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相似文献
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1.
研究了不同土壤氮和土壤水分条件下,大气CO2浓度升高对春小麦光合作用、气孔导度、蒸散和水分利用效率的影响.结果表明,CO2浓度升高,干旱处理的春小麦(Triticum aestivum L.)叶片光合作用速率幅度增加大于湿润处理,随着氮肥用量增加光合速率相应增加,而不施氮肥增加有限;干旱处理气孔导度幅度减少大于湿润处理,不施氮肥的大于氮肥充足的.CO2浓度升高,干旱处理的蒸散量减少比湿润处理多,不施氮肥的蒸散量减少较为明显;但干旱处理单叶WUE增加大于湿润处理;随着氮肥用量增加,冠层WUE提高,而不施氮肥的冠层WUE最低.因而CO2浓度升高、光合速率增加和蒸散量减少会减缓干旱的不利影响,增强作物对干旱胁迫的抵御能力.  相似文献   

2.
畜禽废弃物堆肥处理过程中产生的二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)和氨气(NH3)等是重要的温室气体和大气污染物。但目前有关该过程气体排放的研究多基于室内小型模拟的反应器式堆肥,在工厂化堆肥条件下的原位气体排放监测较少。为探究工厂化堆肥产生气体对区域环境的影响,本研究对沈阳某堆肥厂畜禽废弃物堆体的气体排放进行了19 d的监测,并量化了排放氨气的自然丰度15N(δ15N)特征。结果表明: 堆置周期内,CO2、CH4、N2O和NH3的平均排放速率分别为86.8 g CO2-C·d-1·m-2、9.8 g CH4-C·d-1·m-2、3.7 mg N2O-N·d-1·m-2和736.6 mg NH3-N·d-1·m-2。温室气体日增温潜势(GWP)的贡献大小为CH4>CO2>NH3(间接)>N2O,其中CH4贡献了65%。堆肥排放NH3的δ15N在-21.8‰~-7.2‰,平均-11.6‰±1.2‰。本研究结果可为区域畜禽废弃物堆肥过程中温室气体排放的核算及大气氨溯源提供数据支持。  相似文献   

3.
氮素对高大气CO2浓度下小麦叶片光合作用的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过测定小麦拔节期叶片的光合气体交换参数和光强-光合速率(Pn)响应曲线,研究了氮素对长期高大气CO2浓度(760 μmol·mol-1)下小麦叶片光合作用的影响.结果表明:在长期高大气CO2浓度下,增施氮肥能提高小麦叶片Pn、蒸腾速率(Tr)和瞬时水分利用效率(WUEi);与正常大气CO2浓度相比,高大气CO2浓度下小麦叶片的Pn和WUEi增加,气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)降低.随光合有效辐射的增强,高大气CO2浓度下小麦叶片的Pn和WUEi均高于正常大气CO2浓度处理,Gs则较低,而Ci和Tr无显著变化.高氮水平下小麦叶片Gs与Pn、Tr、WUEi呈线性正相关,Gs与Ci在正常大气CO2浓度下呈线性负相关,但高大气CO2浓度下二者无相关性;低氮水平下小麦叶片的Gs与Pn、WUEi无相关性,而与Ci和Tr呈线性正相关,表明高大气CO2浓度下低氮水平的小麦叶片Pn由非气孔因素限制.  相似文献   

4.
通过测定小麦拔节期叶片的光合气体交换参数和光强-光合速率(Pn)响应曲线,研究了氮素对长期高大气CO2浓度(760 μmol·mol-1)下小麦叶片光合作用的影响.结果表明:在长期高大气CO2浓度下,增施氮肥能提高小麦叶片Pn、蒸腾速率(Tr)和瞬时水分利用效率(WUEi);与正常大气CO2浓度相比,高大气CO2浓度下小麦叶片的Pn和WUEi增加,气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)降低.随光合有效辐射的增强,高大气CO2浓度下小麦叶片的Pn和WUEi均高于正常大气CO2浓度处理,Gs则较低,而Ci和Tr无显著变化.高氮水平下小麦叶片Gs与Pn、Tr、WUEi呈线性正相关,Gs与Ci在正常大气CO2浓度下呈线性负相关,但高大气CO2浓度下二者无相关性;低氮水平下小麦叶片的Gs与Pn、WUEi无相关性,而与Ci和Tr呈线性正相关,表明高大气CO2浓度下低氮水平的小麦叶片Pn由非气孔因素限制.  相似文献   

5.
采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO2浓度(正常:400 μmol·mol-1;高:760 μmol·mol-1)、2个氮素水平(0和200 mg·kg-1土)的组合处理,通过测定小麦抽穗期旗叶氮素和叶绿素浓度、光合速率(Pn)-胞间CO2浓度(Ci)响应曲线及荧光动力学参数,来测算小麦叶片光合电子传递速率等,研究了高大气CO2浓度下施氮对小麦旗叶光合能量分配的影响.结果表明:与正常大气CO2浓度相比,高大气CO2浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,高氮处理的小麦叶片叶绿素a/b升高.施氮后小麦叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ反应中心最大量子产额(Fv′/Fm′)、PSⅡ反应中心的开放比例(qp)和PSⅡ反应中心实际光化学效率(ΦPSⅡ)在大气CO2浓度升高后无明显变化,虽然叶片非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低,但PSⅡ总电子传递速率(JF)无明显增加;不施氮处理的Fv′/Fm′、ΦPSⅡ和NPQ在高大气CO2浓度下显著降低,尽管Fv/Fm和qP无明显变化,JF仍显著下降.施氮后小麦叶片JF增加,参与光化学反应的非环式电子流传递速率(JC)明显升高.大气CO2浓度升高使参与光呼吸的非环式电子流传递速率(J0)、Rubisco氧化速率(V0)、光合电子的光呼吸/光化学传递速率比(J0/JC)和Rubisco氧化/羧化比(V0/VC)降低,但使JC和Rubisco羧化速率(VC)增加.因此,高大气CO2浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,而增施氮素使通过PSⅡ反应中心的电子流速率显著增加,促进了光合电子流向光化学方向的传递,使更多的电子进入Rubisco羧化过程,Pn显著升高.  相似文献   

6.
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   

7.
New sampling on critical intervals of the uppermost Permian and Triassic successions of the Northern Karakorum Terrain in the Karakorum Range (Pakistan) has refined the stratigraphy. Two types of successions may be distinguished in the Karakorum Range: a carbonate platform succession, spanning the whole interval from Upper Permian to Upper Triassic, possibly with several gaps; and a basinal succession, deposited from the Middle Permian to Early Carnian (Late Triassic), when the carbonate platform prograded into the basin. With the approaching and later docking of the Karakorum Block against the Asian margin closing the Paleo-Tethys, a portion of Karakorum emerged while another part subsided as a fore-deep, receiving clastics from the emerging Cimmerian Range. Molassic sediments filled the basin, whilst shallow-water carbonates transgressed over the emerged carbonate platform sometime between the latest Triassic and the Pliensbachian (Early Jurassic), with Cimmerian deformation occurring to the north. The age control is provided by conodonts, with assemblages of late Wuchiapingian, Changhsingian, Induan (Griesbachian and Dienerian), late Olenekian, early Anisian, late Ladinian, and early Carnian ages, respectively. Some information on the section around the P/T boundary is provided by palynology and isotopic C13 values. The dating of the Norian/Rhaetian platform is provided by foraminifers.  相似文献   

8.
Aims Rising atmospheric CO2 has been shown to increase aboveground net primary productivity (ANPP) in water-limited perennial grasslands, in part by reducing stomatal conductance and transpiration, thereby reducing depletion of soil moisture. However, the benefits of CO2 enrichment for ANPP will vary with soil type and may be reduced if water limitation is low. Little is known about CO2 effects on ANPP of Panicum virgatum, a perennial C4 tallgrass and potential bioenergy crop. We hypothesized that if water limitation is minimized, (i) CO2 enrichment would not increase P. virgatum ANPP because photosynthetic rates of this C4 grass would not increase and because decreased transpiration at elevated CO2 would provide little additional benefit in increased soil moisture and (ii) soil type will have little effect on P. virgatum CO2 responses because of high overall soil moisture.Methods Growth and leaf physiology of P. virgatum cv. 'Alamo' were studied as plants established for 4 years on silty clay and clay soils along a 250 to 500 μl l -1 gradient in atmospheric CO2 located in central Texas, USA. Plants were watered to replace evapotranspiration, fertilized with NO 3 NH 4 and P 2 O 5 and clipped to standard height during mid-season.Important findings ANPP increased through the third year of growth. Soil moisture (0–20 cm), ANPP, tiller numbers and leaf area index were 8–18% higher on the clay than on the silty clay soil. ANPP did not increase with CO2 except in the planting year. However, biomass removed with clipping strongly increased with CO2 in years 2 and 3, suggesting that CO2 enrichment increased the early- to mid-season growth of establishing P. virgatum but not later regrowth or that of fully established plants. Furthermore, CO2 enrichment differentially affected two components of ANPP in years 2 and 3, increasing tiller mass and reducing tiller numbers. This reallocation of resources in clipped P. virgatum suggested increased meristem limitation of productivity with CO2 enrichment. CO2 enrichment had little effect on photosynthesis but increasingly reduced stomatal conductance and transpiration as the plants established. As a result, water use efficiency became increasingly coupled to CO2 as leaf area increased during establishment. These results suggest that for well-watered and clipped P. virgatum, ANPP differed between soil types, was not affected by CO2 enrichment when fully established but interacted with clipping to alter allocation patterns during establishment. Soil type effects on ANPP-CO2 responses will likely become more apparent when water is more limiting.  相似文献   

9.
简要综述了近年来国内外在大气CO2浓度增加对微量气体交换影响方面的研究进展.首先介绍了有关大气CO2浓度增加的研究技术和方法,比较了目前两种常用技术开顶箱(OTC)和开放式空气CO2增加(FACE)方法的优缺点,然后着重阐述了用OTC和FACE研究陆地生态系统CH4、N2O、CO2等微量气体的地气交换对大气CO2浓度增加的响应.综合现有的资料表明,大气CO2浓度增加,会促进绿色植物生物量增加,同时改变生物质的C/N比,降低有机质的分解速率,增强了陆地生态系统对大气CO2的固持作用;大气CO2浓度增加会提高产甲烷菌的活性和影响CH4的排放过程,有可能导致湿地生态系统CH4的排放增加;大气CO2浓度增加对N2O排放影响的研究较少,且尚无一致的结论.另外,对于其他微量气体,尚没有相关研究报道.鉴于此,今后应加强大气CO2浓度增加的微量气体地气交换响应研究.  相似文献   

10.
张蕊  赵钰  何红波  张旭东 《生态学杂志》2017,28(7):2379-2388
大气CO2浓度升高影响植物光合作用过程和生物量积累,改变植物地上和地下生物量的动态分配.土壤有机质的形成和周转依赖于植物组分的输入,因此,CO2浓度升高所造成的植物生理和代谢的变化对土壤碳库收支平衡具有重要影响.采用稳定碳同位素(13C)技术研究土壤-植物系统的碳循环可阐明大气CO2浓度升高条件下光合碳在植物各器官的分配特征和时间动态,明确光合碳在土壤中的积累、分解与迁移转化过程以及对土壤有机碳库周转的影响.本文综述了基于13C自然丰度法或13C示踪技术研究大气CO2浓度升高对土壤-植物系统碳循环的影响,主要包括:1)对植物光合作用的同位素分馏的影响;2)对植物光合碳(新碳)分配动态的影响;3)对土壤有机碳新老碳库动态以及微生物转化过程的影响.明确上述过程及其调控机制可为预测CO2浓度升高对陆地生态系统碳循环及源汇效应的长期影响奠定基础.  相似文献   

11.
依托FACE技术平台, 采用稳定13C同位素技术, 通过将小麦(C3作物)种植于长期单作玉米(C4作物)的土壤上, 研究了大气CO2浓度升高和不同氮肥水平对土壤排放CO2的δ13C值及根际呼吸的影响. 结果表明: 种植小麦后土壤排放CO2的δ13C值随作物生长逐渐降低, CO2浓度升高200 μmol·mol-1显著降低了孕穗、抽穗期(施氮量为250 kg·hm-2, HN)与拔节、孕穗期(施氮量为150 kg·hm-2, LN)土壤排放CO2的δ13C值, 显著提高了孕穗、抽穗期的根际呼吸比例. 拔节至成熟期, 根际呼吸占土壤呼吸的比例在高CO2浓度下为24%~48%(HN)和21%~48%(LN), 在正常CO2浓度下为20%~36% (HN)和19%~32%(LN). 不同CO2浓度下土壤排放CO2的δ13C值和根际呼吸对氮肥增加的响应不同, CO2浓度与氮肥用量在拔节期对根际呼吸的交互效应显著.  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.
大气CO2浓度升高影响植物光合作用过程和生物量积累,改变植物地上和地下生物量的动态分配.土壤有机质的形成和周转依赖于植物组分的输入,因此,CO2浓度升高所造成的植物生理和代谢的变化对土壤碳库收支平衡具有重要影响.采用稳定碳同位素(13C)技术研究土壤-植物系统的碳循环可阐明大气CO2浓度升高条件下光合碳在植物各器官的分配特征和时间动态,明确光合碳在土壤中的积累、分解与迁移转化过程以及对土壤有机碳库周转的影响.本文综述了基于13C自然丰度法或13C示踪技术研究大气CO2浓度升高对土壤-植物系统碳循环的影响,主要包括:1)对植物光合作用的同位素分馏的影响;2)对植物光合碳(新碳)分配动态的影响;3)对土壤有机碳新老碳库动态以及微生物转化过程的影响.明确上述过程及其调控机制可为预测CO2浓度升高对陆地生态系统碳循环及源汇效应的长期影响奠定基础.  相似文献   

14.
光和海洋酸化(CO2浓度升高)分别对海洋硅藻的光合能力具有不同程度的影响, 但两者的耦合响应被较少关注。研究以三角褐指藻作为实验材料, 测定了不同光强下CO2浓度升高对三角褐指藻的生长、净光合速率、生化组分、胞外碳酸酐酶(eCA)活性和核酮糖-1,5-二磷酸羧化/氧化酶(Rubisco)活性的影响。结果显示在低光下, CO2浓度对三角褐指藻的生长和净光合速率(Pn)并没有显著影响, 而在高光下, 具有明显的影响。无论是在高光或是低光下, eCA活性、叶绿素和可溶性蛋白的含量都随着CO2浓度的升高而降低。在低光下, 高浓度CO2 (HC)培养下的Rubisco活性分别是低浓度CO2 (LC)和中浓度CO2 (MC)的2.42和1.39倍, 而在高光下, HC培养下的Rubisco活性分别是LC和MC的6.72和3.45倍。以上结果表明硅藻能够通过调节光合生理特征和CCM运行中能量的分配来适应环境中光强和CO2浓度的变化。  相似文献   

15.
Aims Recent studies have recognized the alpine grasslands on the Qinghai–Tibetan plateau as a significant sink for atmospheric CO2. The carbon-sink strength may differ among grassland ecosystems at various altitudes because of contrasting biotic and physical environments. This study aims (i) to clarify the altitudinal pattern of ecosystem CO2 fluxes, including gross primary production (GPP), daytime ecosystem respiration (Redaytime) and net ecosystem production (NEP), during the period with peak above-ground biomass; and (ii) to elucidate the effects of biotic and abiotic factors on the altitudinal variation of ecosystem CO2 fluxes.  相似文献   

16.
Unicellular marine cyanobacteria are abundant in both coastal and oligotrophic environments, where they contribute substantially to primary production. The physiological effect of future increases in atmospheric CO2 concentrations on the marine picocyanobacteria is still poorly known. We studied the physiological changes in marine phycocyanin (PC)-rich and phycoerythrin (PE)-rich Synechococcus strains under different CO2 partial pressures (350, 600 and 800 ppm). The PE strain showed no significant change in growth rate over the experimental CO2 range. A significant increase (25.4%) in carbohydrate was observed at 800 ppm CO2, but no significant change in protein and RNA/DNA ratio was observed in any CO2 treatment. The PC strain showed a significant increase (36.7%) in growth rate at 800 ppm CO2, but no significant change in carbohydrate or protein content was observed over the entire CO2 range. The RNA/DNA ratio increased with increasing CO2 concentration and was positively correlated with growth rate. Cellular red fluorescence and orange fluorescence of the PE strain tended to decline in all CO2 treatments. However, no such decline was observed at higher CO2 treatments in the PC strain. Our results suggest that the PC strain would probably benefit more than the PE strain from future increases in atmospheric CO2 concentrations.  相似文献   

17.
化石燃料的燃烧和城市化进程的加快导致大气中二氧化碳(CO2)和臭氧(O3)浓度日益升高, 大气气体浓度的变化会对植物个体和陆地生态系统结构与功能产生影响。CO2浓度升高增加了陆地生态系统碳汇能力, 而O3导致作物减产和生态系统固碳损失。自由空气中气体浓度增加(FACE)系统是最接近自然的一种模拟大气气体浓度增加对生态系统影响的研究平台, 已广泛应用于各种生态系统, 为理解陆地生态系统生态过程对全球变化的响应及评估未来情景的生态风险提供了重要科学依据。该文从FACE技术特点出发, 介绍了国内外建成的大型CO2/O3-FACE系统, 分析了FACE系统的不同布气方式在不同生态系统研究过程中的优点与缺点, 概述了全球FACE运行的现状和取得的主要成果, 并指出了FACE系统存在的主要问题和前沿研究方向。  相似文献   

18.
水稻土是甲烷产生的重要源地.厌氧条件下甲烷的形成与有机质厌氧降解产生的乙酸、H2和CO2有关.氧化铁作为电子受体可有效地竞争有机质向甲烷的转化,其抑制作用机理可能与乙酸、H2和CO2的有效消耗有关.通过向水稻土泥浆中添加无定形氧化铁和纤铁矿,分别测定了25℃厌氧恒温培养105d过程中的H2、CO2和CH4的浓度变化.结果表明,添加无定形氧化铁及纤铁矿可导致H2浓度显著降低;无定形氧化铁对H2消耗的影响明显大于纤铁矿;添加不同氧化铁对CO2浓度的影响与H2浓度的变化有相同的趋势;添加氧化铁能显著抑制水稻土中甲烷形成,并导致有机碳的转移发生变化,使得CH4-C显著降低,气相中CO2-C量减少,而由土壤泥浆固定的CO32--C量显著增加.  相似文献   

19.
研究结果表明,生长在77±5PaCO2分压下30d的荔枝幼树,其光合速率较大气CO2分压(39.3Pa)下的低23%,光下线粒体呼吸速率和不包含光下呼吸的CO2补偿点亦略有降低.空气CO2增高使叶片最大羧化速率(Vcmax)和最大电子传递速率(Jmax)降低,表明大气增高CO2分压下叶片的光系统I(PSI)能量水平较低,叶片超氧自由基产率亦降低39%,叶片感染荔枝霜疫霉病率则从生长在大气CO2分压下的1.8%增至9.5%.可能较低光合和呼吸代谢诱致较低的超氧自由基产率,而使叶片易受病害侵染.叶片受病害侵染后表现为超氧自由基的激增.在全球大气CO2分压增高趋势下须加强对荔枝霜疫霉病的控制.  相似文献   

20.
采用离轴积分腔输出光谱技术测定了北京市4组绿地及其相邻道路上CO2浓度和δ13C值的变化,分析城市绿地对近地层CO2浓度空间分布的影响.结果表明:北京城市CO2浓度和δ13C值存在时空差异,城区CO2浓度最高,近郊次之,远郊最低,CO2存在明显的穹顶式分布,但δ13C值变化分布恰好相反.在非生长季节中,绿地与相邻道路之间的ΔCO2和Δ13C值较小,4个试验点之间差异不显著.然而,在生长季节中,城区的北京园林科学研究院绿地与4环路(BLA&4th RR)、北京奥林匹克森林公园与5环路(BOP&5th RR)的ΔCO2和Δ13C值显著高于郊区的稻香园公园与苏家屯东路(DP&SR)、北京门头沟城郊森林站与站外道路(MTG&MR).在生长季节和非生长季节中,4个试验点的CO2浓度与车流量呈显著正相关,表明车流量是影响市区CO2浓度空间分布的重要因素之一.非生长季节中δ13C值与车流量呈显著负相关,但在生长季节,δ13C值与车流量相关性不显著.4块绿地内外的ΔCO2浓度值均与叶面积指数(LAI)呈显著负相关,Δ13C值与LAI呈极显著的对数函数关系.逐步回归分析表明,生长季节中太阳辐射、温度和LAI对市区和近郊绿地内外ΔCO2浓度具有显著影响,温度和太阳辐射是影响Δ13C值的主要因子.生长季节中,植物通过光合作用降低了绿地系统近地层的CO2浓度,表明绿地系统在改善城市生态环境方面发挥积极作用.  相似文献   

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