技术进步作用下中国CO2减排的可能性

建立了包含技术进步作用的CO2减排经济影响的宏观经济模型,基于这个模型,开展了中国减排CO2经济影响的政策模拟,研究发现,中国每年降低排放0．2％的排放量（少增0．2％）,到2050年GDP会比不控制下降5．12％。但是最高还能保持GDP年增长率为7．2％左右,如果中国承担年少排0．5％的减排任务,从2000年到2050年相当于50a少排放12．4％,GDP的年增长率的平均值为6％左右。如果中国加大教育科研投资0．5％GDP,则不仅减排的影响可以克服。而且到2050年GDP提高25％左右。     

中国增汇型气候保护政策实施对经济的影响

系统地给出了中国实施增汇型CO2减排政策对宏观经济影响的模拟结果,所采用的模拟系统包括基于Pizer,Demeter,Zwaan工作发展的中国气候保护决策支持系统和中国经济可计算一般均衡(CGE)系统。研究结果表明,增汇型气候保护政策较其他单一的气候保护政策更有利于国家经济安全;虽然增汇型气候保护政策在短期内会对国家GDP产出造成影响,但从长远角度看,增汇型气候保护将带动经济的发展,是一项值得推广的减排政策。同时,发现中国实行每年增加4%的碳汇和实施4%能源替代以减少CO2排放控制率,辅助于0.2%的生产型CO2排放控制率,如果能够促进世界其它地区到2050年减排1990年的10%的CO,是一个合适的方案。     

CO2排放控制的动态宏观经济模拟分析

以 Nordhaus- Pizer模型和 L eimbach模型为基础 ,在新经济增长理论框架下 ,发展了一个气候保护分析的宏观经济动态模型 ,模拟分析了不同削减水平下我国温室气体排放的对我国 GDP增长和社会福利的影响 ,数值模拟发现 :如果不推动减排 ,我国经济增长到 2 0 2 5年左右将失去优势。如果中国适当参加减排 ,采用每年控制少排放 0 .2 %的水平 ,到 2 0 5 0年相对不控制将少排放 1 0 % ,对中国经济发展最为有利 ,对全球气候保护也是一个贡献     

外源氮对沼泽湿地CH4和N2O通量的影响

三江平原沼泽湿地受到大气沉降、地表径流、农业排水等外源氮素的输入,对湿地生态系统CH₄和N₂O通量有重要影响。采用野外原位施肥试验模拟外源氮输入,设0,60,120,240kgN•hm^-2 4种试验处理,探讨外源氮对沼泽湿地CH₄和N₂O通量的影响。结果表明,外源氮促进了CH₄和N₂O排放。与对照处理比较,各施氮水平CH₄平均排放通量分别增加了181％,254％和155％,N2O排放通量分别增加了21％,100％和533％。外源氮输入对CH₄排放的季节变化形式影响不大,而N²O的季节变化形式随着氮输入表现出波动变化的趋势。不同施氮水平对CH₄排放的促进作用与植物生长阶段和产CH₄的微生物过程密切相关,N₂O排放通量随氮输入量呈指数增加（R²＝0.97,p<0.01）。外源氮通过影响湿地微生物过程来进一步影响CH₄和N₂O的排放。     

国际参与下的全球气候保护策略可行性模拟

控制全球二氧化碳含量在 2050年前不超过500ml/m3和在2010年全球平均升温不超过2℃是当前国际气候保护的热点问题.建立了一个全球性的包含GDP溢出机制和技术进步作用的RICE类型模型,以分析全球合作减排的配额公平性和方案有效性.研究结果表明,为了将2050年全球二氧化碳浓度控制在500ml/m3,以"人均排放权均等"的原则进行国际碳排放权配额分配时,以1861年为历史排放起点会导致发达国家与发展中国家在可使用配额上产生极大悬殊,不易在国际谈判中被接受.Stern的减排方案能虽能较显著地将2100年升温幅度控制在2℃以内,但是,该方案的实施使发展中国家将损失相对较多的经济收益用于支付减排的成本.相比之下较优的国际减排方案为:至2050年,发达国家的排放水平比1990年降低80%,中国、俄罗斯和世界其他国家从2020年之后开始减排,至2050年,中国比2005年排放水平降低25%,俄罗斯比2005年排放水平降低30%,世界其他地区比2005年排放水平增加量不超出30%.     

BSA与α-MnO2及δ-MnO2间的界面吸附作用

比较研究了牛血清白蛋白（BSA）与α-MnO2和δ-MnO₂的界面吸附作用及其影响因素。结果表明,BSA在两种MnO₂颗粒物表面有明显的吸附,且δ-MnO₂比α-MnO₂对BSA的吸附能力略强。pH3.8~8.0范围内,BSA在α-MnO₂和δ-MnO₂上的吸附率随pH的升高而减小,pH3.8条件下,α-MnO₂上的吸附率为88.2%,δ-MnO₂上的吸附率为94.0%。BSA在α-MnO₂和δ-MnO₂上的吸附量均随BSA浓度的增加而增大,吸附率随NaCl浓度的增加而减小。BSA在α-MnO₂上的吸附具有很高的不可逆性,δ-MnO₂上的吸附完全不可逆。吸附过程中BSA发生解螺旋作用,引起结构熵增大。     

浓度升高对油松针叶抗氧化系统的影响

利用开顶箱模拟大气O₃与CO₂浓度升高,对油松进行了连续4个月的熏蒸实验,探讨了油松针叶抗氧化系统化系统的响应。结果表明：1）高浓度O₃显著增加了油松针叶过氧化氢的积累,到处理后期过量的过氧化氢显著地抑制了抗氧化酶活性,如SOD和APX,并且抗坏血酸被耗竭,加剧了膜质过氧化,最终导致了严重氧化伤害;2）高浓度CO₂处理中油松针叶抗氧化酶活性普遍低于对照,ASA含量显著高于对照,可能是高CO₂浓度促进ASA合成,或者是ASA的消耗减少,到处理后期使H₂O₂含量比对照降低了15.5%,从而减轻了膜质过氧化产物丙二醛含量,减轻了氧化伤害;3）与O₃单因素相比,在协同处理中油松针叶具有较高的抗氧化酶活性和ASA含量,说明高CO₂浓度减轻了高O₃对抗氧化酶活性的抑制作用,并且提高了针叶内ASA含量,增强了针叶的抗氧化能力,有效地控制了ROS的产生与清除平衡,缓解了高O₃带来的氧化伤害。     

基于GIS技术的1991-2000年中国农田化肥氮源一氧化二氮直接排放量估计

依据政府间气候变化专门委员会(IPCC)对农田N₂O排放因子的定义,将气候和种植制度等N₂O排放的主控因素引入到估算方法中,结合GIS技术估计了中国农田化肥氮导致的N₂O直接排放量的空间分布和年际变异.结果表明,在1991—2000年间由于化肥投入量的增加,中国农田化学氮源N₂O排放呈上升趋势.20世纪90年代的平均年排放量为204 Gg N₂O-N,变幅为159～269 Gg N₂O-N,排放量最高的年份出现在1998年,而1992年排放量为最低.估算结果的不确定性约为23％.受施氮量和降水的影响,N₂O排放通量表现出明显的地区差异,东部较高,西北偏低.     

渗滤液负荷和灌溉深度对土壤氧化亚氮与二氧化碳释放的影响

采用预设取样器和静态箱气相色谱法,对渗滤液灌溉条件下,土柱土壤不同深度剖面 N₂O的浓度以及N₂O和CO₂的表面释放通量进行了监测.结果表明: 渗滤液灌溉可促进N₂O的生成和释放,灌溉后24 h内土柱N₂O的释放通量与表土下10 cm（r=0.944,P< 0.01）、20 cm（r=0.799,P<0.01）、30 cm（r=0.666,P<0.01）和40 cm（r=0.482,P<0.05）处所生成的N₂O浓度呈显著相关,且相关程度依次递减.渗滤液灌溉还促进了CO₂的释放,但N₂O与CO₂释放通量之间无显著相关性（P>0.05）.渗滤液的灌溉负荷主要决定温室气体释放总量的强弱（N₂O和CO₂,以CO₂当量计）,灌溉负荷为6 mm·d^-1条件下温室气体释放总量为灌溉负荷2 mm·d^-1的3倍多.采用表土下20 cm处灌溉方式可比表土下10 cm处灌溉方式削减47%的温室气体释放总量.渗滤液灌溉土壤14 d内,N₂O释放量约占温室气体释放总量的57.0%～91.0%.     

超临界CO2提取甘草地上部分总黄酮

采用单因素试验对甘草地上部分（茎叶）的超临界CO₂提取工艺进行了研究。实验考察了压力、萃取时间、温度及CO₂流量对甘草地上部分总黄酮提取率的影响,以总黄酮提取率和含量为指标,系统的研究了超临界二氧化碳萃取法提取甘草地上部分总黄酮的提取效果。得出的最佳工艺参数为：采用40~60目原料,80%乙醇为夹带剂,萃取时间：1.5 h;萃取压力：30.0 MPa;萃取温度：50℃;CO₂流量：10 kg·h^-1;分离压力: 5.8 MPa;分离温度: 40℃。实验结果表明超临界二氧化碳萃取甘草总黄酮的提取率2.09%,含量5.42%,工艺具有提取率高,纯度高的特点,为规模化生产甘草总黄酮的提取提供了研究基础。     

大气CO2浓度升高对不同施氮土壤酶活性的影响

利用中国唯一的无锡FACE（Free-air CO₂ enrichment,开放式空气CO₂浓度升高）平台,研究了大气CO₂浓度升高对土壤β-葡糖苷酶、转化酶、脲酶、酸性磷酸酶、β-氨基葡糖苷酶的影响。研究发现,不同氮肥处理下大气CO₂浓度升高对某些土壤酶活性的影响不同。在低氮施肥处理中,大气CO₂浓度升高显著降低β-葡糖苷酶活性,但是在高氮施肥处理下,大气CO₂浓度升高显著增加β-葡糖苷酶活性。在低氮和常氮施肥处理中大气CO₂浓度升高显著增加了土壤脲酶活性,但在高氮水平下影响不显著。在低氮、常氮施肥处理中,大气CO₂浓度升高对土壤酸性磷酸酶活性没有影响,而在高氮施肥处理中显著增强了土壤中磷酸酶活性。大气CO₂浓度升高对土壤转化酶活性和β-氨基葡糖苷酶的活性有增加趋势,但影响不显著。研究还发现,在不同的CO₂浓度下,土壤酶活性对不同氮肥处理的响应也不同。在正常CO₂浓度下,土壤中β-葡糖苷酶活性随着氮肥施用量的增加而降低,而在大气CO₂浓度升高条件下,却随着氮肥施用量的增加而增加。在大气CO₂浓度升高条件下,高氮施肥显著增加了转化酶和酸性磷酸酶活性,而在正常CO₂浓度下,影响不显著。在大气CO₂浓度升高条件下,氮肥处理对脲酶活性的影响不大,但在正常CO₂浓度下,脲酶活性随着氮肥施用量的增加而增加。氮肥对β-氨基葡糖苷酶活性的影响不明显。     

短期CO2加富对凤梨光合作用及生长发育的影响

 研究了CO₂加富对丹尼斯凤梨（Guzmania`Denise’）和吉利凤梨（Guzmania `Cherry’）叶片光合速率、植株生长、开花和光合相关酶活性的 影响。结果表明,处理30 d期间,处理(600±40)、(900±40) μmol CO₂&;#8226;mol^-1的净光合速率分别比同期对照增加了6.24%～31.91%和11.92%～ 41.48%;CO₂加富下促进了叶片中可溶性糖和淀粉的积累, 蒸腾速率和气孔导度下降,Rubisco活性增加,乙醇酸氧化酶活性则明显下降。(600 ±40)μmol CO₂&;#8226;mol^-1处理下的株高、叶面积分别比同期对照下增加了6.94%～14.63%和1.66%～7. 06%,而处理(900±40) μmol CO₂&;#8226;mol^-1下 分别增加了9.71%～20.85%和2.87%～11.62%;CO₂加富下促进了干重和鲜重的积累。此外,CO₂加富提前了吉利凤梨的花期。     

杜香挥发油的超临界CO2萃取实验条件优化

采用正交实验法对超临界CO₂萃取杜香挥发油的条件进行了优化。研究了萃取温度、萃取压力、CO₂流量等因素在不同水平下对杜香挥发油提取率的影响。得到了超临界CO₂萃取杜香挥发油的最佳实验条件：萃取压力为20 Mpa、萃取温度为35℃、CO₂的流量为60 kg·h^-1。     

加富对凤梨光合作用及生长发育的影响

研究了CO₂加富对丹尼斯凤梨（Guzmania`Denise’）和吉利凤梨（Guzmania `Cherry’）叶片光合速率、植株生长、开花和光合相关酶活性的 影响。结果表明,处理30 d期间,处理(600±40)、(900±40) μmol CO₂&#8226;mol^-1的净光合速率分别比同期对照增加了6.24%～31.91%和11.92%～ 41.48%;CO₂加富下促进了叶片中可溶性糖和淀粉的积累, 蒸腾速率和气孔导度下降,Rubisco活性增加,乙醇酸氧化酶活性则明显下降。(600 ±40)μmol CO₂&#8226;mol^-1处理下的株高、叶面积分别比同期对照下增加了6.94%～14.63%和1.66%～7. 06%,而处理(900±40) μmol CO₂&#8226;mol^-1下 分别增加了9.71%～20.85%和2.87%～11.62%;CO₂加富下促进了干重和鲜重的积累。此外,CO₂加富提前了吉利凤梨的花期。     

植物种类、大气二氧化碳和土壤氮素的交互作用或累加效应控制“植物-土壤”系统的碳分配

为了验证土壤氮(N)素和大气二氧化碳(CO₂)浓度的增高是交互或者累加性地控制“植物-土壤”系统中的碳(C)分配这一假设, 同时为了揭示这种作用是否随着植物种类而变化, 在不同的CO₂浓度下的高氮和低氮土壤中种植豆科植物紫花苜蓿(Medicago truncatula)和非豆科植物燕麦(Avena sativa), 并对植物的生长和土壤微生物等特性在这些条件下的变化进行了测定. 结果表明, 植物物种和土壤N素的交互作用对土壤微生物和植物的生长有着重要的作用. 对于紫花苜蓿而言, CO₂和土壤N素的交互作用对土壤可溶性C和土壤微生物生物量有重要影响, 但对燕麦则并非如此. 尽管CO₂和土壤N素都显著影响植物的生长, 但它们对植物的影响并不存在交互性, 也就是说CO₂和土壤N素对植物生长的影响是累加的. 豆科植物的固氮特性与CO₂的交互作用可能掩盖了土壤N素与CO₂的交互作用对豆科植物生长的影响. 在低N土壤中, 燕麦的冠根比从初期的2.63±0.20降低到后期的1.47±0.03, 表明燕麦在生长受到土壤N素的抑制时, 分配了更多的能量到根部以加强植物对养分元素的吸收(如N素); 在高氮土壤中, 紫花苜蓿的冠根比随时间延长显著升高(从2.45±0.30到5.43±0.10), 说明当土壤N素不是植物生长限制因子时, 更多的能量被分配到地上部分以加强植物对C的同化. 在不同土壤N素水平上, 大气CO₂浓度对植物的冠根比的影响均不显著.     

植物细胞H2O2的信号转导途径

光、环境胁迫和植物激素ABA可以引起植物体内H₂O₂升高, 而H₂O₂作为一个较早进化出来的信号分子, 不仅在诱导氧化性光合作用中起了关键的作用, 并且可以调节诸如气孔运动、超敏反应、细胞凋亡和基因表达等许多过程. 细胞内H₂O₂浓度必须维持在一种精细平衡状态, 它一方面可以通过质膜氧化还原系统和光呼吸系统产生, 另一方面也存在完善的清除机制. H₂O₂从质外体或者产生源进入细胞, 然后进入亚细胞区域. H₂O₂可以调节信号转导蛋白, 如蛋白质磷酸化酶、转录因子、以及位于质膜或其它膜上的Ca²⁺通道. 其中, 蛋白质可逆磷酸化可启动细胞质和细胞核的下游信号转导, 通过影响转录因子而影响基因的表达; 转录因子通过氧化而激活自身或诱导其定向转运至细胞核内. 然而, H₂O₂作为信号分子的研究相对处于“年轻”阶段, 诸如细胞如何感受H₂O₂, 以及在细胞感受H₂O₂信号转导过程中哪种细胞过程是最主要的或是限速步骤, 何种基因对H₂O₂是特异和必需的等问题仍然所知甚少, 这些问题的破解依赖于功能基因组学和遗传学分析.     

机械伤害和外源茉莉酸诱导豌豆幼苗H2O2系统性产生

以豌豆(Pisum sativum L.)幼苗为试材, 采用DAB组织染色、CeCl₃细胞化学染色和TiCl₄显色等多种方法, 跟踪了伤害和外源茉莉酸(jasmonic acid, JA)处理后H₂O₂的时空动态变化. 结果显示, 伤害和外施JA可以诱导H₂O₂系统性产生, 无论是伤害叶片、邻近未伤害叶片还是低节位远端叶片, 伤害处理后1 h, H₂O₂含量即有所增加, 3~5 h后H₂O₂含量达到最大, 随后开始下降, 至处理后12 h, H₂O₂含量基本恢复到对照水平; 相应地, 伤害和JA处理后, 抗氧化酶类活性迅速提高; NADPH氧化酶抑制剂二苯基碘(diphenylene iodonium, DPI)可以显著抑制伤害和JA诱导的H₂O₂迸发. H₂O₂亚细胞定位结果显示, 伤害和JA诱导产生的H₂O₂主要分布于质膜、细胞壁和细胞间隙. JA的胶体金免疫电子显微镜定位结果表明, 伤害后JA含量迅速增加, 显示在叶肉细胞的细胞壁和韧皮部筛管与伴胞分子中金颗粒数量明显增加.     

双氢胺对土壤裂缝产生过程中N2O释放的影响

模拟稻田土壤在加入不同量的 (NH₄)₂SO₄和双氢按(DCD)抑制剂的溶液后先进行淹水培养,然后让土壤自然蒸发变干,直至土壤产生裂缝到裂缝稳定,最后在裂缝稳定后的复水的连续培养试验。通过模拟对土壤进行复杂的、动态的水分含量变化过程中试验,探讨双氢胺抑制剂对其N₂O释放的影响。每天监测土体释放的N₂O通量,以及渗漏液中溶解的N₂O浓度和pH值。这些监测结果表明：在相同的水分管理条件下,土壤中没有氮肥加入,只有DCD加入的A处理释放N₂O气体最少,其平均释放通量为340.91 μg m^-2 h^-1; 土壤中有高剂量的氮肥和DCD加入的E处理释放N₂O最多,其平均释放通量为9280.23 μg m^-2 h^-1。裂缝产生稳定后的复水能减少N₂O向空气中的释放。渗漏液中的N₂O浓度都是过饱和的。当土壤中肥料(NH₄)₂SO₄加入量(每千克土壤中外加N≤3g)相对较少的情况下,DCD抑制剂能抑制裂缝产生过程中的N2O释放;当土壤中肥料(NH₄)₂SO₄加入量(每千克土壤中外加N≥6g)相对较多的情况下,DCD抑制裂缝产生过程中的N₂O释放效果不明显。此外还得出(NH₄)₂SO₄和DCD的加入量比是10:1 时,其抑制N₂O排放的效果比(NH₄)₂SO₄和DCD的加入量比分别是10∶1.5和10∶2要好。土体释放的N₂O通量和渗漏液中溶解的N₂O浓度之间不存在相关性,土体释放的N₂O通量和渗漏液中的pH值之间也不存在相关性。但是渗漏液中的N2O浓度和pH值之间存在显著的正线性相关关系。     

不同浓度NaCl和Na2CO3处理对菊芋幼苗光合及叶绿素荧光的影响

 以砂培菊芋(Helianthus tuberosus)幼苗作为试验材料,分别进行不同浓度NaCl (50、 100、150、200、250 mmol&;#8226;L^－1)和Na₂CO₃ (25、50、 75、100、125 mmol&;#8226;L^－1)胁迫处理,以1/2全营养液作为对照,处理7 d后研究NaCl和Na₂CO₃胁迫处理对菊芋幼苗叶片光合作用及叶绿素动力学 参数的影响。结果表明：1)在NaCl处理下,当浓度小于150 mmol&;#8226;L^－1时,增加了菊芋的叶绿素含量、净光合速率(Net photosynthetic rate, P_n)和气孔导度(Stomatal conductivity, G_s),对荧光参数PSⅡ的电子传递情况( F_m/F_o)、PSⅡ原初光能转换效率(F_v/F_m)、PSⅡ量子效率 (Actual quantum yield of PSⅡ under actinic irradiation,φPSⅡ)和光化学猝灭系数(Photochemical quenching coefficient, qP)和非 光化学猝灭系 数(Non-photochemical quenching coefficient, NPQ)没有显著影响,随着浓度的增加,各项生理指标与对照相比除了NPQ显著 增加,其余均显著降低;2)在Na₂CO₃胁迫处理下,随着Na₂CO₃浓度的增加,与对照相比菊芋幼苗叶绿素含量、P_n、G_s以及叶绿素a荧光诱导动力 学参数F_m/F_o、F_v/F_m、φPSⅡ和qP均显著降低,NPQ显著增加;3)就NaCl和Na₂CO₃相比而言,在相同Na⁺浓度情况下,处于Na₂CO₃胁迫下的菊芋 幼苗的叶绿素含量、P_n、G_s以及叶绿素a荧光诱导动力学参数F_m/F_o、F_v/F_m、φPSⅡ和qP下降幅度和NPQ的增加幅度均显著大于NaCl,这说明 NaCl和Na₂CO₃胁迫均对菊芋幼苗造成不同程度的伤害,但在相同Na⁺浓度情况下,Na₂CO₃的伤害程度大于NaCl。由此说明菊芋对盐的忍耐程度高 于碱。     

CO2浓度增加和不同氮肥水平对冬小麦根系呼吸及生物量的影响

 依托FACE(Free-air CO₂ enrichment)研究平台, 利用特制分根集气生长箱, 采用静态箱-GC(Gas chromatography)法, 连续两年研究 了大气CO₂浓度升高和不同氮肥水平对冬小麦拔节期、孕穗抽穗期和灌浆末期的根系呼吸及生物量的影响。两季结果表明, CO₂浓度升高和高氮 肥量均不同程度地增加了3个阶段的地上部和地下部的生物量, 这有利于增加根茬的还田量; CO₂浓度升高对冬小麦不同生长阶段的根系呼吸影 响不同, 在拔节期影响较小;孕穗抽穗期显著增加了根系呼吸, 2004~2005季分别增加33.8%(148.1 mg N&;#8226;kg^-1 干土, HN)和43.9%(88.9 mg N&;#8226;kg^-1 干土, LN), 2005~2006季分别为23.8%(HN)和28.9%(LN); 而灌浆末期显著降低了根系呼吸, 2004~2005季分别降低31.4%(HN)和23.3% (LN), 2005~2006季分别为25.1%(HN)和18.5%(LN); 高施氮量比低施氮量促进了根系呼吸; 随着作物生长根系呼吸与地下生物量呈显著线性负相 关, 高CO₂环境中的R²变小,表明随着作物生长发育高CO₂浓度降低了作物根系呼吸与地下部生物量积累间的相关性.