淮河流域干旱时空演变特征及成因

基于淮河流域149气象站点1962—2016年标准化降水蒸散发指数、16个气候因子和NCEP/NCAR再分析资料,通过小波分析和旋转经验正交函数等手段,分析淮河流域干旱重心的转移轨迹,研究气象干旱与气候因子的相关关系,并通过大气环流的异常特征揭示气象干旱的主要成因。结果表明:(1)干旱重心分布主要从淮河流域中心向四周扩散,淮河流域大范围区域呈干旱化态势。2013年干旱重心从西北部→中部→西南部→中部变化,随着干旱面积的增大,干旱重心由四周向中心移动。(2)PDO、ONI、Nino4、Nino3.4、MEI、BEST与SPEI均呈显著正相关关系,SOI、TNI与SPEI则呈显著负相关关系。(3)干旱周期主要集中在1970年代、1990年代和2000年代存在2—5年显著周期,气候因子在3.4—4.5年存在显著周期。(4)春季高纬度地区的气流南下,与印度洋、孟加拉湾北上气流导致南湿北干;夏季蒙古气旋偏弱与异常偏北风覆盖导致东干西湿;秋季大陆高压控制,偏北风和南风相互影响造成东干西湿;冬季盛行下沉气流与盛行东南风造成东湿西干的气候特征。     

常压室温等离子体诱变育种与微生物液滴培养筛选技术应用进展

安全和高效的微生物突变及高通量筛选技术是微生物功能发掘、功能创制和生物产业技术创新的重要方向及重要支撑.有效的生物育种技术及高通量筛选技术成为该领域研究人员的关注点.其中,常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)因具有活性粒子种类多、操作可控性强、基因...     

大气湿沉降油菜体内铅的形态累积及氧化胁迫效应

大气沉降是叶菜类农作物可食部位重金属铅（Pb）累积的主要来源,但大气湿沉降下铅在油菜（Brassica chinensis L.）体内的形态累积特征及氧化胁迫效应,尚不十分清晰。通过模拟大气湿沉降铅胁迫,研究油菜体内重金属Pb的累积、亚细胞分布、化学形态特征及油菜抗氧化响应。结果表明,油菜可食部位Pb含量为1.72-6.35 mg/kg,超出标准（GB 2762-2017）4.73-20.16倍。Pb大量分布在油菜茎和叶的细胞壁中（52.14%-86.99%）,以草酸盐沉淀的形式存在（20.07%-59.27%）,这可能会导致Pb在可食部位的大量累积（>95%）。细胞壁的固持作用和Pb主要以草酸盐和不溶性磷酸盐存在,可能是油菜重要的解毒耐性机制之一。湿沉降铅胁迫可以增加叶和茎的丙二醛（MDA）含量,造成细胞的氧化损伤,抑制叶绿素的合成。油菜可以通过提高抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性（7.73%-346.91%）,增加抗氧化剂（AsA和GSH）和可溶性物质（可溶性糖、可溶性蛋白）含量（9.11%-279.59%）,来有效应对湿沉降Pb胁迫。抗氧化酶在叶中变化最大,过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别上升49.41%-91.62%和123.42%-346.91%。抗氧化剂则在根中变化最显著,抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量分别上升了134.15%-182.93%和238.78%-279.59%。可溶性糖、可溶性蛋白、POD、CAT和GSH可能是油菜叶能缓解湿沉降Pb氧化胁迫的主要因素之一（P<0.05）。研究结果可加深对大气沉降下Pb在叶菜体内累积分布行为的理解,并为大气重金属胁迫地区农作物重金属风险评估提供一定的理论依据。     

陆地生态系统土壤CO2排放对模拟增温的响应特征及影响因素

全球变暖已经成为不争的事实,陆地生态系统碳循环的研究受到了各界广泛关注,是当前全球变化研究中的重点。土壤CO₂排放是陆地生态系统与大气间二氧化碳交换的最大通量之一,当前陆地生态系统中土壤CO₂排放如何响应全球气候变暖及其影响因素仍不清楚,限制了对土壤碳循环过程及影响机制的深入认识。旨在明确全球变暖背景下陆地生态系统中土壤CO₂排放格局及影响因素。基于Web of Science、PubMed和中国知网等中英文期刊数据库,充分收集全球范围内的相关野外试验文献81篇,提取出65个研究位置和213组相关研究数据,采用Meta分析方法探讨陆地生态系统土壤CO₂排放对增温的响应特征,分析其与海拔、气候、土壤含水量、容重(BD)、pH、全氮(TN)和土壤有机碳(SOC)的相关关系。结果表明:陆地生态系统中土壤CO₂排放对增温整体有显著的正向响应,在农、林、草生态系统中,增温使土壤CO₂排放分别显著增加13.1%、18.0%、5.9% (P<0.05),森林生态系统对增温响应的正效应最强烈;增温能在短时期内促进土壤呼吸,但随着增温持续时间增加,土壤呼吸对温度的敏感性会降低,对温度变化产生适应性,从而使其对增温的响应能力减弱;响应特征受到环境因子、土壤特性以及其他试验条件等的影响,绝大多数条件下对增温表现出显著的正响应特征,不同影响因子之间共同作用、相互影响。增温通常能够改变植物生物量、土壤养分含量及微生物数量和活性,从而影响到植被根际呼吸和土壤呼吸速率。相关分析表明,海拔对土壤CO₂排放有显著负向影响,而年均气温、年均降水量、土壤含水量和仪器嵌入土壤深度则对土壤CO₂排放产生显著正向影响。这些结果对于理解全球土壤CO₂排放的时空变化格局有重要意义,也为准确评价全球变暖背景下土壤碳汇功能及其持续性提供理论依据。     

氮添加对森林土壤有机碳库固存及CO2排放的影响研究进展

氮添加会引起土壤理化性质和养分有效性的改变。受此影响,森林植物的地上碳同化能力和地下碳分配格局也会相应地发生变化,总体表现为促进植物生长固碳,增加凋落物和植物根系沉积碳输入土壤,并改变上述植物源有机质的数量和化学成分。与此同时,土壤微生物的群落结构和生态功能也会受到氮添加的影响,由于土壤中的有机碳分解、转化和稳定等过程均受到微生物的驱动,因此,氮添加所引起的底物供应差异和微生物响应会影响森林土壤有机碳的矿化,并最终影响森林土壤有机碳库固存、稳定和CO₂排放。但目前关于氮添加对森林土壤有机碳库固存能力和CO₂排放特征的影响机制仍不清楚,为此,以森林土壤的碳循环过程为线索,综述了氮添加对底物供应、土壤有机碳激发效应、微生物碳代谢等过程的影响,并尝试梳理在氮添加影响下森林土壤有机碳分解、转化和稳定的微生物驱动机制。这有助于预测氮添加对森林土壤"氮促碳汇"的实际效果,以便研究人员在未来氮沉降日益严重背景下更好地预测森林土壤的碳循环特征,寻找提高森林土壤有机碳库固存能力和降低CO₂排放相关途径提供参考。同时,还分析了目前相关研究中存在的问题,并对该领域未来的研究热点进行了展望。     

基于文献计量的居民食物消费碳排放研究进展及发展态势

食物是人类生存和发展的基础,然而城市化过程中食物消费产生的碳排放也影响着生态环境与人类福祉。双碳目标下,如何协调食物消费增长与低碳减排之间的矛盾,亟需从不同尺度制定绿色消费优化策略。基于此,从居民食物消费碳排放研究的发文态势、研究方法以及研究内容3个方面进行归纳和梳理。研究发现：①由居民食物消费引起的碳排放问题仍是未来学术界的研究热点之一;②从生产端、消费端及系统视角3个方面对居民食物消费碳排放概念和内涵进行理解,有助于界定碳排放核算边界;③目前居民食物消费碳排放核算的主流测算方法包括生命周期评价（LCA）、碳排放系数、投入产出分析（IOA）和物质流分析（MFA）方法这4种;④从碳排放分布特征看,国内外学者从不同尺度（全球、国家、地区、省域、城市）、不同方式（直接与间接）、不同环节（生产与消费等）、不同消费结构（植物型与动物型）等多角度对其进行探讨;⑤从影响机制来看,基于多尺度时空融合视角量化分析居民食物消费碳排放作用机理这一科学问题值得关注。因此,综合考虑人口、社会、经济等多要素,同时考虑空间异质性,识别居民食物消费碳排放关键机制,构建面向双碳目标的碳减排潜力情景并揭示不同情景下的碳减排贡献,将有助于提出最优的居民生活绿色消费模式。     

Delinking indicators on regional industry development and carbon emissions: Beijing–Tianjin–Hebei economic band case

Based on the two-level Logarithmic Mean Divisia Index (LMDI) method and Tapio index, this paper constructed an expanded decomposition model for decoupling elasticity and effort index of industrial carbon emissions, and further quantitatively analyzed the delinking indicators on industry growth and environmental pressures in Beijing–Tianjin–Hebei (BTH) economic band from 1996 to 2010. The results indicate that: (1) together with the rapid economic growth, industrial energy-related carbon emissions in BTH region rose from 44477.43 × 10⁴ t in 1996 to 105602.33 × 10⁴ t in 2006 and then declined to 64426.71 × 10⁴ t in 2010, with an average annual growth rate of 2.94%. Our results also show that carbon emissions in BTH region were dominated by the secondary industry, which accounted for about 80% of total carbon emissions. (2) “Weak decoupling” was the main characteristic during the 9th Five-Year Plan period (1996–2000) and 11th Five-Year Plan period (2006–2010), particularly “strong decoupling” in 2007; while “weak coupling” was the main characteristic during the 10th Five-Year Plan period (2001–2005). (3) The rapid economic growth was the main factor responsible for industrial decoupling blocking. The energy structure and energy intensity made significant contributions to the industrial decoupling progress. The industrial structure effect had varied considerably over the years without showing a clear trend.     

Plasticity in Physiology and Growth of Salix matsudana in Response to Simulated Atmospheric Temperature Rise in the Mu Us Sandland

In a controlled experiment, Salix matsudana cuttings were subjected to three atmospheric temperatures (i.e. control, 0.5 and 1.0 °C above the control, respectively) to explore their short-term plastic responses to simulated atmospheric temperature rise. Warming affected significantly net photosynthetic and transpiration rates, but had no significant impacts on water use efficiency, ratio of sub-stomatal to atmospheric CO₂ concentration, maximum quantum yield, water saturation deficit, tissue density, and water loss. Leaf natality and leaf mortality were affected significantly by increasing atmospheric temperature. Total plant biomass, leaf mass ratio, root mass ratio, and canopy productivity index exhibited significant responses to the warming treatments, but obvious differences in the changing details did appear among the four traits. Hence: (1) S. matsudana cuttings were sensitive to small-range atmospheric temperature increases such as 0.5–1.0 °C, which can alter growth and allocation through modifying photosynthetic rate and leaf turnover. (2) Short-term physiological acclimation did not occur in young individuals of S. matsudana. (3) The warming depressed growth of young individuals of S. matsudana to various extents. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.