内蒙古锡盟地区大针茅草原群落光合速率日变化的比较研究

大针茅(Stipa grandis)草原是内蒙古中部地带性草原类型之一。它在野火影响下出现了几个具不同生物量和结构的群落。在此基础上进行灌水处理,用同化箱 CO_2气体交换法进行了群落光合速率的比较研究。研究表明:1.在少雨的1981年7月,所有群落地段的光合日变化都呈双峰型,“中午降低”现象明显。而在多雨的8月,“中午降低”较为轻微,尤其在水肥较多的群落,甚至看不出这一现象。2.上午和下午都呈现峰值,但不相同。在干旱天气状况下,上午的峰值比下午高。而在多雨天气,则情况恰恰相反。3.不同群落地段的日净光合速率有显著差异。未经火烧覆砂地段最高,次为火烧灌水厚土地段,火烧薄土地段最低。这些事实初步说明在野外条件下光合速率的差异与环境的水分、营养状况有密切关系。     

O2、ACC和CO2对番木瓜ACC氧化酶活性的影响

研究了番木瓜果皮1－氨基环丙烷－1－羧酸（ACC）氧化酶的部分纯化，底物（O2和ACC）浓度，辅助因子（CO2和Fe^2 )和抑制剂（Co^2 和α－氨基异丁酸）对体外乙烯产生速率的影响，通过DEAE－Sepharose和Phenyl-Sepharose柱层析后，番木瓜果皮ACC氧化酶被纯化了19．5倍，在乙烯产生中，ACC氧化酶对O2的Km值主要取决于ACC的浓度，随着ACC水平的增加而下降，当O2的浓度增加时，酶对ACC的Km值降低。CO2显著地增加酶的活性以及对O2的ACC的Km值，Fe^2 提高酶的活性，Co^2 抑制酶的活性，Fe^2 能够拮抗Co^2 ，对酶活性的抑制作用，这些动力学资料表明ACC氧化酶遵循一种顺序结构机制，首先与O2结合，然后与ACC结合。     

Rubisco活化酶及其对Rubisco的调节作用

介绍了Robisco活化酶的发现和分子生物学特性，以及活化酶对光合作用中的关键酶──Ru－bisco的调节机制，这种调节主要是通过减轻磷酸糖的抑制作用实现的。     

生物质炭添加对喀斯特地区坡耕地黄壤水分入渗过程的影响

为探究生物质炭添加对喀斯特地区土壤水分入渗特性的影响,本研究以坡耕地黄壤为对象,采用室内土柱模拟的方法,研究不同添加量(质量分数为0、1%和2%)和不同粒径(粒径大小为<0.25、0.25～1和>1 mm)生物质炭添加下土壤水分累计入渗量、入渗速率及湿润锋进程的变化特征,并对入渗过程进行模拟。结果表明: 在定容重条件下,添加生物质炭后土壤的入渗过程明显受到抑制,添加生物质炭土壤的累计入渗量和入渗速率显著低于未添加生物质炭土壤,生物质炭添加量为1%和2%土壤的累计入渗量和入渗速率无显著差异。不同粒径生物质炭添加下,土壤累计入渗量从大到小依次表现为<0.25、0.25～1和>1 mm。与CK相比,当添加量为1%时,土壤300 min累计入渗量分别下降20.9%、35.2%和45.0%;当添加量为2%时,分别下降21.5%、37.5%和44.2%,说明大粒径生物质炭对土壤入渗的抑制作用显著强于小粒径生物质炭。土壤湿润锋进程对不同含量和不同粒径生物质炭添加的响应趋势与累计入渗量的变化趋势基本一致。Horton和Kostiakov模型能够用于模拟本研究中的土壤水分入渗过程,Horton模型拟合精度高,R²最大(0.91～0.98),均方根误差(RMSE)最小(0.14～0.21),而Kostiakov模型拟合得到的初始入渗速率更接近实测结果。研究结果可为生物质炭的合理施用提供科学依据,也可为喀斯特坡耕地土壤改良和水土保持提供有益参考。     

蓝藻光驱固碳合成糖类物质的技术研究进展*

糖类物质在食品、医药、日化、发酵领域有着广泛应用,对人类健康和社会发展有着重要意义。发展新型糖类物质合成技术有利于解决传统植物生物质“采集-炼制”产糖模式所面临的高成本、长周期、时空限制等风险和问题。蓝藻是一类重要的光自养微生物,也是极具潜力的新型微生物光合平台,发展蓝藻光驱固碳产糖技术有望实现二氧化碳向特定糖类产物的一站式定向转化,实现糖类物质合成的模式变革。糖类物质本身在蓝藻天然光合代谢网络中发挥重要作用,特别是卡尔文循环、糖原代谢、相容性物质代谢等几个重要生理模块的运转都是以不同糖类物质的转化来驱动的;而合成生物技术的发展又为光合产糖网络重塑和扩展注入了新的驱动力,在产品类型、合成模式及生产效率上显著提升了蓝藻光驱固碳产糖技术的发展和应用潜力。针对蓝藻光驱固碳产糖技术的发展应用,从模式、策略、产物等不同维度总结了相关进展和风险挑战,并对其未来前景和方向进行了展望。     

基于InTEC模型的塔河森林净初级生产力影响因子定量分析

森林净初级生产力(NPP)是反映森林碳源/汇能力的重要参数,其时空变化同时受气象变化(大气温度、降水等)、大气成分变化(CO₂浓度、N沉降)和各种森林干扰的影响.然而,目前影响森林NPP变化的关键因子尚不明确.为了探究这一问题,本研究在综合考虑InTEC模型的干扰和非干扰因子的基础上,重新模拟了不同立地指数下的NPP-林龄关系,并嵌入1987—2015年林火数据,模拟1901—2015年塔河森林平均NPP变化特征,设计9种模拟情景定量分析1961—2015年不同影响因子对塔河森林NPP变化的贡献,并探究塔河森林NPP年际以及年代变化的主要影响因子,为森林经营提供指导性策略.结果表明: 1901—1960年,塔河森林NPP的变化趋势较为平稳,1960年以后NPP随干扰因子变化趋势显著.林火和立地指数(SCI)的引入,均在不同时间对NPP的分布特征产生了不同影响.1960年以后,塔河森林NPP大幅变化的主要原因是森林年龄和林火的干扰,其年际平均贡献率为-49%,其次是降水和CO₂,分别为-28%和17%,气温和氮沉降的平均贡献率分别为5%和1%.     

底座入土深度和面积对典型草原土壤呼吸测定结果的影响

生态学家对土壤呼吸开展了大量研究, 但很少评估“底座”对土壤呼吸测量结果的影响, 特别是底座入土深度和面积对土壤呼吸测定结果的影响。为此, 该研究在内蒙古典型草原设置了2个底座面积(15 cm × 15 cm和30 cm × 30 cm)和2个底座入土深度(2 cm和5 cm)处理, 采用气室法在植物生长季对土壤呼吸进行了测定, 分析评估了底座面积和入土深度对土壤呼吸测定结果的影响。结果显示: 与底座入土较浅和面积较小的处理相比, 底座入土较深和面积较大的处理, 土壤呼吸测定值分别降低了8.0%-9.7%和9.1%-10.8%; 这两个处理的底座内土壤温度显著升高, 土壤含水量显著下降, 地上净初级生产力显著降低。结构方程模型分析表明, 底座入土较深、面积较大的处理, 主要通过降低地上净初级生产力和土壤含水量, 增加土壤温度, 使土壤呼吸下降, 各因子共同解释了土壤呼吸变异的89%。研究发现, 在使用气室法测定土壤呼吸时, 底座入土深度和面积对土壤呼吸测定结果具有显著影响, 评估底座处理效应对准确测定土壤呼吸强度具有重要的意义。理论上, 适当降低底座入土深度和底座面积大小, 将有助于准确测定土壤呼吸。但在实践中, 由于土壤异质性的影响, 减少底座面积可能会增加新的测量误差, 只能考虑适当降低底座入土深度。