浓度随高度的升高而降低,林内0、2、5、8、12.5和18 m处的日均值为386.5、369.9、368.2、367.8、367.9和367.9 μmol·mol-113C值呈现出随高度升高而升高的趋势,林内0、2、5、8、12.5和18 m处的日均值为-16.0‰、-13.7‰、-13.5‰、-13.5‰、-13.1‰和-13.3‰;逐步回归分析表明,温度和湿度是影响林内大气CO2浓度及δ13C值的主要因子,饱和蒸汽压差(VPD)可以影响林内CO2浓度变化,风速可以影响林冠层CO2浓度变化,而土壤含水率、电导率和地面净辐射则是影响近地层CO2浓度及δ13C值的环境因子.这些环境因子通过增强或减弱生态系统内光合作用和呼吸作用来影响林内CO2浓度及其δ13C值的变化.  相似文献   

20.
本试验利用改进的开顶式气室(OTC)在黄土高原长武农业生态试验站田间模拟大气CO2浓度升高环境,设置3个处理:CK(田间环境,自然大气CO2浓度)、OTC(OTC气室,自然大气CO2浓度)、OTCe(OTC气室,CO2浓度700 μmol·mol-1),探讨春玉米在不同生育期各器官非结构性碳水化合物(NSC)及籽粒品质(可溶性糖、淀粉和粗蛋白)对大气CO2浓度升高的响应,为揭示旱作区春玉米对大气CO2浓度升高的适应机理提供科学依据。结果表明: 大气CO2浓度升高对玉米NSC含量、积累量的影响因器官和生育期不同而异。与CK和OTC相比,OTCe促进了生殖生长阶段叶、茎和根NSC的活化再分配,提高了叶片、茎秆和根系NSC转运到籽粒的量(ATMNSC)、向籽粒的转运率(ARNSC)以及对籽粒的贡献率(ACNSC);与CK相比,OTC带来的增温效应抑制了茎和根NSC的活化再分配,促进了叶NSC的活化再分配,显著提高了玉米叶ATMNSC、ARNSC、ACNSC。在两年试验中,大气CO2浓度升高对玉米籽粒可溶性糖、淀粉和粗蛋白含量无显著影响。  相似文献   

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