增温对土壤有机碳矿化的影响研究综述

全球变暖的大背景下,土壤作为陆地生态系统中最大碳汇的载体,其微小变化都会引起大气CO2浓度显著的改变。土壤有机碳对气候变化的响应和适应对于预测未来气候变化具有十分重要的作用。然而,目前增温对土壤有机碳的影响及其影响机制仍存诸多未解决的问题。综述了目前土壤有机碳矿化的研究方式及增温对土壤有机碳矿化影响的国内外研究进展。结果发现增温往往会促进土壤有机碳排放,主要源于土壤微生物代谢活性或群落组成的改变。同时该排放强度因生态系统类型、增温方式和幅度以及增温季节和持续时间的不同而存在巨大差异,且长期增温反而使土壤微生物产生适应及驯化现象,从而降低或缓解陆地生态系统对全球变暖的正反馈效应。但这些结果大都基于温带实验,而原位增温实验对高生产力、多样性丰富的热带亚热带地区的影响是否与温带一致仍待进一步考证。室内模拟实验虽可深入研究温度对土壤有机碳矿化的影响机制,却无法真实反映野外自然环境。同时,野外增温方式及室内研究方式的多样均降低不同研究之间的可比性,进而难以预估由实验方法本身差异引起的结果变异。     

开放式昼夜不同增温对单季稻影响的试验研究

全球变暖趋势日益明朗,且存在明显的季节性差异和昼夜不对称性。水稻是我国最重要的粮食作物,研究水稻生产力对昼夜不同增温的响应与适应对我国未来粮食安全战略决策至关重要。为此,作者在江苏南京设计我国首个稻田开放式增温（FATI：Free Air Temperature Increased) 系统,在2007—2008年对水稻进行昼夜不同增温（全天增温、白天增温和夜间增温）的试验研究。结果表明,该增温系统可以形成4 m2均匀且稳定的增温范围,全天、白天和夜间增温处理平均分别可以使水稻全生育期冠层日均温升高2.0℃、0.6℃和0.9℃。白天增温使水稻全生育期冠层白天温度平均升高1.1℃,夜间增温使夜间温度平均升高1.8℃,与未来的升温幅度相似。全天、白天和夜间增温处理下,水稻冠层温度日较差变化分别为0.1℃、0.6℃和-0.9℃。同时,在该系统的3种增温情景下,水稻分蘖期、孕穗期和灌浆期的田间冠层温度日变化趋势基本与常规对照区一致,全生育期的日平均温度变化趋势也基本一致。两年的增温试验表明,不同增温情景均对水稻的生育进程、成熟期地上生物量和产量产生了明显的影响。其中全天、白天和夜间增温分别使水稻从移栽到始穗平均的日期缩短3.5 d、2 d和2.5 d,但对始穗至成熟期的影响不明显;全天、白天和夜间增温分别使水稻地上生物量降低7.7%、6.6%和2.8%,但差异均不显著;白天和夜间增温分别使水稻产量下降8.9%和4.5%,而全天增温下水稻产量略有上升,但均未达到显著水平。从产量构成来看,增温下有效穗数和结实率呈现递增趋势,每穗粒数和千粒重呈现下降趋势。增温对水稻株高的影响不明显。上述结果表明,该稻田开放式增温系统能满足水稻系统生产力对未来气候变暖响应与适应的试验研究要求,气候变暖对水稻生产力影响的相关模型分析结果也尚需进一步的田间实际增温试验验证,模型所需的相关参数也需要进一步完善。     

甲型肝炎病毒Vero细胞适应株的选育研究

将甲肝患者粪便中分离的甲型肝炎病毒在Vero细胞中进行适应性培养 ,选育高滴度适应株应用于甲肝灭活疫苗研究。在Vero细胞上连续传代 ,测抗原滴度和感染性滴度 ,满意后按WHO推荐的甲型肝炎灭活疫苗规程进行灭活疫苗试制研究。经Vero细胞 14次适应性传代后 ,病毒抗原滴度可高达 1∶2 5 6 0 ,感染性滴度为 8.2 3LogC CID50 /ml。试制的灭活疫苗HPSEC检测在 2 80nm时仅有一个高峰 ,SDS PAGE电泳 ,在 2 2kD、2 6kD和 33kD处有三条蛋白带 ,和HAVVP3、VP2和VP1的位置相同。ICR小鼠效力试验表明疫苗剂量 16 0 0EU/ml与Merck疫苗5 0U效果相似。通过研究获得了Vero细胞甲肝病毒适应株YN5株 ,初步证明可作为甲型肝炎灭活疫苗的候选毒株。     

狂犬病毒在Vero细胞上的适应传代研究

我国目前用于预防狂犬病的疫苗主要是地鼠肾细胞狂犬病疫苗,由于其所用毒种是脑毒种,不仅容易导致外源因子污染,还会将脑组织成分带入疫苗。为了排除鼠脑毒种带来的外源因子污染,应用Vero细胞做基质生产液体毒种,可以得到理想的病毒滴度,而且免疫原性也较好。1材料与方法1．1材料1．1．1病毒株CTN－1V5由中国药品生物制品检定所提供。1．1．2细胞及其培养Vero细胞来源于ATCC,用常规方法培养。1．2方法1．2．1毒种的传代方法取CTN－1V5干燥毒种稀释后与Vero细胞混种于培养液中,用199培养液,33℃培养168h收获病毒液,如此连续…     

水域增温对轮虫影响初探

根据对漳泽水库增温水域的轮虫调查,发现轮虫有33种,平均密度262.5个/1,生物量为0.0631mg/1。并运用相关、回归等方法分析了轮虫的群落特征,结果表明:在20—25℃温度范围内,温度增加,群落多样性指数和均匀度指数也增加;温差越大,群落的种类相似性系数越小;温度对不同种类的轮虫影响不同,两种优势种针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)和沟痕泡轮虫(Pompholyx sulcata)对温度呈现出显著的相关性,其回归方程分别为:Y=362.21-13.99T和Y=-1005.9 49.886T;随着温度增加,优势种从针簇多肢轮虫向沟痕泡轮虫转变。     

苜蓿悬浮细胞对盐胁迫的反应和适应

苜蓿悬浮细胞能够适应200mmol/L NaCl及其以下盐浓度的胁迫,适应细胞中游离脯氨酸、还原糖和Na~ 积累增加。400mmol/LNaCl对细胞生长明显抑制。细胞对盐胁迫的反应和适应中PM-ATPase和TM-ATPase起到重要作用,在适应细胞中两者的活力都明显增加。PM-ATPase活力的增加可受CHX的明显抑制。     

苜蓿悬浮细胞对盐胁迫的瓜和适应

苜蓿悬浮细胞能够适应２２０ｍｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ及其以下盐浓度的胁迫,适应细胞中游离脯氨酸、还原糖和Ｎａ＾＋积累增加。４４０ｍｍｏｌ／ＮａＣｌ对细胞生长明显抑制。细胞对盐胁迫的反应和适应中ＰＭ－ＡＴＰａｓｅ和ＴＭ－ＡＴＰａｓｅ起到重要作用,在适应细胞中两者的活力都明显增加。ＰＭ－ＡＴＰａｓｅ活力的增加可受ＣＨＸ的明显抑制。     

力学信号与细胞适应

人体是由骨骼和肌肉等运动系统构成的有生命活动的机体,与内外力学刺激信号密切关联。力学刺激信号传递至组织细胞,并与细胞内部生物学信号交互作用,从而完成生物学过程。人体响应的力学刺激主要有机械牵张应力、流体剪切应力与静水压力等。阐明力学信号下细胞的变化及机制,对于生命科学具有十分重要的意义。本文将主要针对机械牵张应力、流体剪切应力与静水压力这三种力学信号的体外力学加载装置及其引起的细胞适应作一综述。     

开放式增温下非对称性增温对冬小麦生长特征及产量构成的影响

在江苏南京(2007-2009年)设置了全天增温(AW)、白天增温(DW)和夜间增温(NW)3种处理,研究冬小麦生长及产量构成的响应差异.结果表明:非对称性增温条件下,冬小麦的无效分蘖减少,有效分蘖增加.对照(CK)处理的无效分蘖分别是AW、DW和NW处理的2.6、1.7和3.5倍,但有效分蘖却比3个增温处理分别减少13.7%、3.2%和0.5%.AW、DW和NW处理小麦株高分别较CK提高了5.6%、4.5%和1.3%.旗叶面积分别提高了45.7%、39.4%和26.1%,开花期总绿叶面积分别提高了25.1%、29.8%和17.3%,同期绿叶比分别提高了37.7%、43.3%和38.7%.穗部性状中,AW、DW和NW处理的每穗颖花数平均比CK提高了4.1%、5.7%和1.7%,每穗实粒数分别提高了2.2%、5.3%和2.6%.AW、DW和NW处理冬小麦的粒叶比平均分别较CK降低了15.3%、8.5%和11.3%,但千粒重平均分别提高了6.9%、6.2%和11.8%,单位面积产量平均分别提高了27.0%、40.1%和18.3%.表明预期增温条件下华东地区冬小麦生产力将可能进一步提高.     

增温对林木细根寿命影响的研究进展

细根寿命作为林木生长的重要参数，不仅对林木吸收水分和养分能力具有重要作用，而且影响林木对光合产物的地下分配以及森林生态系统碳循环过程。气候变暖对细根寿命的影响已成为全球变化背景下关注的热点问题，细根寿命对全球变暖的响应将影响到生态系统的碳平衡。本文就林木细根寿命对增温的响应特征及其响应机制的研究进展进行综述，以期揭示增温对林木细根寿命的影响。目前已开展的大部分研究认为，增温会通过改变根际土壤环境、细根形态以及林木物候等指标来影响细根寿命。但细根生长和死亡受诸多因素的影响，导致增温对细根寿命影响的研究结果因研究区域自然环境、增温方式和研究对象等因素存在分歧。因此，综合分析气候变暖背景下林木细根寿命的变化对研究地下生态学过程至关重要。今后还应加强以下研究：1)结合多种方式进行地下、地上同时增温，并探索更准确和有效的无损观测方法；2)结合多种观测手段研究增温对细根寿命的影响；3)开展增温对不同树种细根寿命的研究，深入理解不同林木细根寿命对增温的响应机理；4)多角度综合分析增温对细根寿命的影响特征，探究多种因素综合作用对细根寿命的影响机理；5)增温与其他环境因子对细根寿命交互作用；6)增温后根...     

增温对宁夏引黄灌区春小麦生产的影响

近40a来,宁夏引黄灌区年平均增温幅度高于全国平均值,对春小麦生产已经产生了重大影响。基于哥本哈根联合国气候变化大会控制未来50 a全球升温幅度的范围值,设计增温幅度为0.5-2.5 ℃,采用红外线辐射器大田增温模拟实验,研究增温对宁夏引黄灌区春小麦生长发育和产量的影响。结果表明:增温0.5-2.5 ℃,宁夏引黄灌区春小麦全生育期(播种-收获)缩短1-22 d,减产0.5%-18.5%;增温2.0-2.5 ℃,春小麦全生育期缩短18-22 d,减产16.5%-18.5%。增温引起春小麦三叶期和孕穗期光合速率下降,穗粒数减少,千粒重下降,最终导致减产。     

增温对青藏高原高寒草甸呼吸作用的影响

生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)是草地生态系统碳排放的关键环节,其对气候变化极为敏感。高寒草甸是青藏高原典型的草地生态系统,其呼吸作用对气候变化的响应对区域碳排放具有重要的影响。以高寒草甸生态系统为对象,于2012—2016年采用模拟增温的方法研究呼吸作用对增温的响应。结果表明:增温对高寒草甸ER的影响存在年际差异,2013年和2014年增温对ER无显著影响,其他年份显著增加ER(P<0.05),综合5年结果,平均增幅达22.3%。增温显著促进了高寒草甸SR(P<0.05),较对照处理5年平均增幅高达67.1%;增温总体上提高了SR在ER中的比例(P<0.05),最高增幅达到59.9%。ER和SR与土壤温度有显著的正相关关系(P<0.05),与土壤水分没有显著的相关关系(P>0.05)。对照样地中,土壤温度分别能解释33.0%和18.5%的ER和SR变化。在增温条件下,土壤温度可以解释20.5%和13.0%的ER和SR变化。在增温条件下,SR的温度敏感性显著增加,而ER的温度敏感性变化较小,导致SR的比重进一步增加。因此,在未来气候变暖条件下,青藏高...     

胡萝卜培养细胞的盐适应蛋白

近年来植物离体培养细胞盐适应蛋白的发现以及盐影响下植物信使 RNA 体外转译产物的研究,为耐盐分子机理的研究和耐盐基因的鉴定和克隆开辟了道路。烟草细胞在适应1—2.5%NaCl 之后,细胞蛋白质合成发生变化,特别是26kD 的蛋白质大量积累。体内标记实验表明,细胞从不加 NaCl 的培养基转到加有1%     

细胞程序性死亡与生态适应

细胞程序性死亡是多细胞有机生命周期中正常的组成部分,细胞程序性死亡过程的存在对生物体是一种保护机制。它是在生物进化过程中形成的,也是生物对环境的适应方式之一。     

模拟增温效应对矮嵩草草甸影响的初步研究

通过采用国际冻原计划（ＩＴＥＸ）模拟增温效应对植被影响的方法。研究了矮蒿草（Ｋｏｂｒｅｓｉａ ｈｕｍｉｌｉｓ）草甸的物候、群落结构和直生物量对温度升高的响应,结果表明：温室内温、地表温度、土壤表层温度可分别提高１．４７℃、１．５４℃、１．００℃。组成植物群落的种群物候期可以提前和延迟,植物生长期延长,组成植物群落主要种群的高度,盖度,重要值均有提高,种群结构发生一定变化。地上生物量发生变化,其中禾     

模拟增温对青海湖鸟岛土壤微生物的影响

【背景】土壤微生物对其生存的微环境变化极为敏感,鸟岛作为湖滨湿地,对气候变化具有敏感性,但目前关于青海湖鸟岛的土壤微生物鲜有研究。【目的】探究气候变暖后青海湖鸟岛土壤微生物群落特征的变化。【方法】利用开顶箱模拟增温,通过高通量测序方法了解温度升高后土壤细菌及真菌的群落结构以及多样性的变化情况。【结果】温度的升高并未改变青海湖鸟岛土壤微生物的优势菌群,细菌优势菌群为变形菌门和酸杆菌门;真菌优势菌门为子囊菌门,优势菌纲为座囊菌纲。但增温改变了土壤微生物的群落结构,显著升高了拟杆菌门、蓝细菌门、Patescibacteria及球囊菌纲的相对丰度,显著降低了锤舌菌纲的相对丰度。土壤微生物群落的多样性指数也发生了变化,温度上升后微生物的ACE指数及Chao1指数均降低,细菌的Simpson指数及真菌的Shannon指数降低。【结论】青海湖鸟岛土壤微生物对温度升高的响应明显,增温改变了土壤细菌拟杆菌门、蓝细菌门、Patescibacteria的相对丰度及真菌的球囊菌纲、锤舌菌纲的相对丰度,降低了土壤微生物的多样性。     

集球藻对盐胁迫的生理适应及细胞结构变化

盐胁迫是影响荒漠区土壤藻类生存的重要环境因子。集球藻是一种广泛分布于生物土壤结皮中的球状绿藻, 能够积累红色素(如虾青素)和油滴, 显示出其独特的生理特性和潜在的应用价值。目前对集球藻的生理、细胞结构以及色素积累的研究非常匮乏。以从荒漠生物结皮中分离的一种集球藻为材料, 在实验室条件下研究盐胁迫对集球藻生物量、光合活性、膜脂过氧化产物丙二醛含量、细胞可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量以及细胞结构的影响。研究结果表明, 与对照处理相比, 盐胁迫导致集球藻生物量和光合活性的显著降低, 细胞可溶性蛋白和可溶性糖呈现一定的积累。同时盐处理导致集球藻膜脂丙二醛含量大量增加, SOD和CAT 活性升高。研究还表明, 对照处理下细胞结构完整, 细胞器形态清晰, 生长后期有大量脂肪体积累。在盐处理下藻体细胞形态结构出现阶段性破坏特征和脂肪体以及淀粉粒的积累, 此外细胞器结构模糊和消失, 细胞出现质壁分离和空泡化等。研究为更好地揭示集球藻在盐胁迫环境中的生理适应特性、微结构特征以及色素积累机制具有重要的科学意义, 并为该藻的基础和应用研究提供实验资料。       

酵母细胞对高渗环境的适应与胞内甘油累积

甘油是包括酿酒酵母在内的许多种酵母细胞中的主要相容性溶质。为适应在高渗环境下的生存,酵母细胞将在胞内累积甘油。胞内甘油累积的增加可由甘油合成的增强,甘油利用的减弱,细胞膜通透性下降导致的胞内甘油流失的减少以及从环境中吸取更多的甘油而产生。本文综述了酵母细胞对环境渗透压变化的信号传导,高渗诱导的基因表达,环境渗透压升高时酵母细胞内甘油的累积以及甘油合成的限速步骤。     

模拟增温对羊草生态系统土壤呼吸速率的影响

草地是陆地生态系统的重要组成部分,研究草地系统土壤呼吸速率对全球气候变暖的响应,对预测全球碳循环具有重要作用。采用高度分别为0.5 m（T1）和1.85 m（T2）的开顶式增温箱（OTCs）对羊草生态系统进行模拟增温,仔细观察羊草的生育期,在每个生育期的同一天的晨间t₁时段（9：00-11：00）、午间t₂时段（13：30-15：30）和晚间t₃时段（17：00-19：00）监测土壤呼吸速率。分析不同增温幅度下土壤呼吸速率的变化规律,明确影响土壤碳排放的主要因素,探讨土壤呼吸速率与影响因素间存在的关系。结果显示：1）相对于空白对照C,模拟增温T1和T2导致0-10 cm土壤温度分别显著提高1.18和2.37℃;导致0-10 cm土壤湿度降低2.27%和4.57%;2）在羊草生长阶段,土壤呼吸速率呈现明显的季节性变化特征,同一天的t₁时段、t₂时段和t₃时段土壤呼吸速率峰值分别出现在结实期、抽穗期和开花期。非生长阶段土壤呼吸速率无显著差异;3）不同处理下土壤呼吸速率与近地表气温、0-10 cm土壤温度和地下生物量呈指数正相关关系,与0-10 cm的土壤湿度呈显著二次项负相关关系,与地上生物量表现为二次项正相关关系。研究结果明确了羊草生态系统中土壤碳排放对增温的响应,可为草原生态系统应对气候变化及可持续发展提供理论依据。