开放式空气CO2浓度增高(FACE)对稻田土壤微生物的影响

1　引　　言公元 175 0年前 ,大气ＣＯ2 浓度基本保持 2 80 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1左右 .工业革命后 ,其浓度逐渐上升 ,上升速度在 196 0年后加快 ,其中 80年代以来上升最快 .从 80年代到 90年代期间 ,ＣＯ2 浓度从 330 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1增加到 35 4 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1,平均每年递增 1.8μｍｏｌ·ｍｏｌ-1[2 ] .据ＩＰＣＣ(1995 )估计 ,到 2 1世纪末 ,ＣＯ2 浓度将由目前的 35 5 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1上升到 70 0 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1.这势必对整个生物界和地球生态环境产生深刻的影响 .因此 ,国内外已开展了大量的研究工作 ,获得了许多研究结…     

CO2浓度升高对植物-土壤系统地下部分碳流通的影响

目前 ,由于化石燃料的燃烧和土地利用的改变 ,每年释放到大气中的碳大约有 7Ｇｔ[2 4 ] ,其中 ,有 3Ｇｔ留在大气中 ,2Ｇｔ被固定在深海中 ,另 2Ｇｔ被植物固定在生态系统中[19,4 8] ,事实上 ,陆地生态系统中的碳大部分都贮存在土壤中[4 4 ] ,所以植物与土壤之间的碳流通对全球碳循环极为重要。大气ＣＯ2 浓度升高有可能通过生态系统中的各种生理过程来改变植物 -土壤系统中碳通量的变化 ,使输入土壤的碳量增加 ,另一方面 ,地下部分碳通量的增加使土体成为一个潜在的碳汇 ,有可能缓解大气中ＣＯ2 浓度的升高。但有关高ＣＯ2 对地下部分植物…     

湿地土壤CO2通量研究进展

近年来 ,全球气候变化研究成为公众和科学界关注的热点之一 ,ＣＯ2 作为一种重要的温室气体 ,其源、汇及通量的研究得到格外重视。土壤作为一个巨大的碳库 (1 394× 10 18ｇＣ[15] ,是大气ＣＯ2 的重要的源或汇 ,其通量 (约 6 8± 4× 10 15ｇＣ·年 - 1)如此巨大 (燃料燃烧每年释放约 5 2× 10 15ｇＣ) [7,2 6 ] ,使得即使轻微的变化也会引起大气中的ＣＯ2 浓度的明显变化。精确测定各生态系统的土壤ＣＯ2 通量及其对全球变化的响应情况是十分重要的。土壤ＣＯ2 通量表现为土壤呼吸 ,这一术语初始的含义为一定时间内单位面积放出ＣＯ2 的…     

不同土壤水分条件下CO_2浓度对禾谷缢管蚜种群的影响

利用开顶式熏气室研究了不同土壤水分条件下不同CO2 浓度对禾谷缢管蚜种群的影响 ,以期对未来大气CO2 浓度升高条件下不同降雨地区的小麦 蚜虫关系发展趋势做出初步预测 .结果表明 ,随CO2 浓度升高 ,禾谷缢管蚜种群持续增长 ,但以CO2 浓度从 35 0 μl·L-1上升到 5 5 0 μl·L-1时增长最快 ;禾谷缢管蚜种群大小与土壤水分密切相关 ,各CO2 浓度下均以 6 0 %土壤水分的最大 ;当CO2 浓度从 35 0 μl·L-1上升到 5 5 0 μl·L-1时 ,6 0 %土壤水分下的种群增长最快 ;当CO2 浓度从 5 5 0 μl·L-1上升到 70 0 μl·L-1时 ,6 0 %和 40 %土壤水分下的种群增长相近 ,且高于 80 %土壤水分下的增长 .据此可以认为 ,随大气CO2 浓度升高 ,禾谷缢管蚜种群会持续增长 ,从目前至下世纪中叶的时间内可能是蚜虫种群增长最快的阶段 ,特别在干旱、半干旱地区禾谷缢管蚜种群增长幅度较大、小麦受害较重 .     

开放式空气CO2浓度增高影响稻田-大气CO2净交换的静态暗箱法观测研究

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 2 0 0± 4 0 μmol·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 .     

通过树木年轮δ~(13)C重建大气CO_2碳同位素比δa的可靠性探讨

工业革命以来化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐 ,引起大气中ＣＯ2 浓度的大幅度增加 ,但同时由于Ｓｕｅｓｓ效应[5] ,大气ＣＯ2 的Ｃ同位素比δａ却在不断下降。研究δａ的变化历史 ,有助于预测其今后的趋向 ,对全球变化的研究有着重要的意义。然而δａ的直接仪器测量从 1978年才开始[6 ] ,且只是对全球几个零星站点进行测量[7] ,长期和系统性的资料十分缺乏 ,因此便产生了一系列的替代方法 ,如利用冰芯气泡的分析、生物化石资料间接推算等。由于Ｃ3和Ｃ4 植物年轮δ13Ｃ与δａ具有一定的关系[8,9] 。δ13Ｃ =δａ -ａ - (ｂ -ａ)Ｃｉ/Ｃ…     

大气二氧化碳浓度升高对光合作用的影响（上）

随着工农业生产的发展和人口的迅速增长,人类对能源和木材等的需求量剧增,这便导致化石燃料（煤、石油和天然气等）的大量消耗和森林的不断砍伐。因此,大气中的ＣＯ２浓度正在持续不断地增加,从工业革命前的２７０μｍｏｌ·ｍｏｌ-１（ｐｐｍ）已上升到了目前的３５０μ?..     

叶绿体内活性氧产生及清除的酶系统

活性氧是需氧生物正常代谢的产物[1] 。在光照条件下 ,由于光合作用 ,水裂解而产生大量的分子氧 ,造成叶绿体局部氧浓度剧增而引起氧的光还原 ,形成大量的超氧化物阴离子 (Ｏ·-2 )。Ｏ·-2 的歧化及金属离子的作用则可引起Ｈ2 Ｏ2 和·ＯＨ的产生 ,危及叶绿体的膜结构。因此 ,叶绿体活性氧的清除对于维持其正常的生物功能具有重要意义。1 .叶绿体内活性氧的产生氧的光还原是叶绿体活性氧产生的主要方式[2 ] 。在叶绿体内 ,氧的光还原主要有 3条途径 :类囊体途径、叶绿体基质途径和黄素脱氢酶途径。1 .1　类囊体途径　　已经证明 ,在洗去铁…     

测定红豆杉悬浮细胞中多酚氧化酶活性的反应条件初探

多酚氧化酶 (ＰＰＯ)是导致红豆杉培养细胞褐变的主要因素 ,迄今这一问题尚未得到根本解决。本文初步探讨了不同ｐＨ值和温度 ,以及聚乙烯吡咯烷酮等 4种化合物对红豆杉悬浮培养细胞中ＰＰＯ活性的影响。红豆杉 (Ｔａｘｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ)细胞来自华中理工大学生物工程系。称取 1ｇ细胞加入ｐＨ 6 .8的0 .0 5ｍｏｌ·Ｌ-1磷酸缓冲液中 ,在 4℃下研磨后 ,于 2℃低温离心 (1 5 0 0 0×ｇ) 2 0ｍｉｎ ,取 0 .1ｍｌ上清液 (粗酶液 ) ,以 0 .0 2ｍｏｌ·Ｌ-1邻苯二酚为底物 ,测定多酚氧化酶活性。酶活性以每ｍｉｎ光密度变化 0 .0 0 1为 1个…     

Glycine—SDS—PAGE测定小分子多肽分子量

小分子多肽分子量的测定 ,目前多采用Ｔｒｉｃｉｎｅ -ＳＤＳ -ＰＡＧＥ系统[1～ 3 ] ,但系统中的Ｔｒｉｃｉｎｅ价格昂贵 ,加之电泳时间较长 ( 3～ 4ｈ) ,为此 ,作者经过实验摸索 ,建立了Ｇｌｙｃｉｎｅ -ＳＤＳ -ＰＡＧＥ测定小分子多肽的方法。1　材料和方法表 1　制胶配方成分分离胶 (ｍｌ)浓缩胶 (ｍｌ)分离胶单体母液 1 3 3 -浓缩胶单体母液 -0 23 2ｍｏｌ/ＬＴｒｉｓ-ＨＣｌ 1 3 3 -(ｐＨ8 8)0 5ｍｏｌ/ＬＴｒｉｓ-ＨＣｌ -0 3 8(ｐＨ6 8)尿素 1 44ｇ -Ｈ2 Ｏ 0 40 910 %ＳＤＳ 40 μｌ 15 μｌ10 %ＡＰＳ 2 5 μｌ 12 μｌＴ…     

不同CO2浓度下长白山3种树木幼苗的光合特性

选取长白山针叶树红松 (Pinuskoraiensis)、长白赤松 (Pinussylvestriformis)和阔叶树水曲柳(Fraxinusmandshurica)幼苗为研究对象 ,以开顶箱的方式控制CO2 浓度为 5 0 0和 70 0 μmol·mol-1,经过 3个生长季CO2 处理后 ,分别测定了 3个树种的 3年生幼苗在高浓度CO2 和大气CO2 浓度下的光合特性 .结果表明 ,前两个生长季高浓度CO2 处理增强了 3个树种幼苗的光合能力 ;不同树种在相同CO2 浓度下 ,最大净光合速率及光响应参数值不同 ;第 3个生长季 ,除 5 0 0 μmol·mol-1CO2 下生长的长白赤松外 ,各树种的幼苗在高浓度CO2 下并未发生“光合驯化”现象 ;最大净光合速率及光响应参数值随CO2 处理时间的延长有不同幅度的增减 ;高浓度CO2 改变了树木幼苗对强光和弱光的利用能力 .     

CO2浓度升高条件下长白赤松幼苗种植密度对净光合速率的影响

The effect of Pinus sylvestriformis seedlings density on net photosynthetic rate was studied under elevated CO₂. Atmospheric CO₂ concentration was controlled in OTC (Open Top Chamber). The results showed that elevated CO₂ not only made net photosynthetic rates (NPRs) of two Pinus sylvestriformis seedlings densities increased,but also mitigated their intra-specific competition. Meanwhile,the difference of seedling NPRs between100 and 400 plant·m^-2 under 500 μmol·mol^-1 air CO₂ concentration was less than that under 350 μmol·mol^-1 with the same PARlevels. When air CO₂ concentration reached 700 μmol·mol^-1, the NPRs of seedlings under both planting densities were close to each other with the same PARlevels. The intra-specific competition was minimized under air CO₂ concentration of 700 μmol·mol^-1.     

CO2浓度升高对长白山三种树木幼苗叶碳水化合物和氮含量的影响

研究了持续 3个生长季高浓度CO2 处理的长白山主要树种红松、长白赤松和水曲柳幼苗叶 (片 )的蔗糖、果糖、可溶性总糖、淀粉及全氮含量变化 .结果表明 ,前两个生长季 70 0 μmol·mol-1CO2 处理 ,促进了水曲柳和长白赤松幼苗的淀粉累积 ,70 0和 5 0 0 μmol·mol-1CO2 却使红松幼苗的全N含量明显降低 .第三个生长季高浓度CO2 处理的第一周和第二周 ,红松和水曲柳幼苗的淀粉含量增加 ,全N含量降低 ,第八周时 ,水曲柳仍维持原来的变化趋势 .第三个生长季高浓度CO2 处理 ,并未使长白赤松的C、N含量有明显的增减 .CO2 浓度影响了碳水化合物在叶 (片 )中的积累形式     

红松幼苗对CO2浓度升高的生理生态反应

研究了用开顶箱控制CO     

高CO2浓度对温带三种针叶树光合光响应特性的影响

将长白山地区阔叶红松林中主要针叶树种红松、红皮云杉和长白落叶松的幼苗 ,盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2 浓度为 70 0和 40 0 μmol·mol-1的气室内两个生长季 ,在各自的生长环境条件下 ,利用CI 30 1PS便携式CO2 分析系统测定针叶的光合光响应曲线 .结果表明 ,不同树种及同一树种的不同CO2浓度处理间差异明显 .比较饱和净光合速率、暗呼吸、光补偿点、光饱和点、及光能利用率 (QUE)的变化可见 ,长白落叶松为阳性树种 ,其光合作用对高CO2 浓度的适应能力较好 ,红松树种次之 ,阴性树种红皮云杉光合作用对高CO2 浓度适应能力最差 .并初步探讨了供试树种光合生理特性及其演替状况间的联系     

不同二氧化碳浓度条件下红松和长白赤松土壤生化特性研究

以连续5年在生长季以不同浓度CO2(700和500μmol·mol^-1)处理的长白赤松和红松幼苗为研究对象。进行了土壤微生物生物量C、纤维素分解月动态以及过氧化氢酶活性动态研究．结果表明,在秋季。红松和长白赤松土壤微生物生物量C在不同浓度CO2处理箱的大小顺序均为：对照箱>500μmol·mol^-1箱>700μmol·mol^-1箱;红松和长白赤松土壤5和10cm层在不同浓度CO2处理下,其纤维素分解强度的月动态均表现出一定的规律性,且各处理之间在每个月份中也表现出一定的规律性;在生长季,红松和长白赤松土壤纤维素分解强度在5和10cm层均表现为500μmol·mol^-1 CO2处理下较700μmol·mol^-1 CO2处理下高;红松和长白赤松土壤过氧化氢酶活性在不同浓度CO2处理之间均表现出一定的规律性。且各处理的月动态变化也呈现出一定的规律性     

不同二氧化碳浓度条件下红松和长白赤松幼苗根际土壤微生物数量研究

以连续5年不同CO₂浓度(开顶箱700μmol·mol^-1、500μmol·mol^-1、对照箱和裸地)处理的长白赤松和红松幼苗为研究对象,在2003年7～9月分别对幼苗根际土壤细菌、真菌、放线菌数量进行比较研究.结果表明,高浓度CO₂处理对长白赤松幼苗根际土壤细菌数量起显著的(P≤0.001)促进作用,对根际真菌和放线菌数量的促进作用却不明显;对红松来说,除8月份700μmol·mol^-1CO₂处理和7月份500μmol·mol^-1CO₂处理之外,在各月份中受高浓度CO₂处理的根际土壤细菌数量均较对照箱和裸地显著增多(P≤0.001),而根际土壤真菌数量变化除9月份(P≤0.001)外均不明显,放线菌数量受高浓度CO₂的影响亦不明显.     

水稻叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的响应与适应

利用便携式光合气体分析系统 (LI 6 4 0 0 ) ,比较测定了高CO2 浓度 (FACE ,free airCO2 enrich ment)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 (380vs 5 80 μmol·mol-1)下测定时 ,高CO2 浓度 (5 80 μmol·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 (380 μmol·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 .     

大气CO2浓度升高对香蕉光合作用及光合碳循环过程中叶氮分配的影响

生长在高CC2浓度(700±56μl     

水稻田稗草叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的适应

于分蘖、拔节和抽穗 3个时期在空气CO2 浓度 (380 μmol·mol-1)下测定稻田中稗草叶片的净光合速率 (Pn) ,发现在开放式CO2 浓度增高 (FACE)条件下生长的稗草叶片后 2个时期的Pn显著低于普通空气中生长的对照 ,比对照下降约 2 0 % ,说明FACE条件下稗草叶片光合作用对高CO2 浓度发生了明显的适应 .同时 ,叶片的气孔导度 (Gs)和胞间CO2 浓度 (Ci)的下降更为明显 .与对照相比 ,叶片可溶性蛋白含量明显降低 ,拔节期只有对照的 6 2 .4 % ;高CO2 浓度下生长的稗草叶片Rubisco含量也降低 ,分蘖期和拔节期分别为对照的 87%和 84 % ,但其差异未达到显著水平 .可以认为 ,长期生长在高CO2 浓度下的C4植物稗草叶片光合作用的适应是叶片气孔部分关闭和可溶性蛋白含量下降的结果 .