大气CO2浓度升高对植物的直接影响-国外十余年来模拟实验研究主要手段及基本结论

 本文针对国外近十几年来在CO2浓度升高对植物的直接影响方面所开展的生理生态学研究方法、动态、基本结论、存在问题等内容做了简要的介绍。大气CO2浓度在过去200年内已增加了80μmol·mol-1,生长在高CO2环境下的植物,其生理生态、形态及化学成分等方面将会发生相应的变化。表现在光合作用速率出现不同程度的提高;呼吸作用受抑制;气孔密度减少,水分利用效率增加;生物量及产量增加;一些关键蛋白质及酶、非结构性碳水化合物含量增加;组织中的氮、硫等元素含量降低;根系及花的发育也随CO2浓度的升高而提前等。不同光合途径(C3、C4及CAM)及不同植被类型(自然植被、栽培植被)的植物随CO2浓度发生的上述指标的变化在长期反应与短期反应方面具有很大的差异。另外,实验控制条件如温度、光照、水分、养分甚至实验装置(如花盆)的大小对预测结果也有很大的影响。     

大气CO2浓度升高对植物的直接影响—国外十余年来模拟实验研究主要手段及基本结论

 本文针对国外近十几年来在CO2浓度升高对植物的直接影响方面所开展的生理生态学研究方法、动态、基本结论、存在问题等内容做了简要的介绍。大气CO2浓度在过去200年内已增加了80μmol·mol-1,生长在高CO2环境下的植物,其生理生态、形态及化学成分等方面将会发生相应的变化。表现在光合作用速率出现不同程度的提高;呼吸作用受抑制;气孔密度减少,水分利用效率增加;生物量及产量增加;一些关键蛋白质及酶、非结构性碳水化合物含量增加;组织中的氮、硫等元素含量降低;根系及花的发育也随CO2浓度的升高而提前等。不同光合途径(C3、C4及CAM)及不同植被类型(自然植被、栽培植被)的植物随CO2浓度发生的上述指标的变化在长期反应与短期反应方面具有很大的差异。另外,实验控制条件如温度、光照、水分、养分甚至实验装置(如花盆)的大小对预测结果也有很大的影响。     

高CO_2浓度对长白山阔叶红松林主要树种的影响

组成长白山阔叶红松林的主要树种红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的幼树 ,盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2 浓度为 70 0 μl·L-1、40 0 μl·L-1的气室内两个生长季 ,以生长在 40 0 μl·L-1下的幼树为对照组 ,在各自生长条件下测定 ,高CO2 浓度下生长的红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的高生长比对照组的幼树提高 10 %～ 40 % .高CO2 浓度的幼树与对照CO2 下的幼树相比各树种蒸腾速率升降不一 ,但水分利用效率均有不同程度的提高 ,不同树种的可溶性糖和叶绿素含量对高CO2 浓度反应不一 ,反映出幼树对高CO2 浓度适应的复杂性 .长期高CO2 浓度环境下生长的阔叶树对CO2 变化反应较针叶树敏感 ,供试树种均发生光合驯化现象 .     

28种园林植物对大气CO2浓度增加的生理生态反应

通过对28种园林植物在不同CO2浓度水平下的气体交换参数的观测,分析了净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率等生理生态指标的变化趋势与规律.结果表明,所测植物净光合速率和水分利用效率随CO2浓度升高而线性增加,但不同植物种类对高CO2浓度的反应存在较大差异.气孔导度和蒸腾速率与CO2浓度呈线性负相关关系.当CO2浓度倍增(350～700 μmol·mol-1)时,28种园林植物净光合速率平均提高31.2%,气孔导度降低16.5%,蒸腾速率下降11.7%,而水分利用效率则提高了49.2%.不同光合途径的植物净光合速率和水分利用效率受CO2浓度增加的影响程度为C3植物较大,C4植物较小, CAM植物介于两者之间.对不同生活型植物而言,影响程度则为草本C3植物较大,乔木C3植物较小,灌木C3植物居于两者之间.     

碳酸酐酶Ⅵ的生理功能与酶缺陷性疾病

碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)催化可逆的水合反应CO2+H2O?ΗCO3?+H+,参与维持pH值平衡、CO2与离子的转运、细胞凋亡等生理过程。碳酸酐酶VI(CA-VI)作为该类含锌酶中惟一的细胞分泌型碳酸酐酶,在哺乳动物及人的唾液腺、乳腺、泪腺、支气管等腺体中表达,对维持口腔、上消化道和呼吸道的生理功能起重要作用。     

土壤CO2浓度的动态观测、模拟和应用

土壤CO2浓度不仅是地上、地下生物活动的反映,其变化对未来大气CO2浓度和气候变化也有重要影响.本文综述了国内外土壤CO2浓度的原位测定方法及其优缺点,分析了不同时(昼夜、几天、季节、年际)空(剖面、立地、景观)尺度上土壤CO2浓度的变化规律和影响因素,概括了现有土壤CO2浓度的模拟模型和发展态势,并总结了土壤CO2浓度梯度法在土壤呼吸研究中的应用和限制因素.最后展望了未来有待研究的4个领域:1)研发适于恶劣土壤环境(如淹水、石质土)的土壤CO2气体采集、测定技术;2)探讨土壤CO2浓度对天气变化的响应及其调控机理;3)加强土壤CO2浓度空间异质性的研究;4)扩大通量梯度法在热带、亚热带土壤呼吸测定中的应用.     

CO2转化酶的固定化研究

CO2是导致温室效应的主要气体,固定和转化CO2的研究对于温室效应的减缓和环境保护方面具有重要意义。近年来CO2转化的研究取得了迅猛发展,其中生物法固定CO2由于其反应条件温和且绿色无污染的优点而备受关注。本文对转化CO2有关的乳酸脱氢酶（LDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）和草酰乙酸脱羧酶（OAADC）进行了初步的固定化分析。首先以碳纳米管、壳聚糖和海藻酸钠为原料,制备了包埋上述CO2转化酶的微胶囊固定化体系,然后分别比较了游离酶和固定化酶的操作稳定性和储存稳定性。研究结果表明,固定化的CO2转化酶的操作稳定性和储存稳定得到明显的提高。本研究对CO2的转化和应用方面具有重要参考价值。     

有关微生物固定CO2技术及其应用探索

本文首先介绍了固定CO2的意义及方法,然后分析了微生物固定CO2技术流程,接下来阐述了微生物种群及生物反应器类型,最后重点讨论了微生物固定CO2的应用(以微型藻类在CO2吸收与资源化中的应用为例),以期为同行提供有益借鉴与参考。     

二氧化碳安乐死在实验动物中的应用与最新进展

本文概述了二氧化碳（CO2）安乐死法的作用机制、CO2使用浓度、应用范围和操作注意事项,并讨论了该方法的动物福利、设备改进等问题。     

微藻固定燃烧烟气中CO2 的研究进展

空气中CO2浓度升高导致的气候变暖问题已经成为全球性的环境、科学、政治、经济问题。近年来,对可用于直接固定工业废气尤其是燃烧烟气中CO2的捕捉和封存 (CCS) 技术进行了广泛的研究。在这些技术中,微藻生物固定CO2是一种具有大规模应用前景和经济上可行的CCS技术。以下从藻种的筛选、烟气条件对微藻固定CO2的影响、高效光生物反应器的开发和微藻产物的利用等方面对微藻生物固定烟气中CO2的现状和发展以及作者所在实验室在这一领域的研究情况进行了分析和总结,最后对其技术前景进行了展望,以期对微藻固定燃烧烟气中CO     

不同方法提取的荷叶挥发油化学成分分析

采取超临界CO2萃取和水蒸气蒸馏提取荷叶挥发油,利用GC-MS对它们进行了定性、定量分析。结果表明这两种方法提取荷叶挥发油的化学成分及含量皆有很大差别。超临界CO2萃取的荷叶挥发油更具天然性,超临界CO2萃取法为提取荷叶挥发油的理想方法。     

超临界萃取技术及其在食品工业中的应用进展

本文概述了超临界二氧化碳萃取技术,简要介绍了其在食品工业中的最新运用动态,并对超临界二氧化碳萃取技术作了展望。     

小花假泽兰精油超临界CO_2提取工艺及其成分和抑菌活性研究

采用正交试验法研究超临界CO_2萃取法提取小花假泽兰精油的提取条件,采用GC-MS法分析测定精油的化学成分,并初步测定精油的抑菌效果.结果表明:超临界CO_2萃取小花假泽兰精油的较佳工艺条件为:采用先静态后动态的萃取方式,静态萃取时间20 min,动态萃取条件为萃取温度55℃,萃取压力35 Mpa,CO_2体积为40 mL/g,CO_2 流速为0.5～1.0 mL/min;从超临界CO_2萃取的小花假泽兰精油中鉴定了64种成分,占精油总量的79.80%,主要有萜类、醇类、脂肪酸、酯类、甾体类等;生物测定结果表明,超临界CO_2萃取物对小麦赤霉病菌和小麦纹枯病菌菌丝生长的EC_(50)分别为119.55 mg/L和78.27 mg/L. 果.结果表明:超临界CO_2萃取小花假泽兰精油的较佳工艺条件为:采用先静态后动态的萃取方式,静态萃取时间20 min,动态萃取条件为萃取温度55℃,萃取压力35 MPa,CO_2体积为40 mL/g,CO_2 流速为0.5～1.0 mL/min;从超临界CO2萃取的小花假泽兰精油中鉴定了64种成分,占精油总量的79.80%,主要有萜类、醇类、脂肪酸、酯类、甾体类等;生物测定结果表 ,超临界CO_2萃取物对     

超临界CO_2诱导双酚A型聚碳酸酯预聚体的结晶行为

采用超临界CO_2技术对不同数均分子量(M_n)的双酚A型聚碳酸酯预聚体进行诱导结晶,应用热分析(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、扫描电子显微镜(SEM)对诱导结晶后的聚碳酸酯进行了结构和形貌的表征。研究表明,预聚体经超临界CO_2诱导结晶形成同一晶型、尺寸不同的片状晶体,片晶随着诱导结晶时温度、压力的升高逐渐增厚,结晶度增大。在二氯甲烷、乙醇和丙酮三种共溶剂中,极性最大的丙酮诱导的晶体结晶度最大。随M_n的增大,结晶度减小。同时广角X射线衍射结果也证实了超临界CO_2诱导的聚碳酸酯的晶体是单斜晶系结构。     

芫荽子超临界CO2流体萃取和水汽蒸馏精油的化学成分研究

本文采用GC和GC-MS技术对芫荽子超临界CO_2流体萃取(SFE-CO_2)精油的化学成分进行了剖析,并与水汽蒸馏(SD)精油作了比较。结果表明,两种产物的主要组分均为芳樟醇,分别占91.08％(SD)和65.79％(SFE-CO_2)。共有67种化合物被鉴定,其中21种为首次在芫荽子精油中被发现。     

青蒿素提取研究进展

从黄花蒿的选择、青蒿素提取溶剂的选择、黄花蒿微波预处理、超临界CO_2萃取技术、微波辅助提取、超声波强化石油醚提取等方面叙述青蒿素提取的研究进展,并将这几种方法进行比较,为工业上大规模生产青蒿素提供借鉴。     

树干CO_2释放速率影响因素研究进展

树干CO2释放速率(stemCO2effluxrate,FCO2)是森林生态系统碳循环的重要组成部分,其占树木自养呼吸的14%～48%。对FCO2影响因素进行分析,对于了解全球碳循环以及森林生态系统对全球变暖的响应具有重要意义。本文综述了生物因素和非生物因素对FCO2的影响,指出这些因素不仅直接或间接影响FCO2,而且各因素间还存在交互作用,此外,各因素的影响程度也会随时间、空间而变化。在此基础上,本文提出了今后研究应集中在以下几方面:(1)运用有效方法分离树干释放CO2的各个组分,并分析各个组分与影响因素的关系,深入揭示FCO2变化机制;(2)加强生物、非生物因素交互影响FCO2动态模型的研究,用以提高模拟的准确性;(3)深入探讨FCO2的温度适应性。     

Loss of CO_2 sensing by the olfactory system of CNGA3 knockout mice

Atmospheric CO_2 can signal the presence of food, predators or environmental stress and trigger stereotypical behaviors in both vertebrates and invertebrates. Recent studies have shown that the necklace olfactory system in mice sensitively detects CO_2 in the air. Olfactory CO_2 neurons are believed to rely on cyclic guanosine monophosphate (cGMP) as the key second messenger; however, the specific ion channel underlying CO2 responses remains unclear. Here we show that CO_2-evoked neuronal and behavioral res...     

荷木树干CO_2释放通量与木质部液流和CO_2浓度的关系

采用红外气体分析仪,于2008年10月17-19日连续3个昼夜原位监测了荷木的树干CO_2释放通量、树干温度、木质部液流密度和CO_2浓度.结果表明:树干CO_2释放通量(EA)日变化呈S形曲线,不同径级间差异显著.EA与树干温度呈显著幂函数关系(0.24

Abstract：

By using a Li-820 infra-red CO_2 gas analyzer, an in situ measurement of Schima super-ba stem CO_2 efflux was conducted for three consecutive days from 17 to 19 October 2008. In the meantime, the stem temperature, xylem sap efflux density, and xylem CO_2 concentration were measured. The stem CO_2 efflux had a diurnal variation of "S" pattern, and differed significantly with stem diameter. There was a significant exponential relationship between stem CO_2 efflux and stem temperature (0. 24 < R~2 < 0. 78). The temperature coefficient (b) and regression coeffi-cient (R~2) were higher at nighttime than at daytime, and the Q_(10) value ranged from 2. 01 to 2. 79. The stem CO_2 efflux correlated significantly with the xylem CO_2 concentration, and the best regression curve was cubic (R~2= 0. 48). Excluding the effects of stem temperature, the stem CO_2 efflux showed a significant negative correlation with xylem sap flux density (r =-0.462). Therefore, only using simple temperature function to estimate stem CO_2 efflux would yield a significant error, and xylem sap flux should be taken into consideration in the stem CO_2 emux estimation.     

不同碱度条件下中华水韭昼夜CO_2气体交换的特征

运用pH-drift的方法研究了在不同碱度条件下中华水韭(Isoetes sinensis)的沉水叶片昼夜CO_2吸收的特征.结果表明中华水非的沉水叶片具有昼夜吸收水中CO_2的能力,而不具备利用水中的HCCO3的能力,进一步证明了水生植物中华水韭的光合碳同化途径具有景天酸代谢(CAM)的特征.中华水韭沉水叶片光照条件下对水中CO_2的吸收速率在一定的浓度范围内正相关于水中的CO_2浓度.光照条件下,中华水韭的pH-drift实验的pH补偿点分别为(8.1±0.3)和(7.9±0.1)mmol·L~(-1),最终[C_T]/Alk值为(1.009±0.01)和(1.022±0. 004).碱度对中华水韭夜晚CO_2的吸收速率有显著的影响(F=38.73,P<0.0001).总碱度1.70mmol·L~(-1)溶液中的中华水韭沉水叶片在相对较低的CO_2浓度(0.04±0.001mmol·L~(-1))水平下即表现出对CO_2的净吸收.调查了野外一处中华水韭沉水种群的生境pH值及CO_2浓度的昼夜变化,发现水体碱度约为1.59mmol·L~(-1),一昼夜的pH值波动不大,平均为(6.1±0.04),昼夜CO_2浓度存在波动,午夜水中的CO_2浓度是午后的近3倍.