CO_2和O_3浓度升高及其复合作用对华山松生长及光合日变化的影响

以生长在沈阳市区内的5年生华山松幼树为实验材料,采用开顶箱法,研究高浓度CO2和高浓度O3下华山松生长变化、光合速率的日变化动态以及日光合总量季节变化,进而了解大气CO2浓度升高、O3浓度升高及其复合作用对华山松光合作用及生长的影响.结果表明,①高浓度O3处理后,华山松20～90 d针叶鲜重、干重增长量以及90 d针叶叶长较对照分别降低45.8%、38.9%和15.3%.主侧枝生长与对照相比无显著差异.高浓度O3降低了华山松日光合总量,处理30 d后,针叶净光合速率均显著低于对照,光合速率日变化曲线表现为双峰型,光合"午休"程度强于对照.②高浓度CO2处理后,华山松针叶鲜重、干重20～90 d增长量分别高于对照41.7%和22.2%,而针叶叶长以及主侧枝长未受显著影响.华山松日光合总量高于对照处理,处理30 d、60 d时,净光合速率普遍高于对照.CO2处理90 d时,日变化曲线由双峰变为单峰曲线,极大缓解了光合"午休"现象.③高浓度O3和CO2复合处理后,针叶干重、鲜重增量均低于对照,表明了复合处理后O3伤害的发生,但针叶干重高于O3单因子处理,这表明高浓度CO2可以一定程度上缓解高浓度O3对华山松针叶生长的抑制作用.针叶叶长,主侧枝生长未见明显效应.复合处理后,针叶净光合速率普遍低于对照,华山松日光合总量低于对照而高于O3单独处理,说明高浓度CO2可以通过减缓O3对植物光合的抑制而减少O3伤害.光合速率日变化曲线表现为双峰型.     

模拟气候变化对沈阳城市树木光合固碳能力的影响

以生长在沈阳市区内的银杏为试材,使用开顶箱模拟法对倍增CO2浓度（700μmol/mo）l和正常空气CO2浓度（≈350μmol/mo）l条件下,银杏生长参数、叶面积指数、不同天气中净光合速率日变化进行了初步研究,探讨了高浓度CO2对单株银杏光合固碳能力的影响。结果表明：CO2浓度增高可以显著提高银杏枝条的生长量和银杏的叶面积指数。经高浓度CO2处理后,银杏不同天气下光合速率日变化趋势与对照一致,即晴天为双峰曲线,多云天气为单峰曲线,但净光合速率显著高于对照（P〈0.001）。由于净光合速率和叶面积指数升高,高浓度CO2也显著提高了单株银杏的固碳释氧能力（P〈0.01）,晴天比对照提高了119.5%,阴天提高了175.4%。     

臭氧和模拟酸雨对冬小麦气体交换、生长和产量的复合影响

为探明酸雨和臭氧(O3)对作物是否存在复合影响,运用田间原位开顶气室研究了pH4.0模拟酸雨(SAR)和O3对冬小麦气体交换、生长和产量的影响.该实验包括3种处理:CF处理采用经活性炭过滤后的空气,作为对照;CF100处理采用经活性炭过滤后的空气加人恒定浓度为100 nL·L-1的O3;CF100 SAR处理为在CF100的基础上对冬小麦喷施pH 4.0模拟酸雨,喷施量为150 mL·m-2,每10d一次.结果表明:①CF100和CF100 SAR组冬小麦叶片细胞膜系统受到破坏,光合色素含量和气体交换参数降低,抑制了作物生长,导致生物量和产量下降.与CF相比,CF100和CF100 SAR处理下冬小麦产量分别降低了68.2%和63.6%;②与CF100组相比,CF100 SAR组对冬小麦细胞膜系统和叶绿素a含量产生显著的复合影响(p＜0.05),而对叶绿素b和类胡萝卜素含量、气体交换、小麦生长、生物量和产量的复合影响不显著.     

近地层大气臭氧对水稻光合作用影响的数值模拟

利用TE 4 9C型臭氧自动观测仪测定了常熟稻田上方O3 浓度 ,并利用OTC 1型开顶式气室测定了O3 浓度对水稻叶片光合速率的影响 .在此基础上建立了O3 对水稻冠层光合影响的数值模式 ,模式具有较高分辨率和准确度 .观测表明 :O3 浓度逐时值变化幅度在 0～ 16 0× 10 -9之间 ,而日平均值变化仅在 5× 10 -9～ 6 0× 10 -9范围内 ;稻田上方O3 存在高浓度单峰型和低浓度平缓型两种典型日变化 .数值分析表明 :全晴天时高浓度单峰型对光合日总量影响较大 ;随日总辐射量加大臭氧浓度增加对光合作用影响程度加强 .全生育期积分表明 :受O3 影响水稻光合作用总损失量约为 11 6 % .     

磷石膏对麦田CO2排放和小麦产量的影响及其经济环境效益分析

磷石膏是一种可以利用的磷化工废渣,本文以磷石膏为麦田温室气体减排剂,研究磷石膏对小麦生长、麦田温室气体二氧化碳(CO2)排放的影响,并分析磷石膏资源化利用的经济环境效益.结果表明,在常规施肥条件下,增施磷石膏2 100kg·hm-2能显著促进小麦生长,增产达37.71%.磷石膏对麦田CO2的减排作用在小麦生长的各个时期有所不同:施用磷石膏1 050 kg·hm-2处理,在小麦生长拔节期、抽穗期和灌浆期对麦田CO2的减排效果较为明显,相比对照分别减少8%、10%和6%;在整个小麦生长季累计减少CO2排放3%;施用磷石膏2 100 kg·hm-2处理,在小麦越冬返青期、拔节期和抽穗期,相比对照减少CO2排放11%、4%和12%,在小麦生长季累计减少CO2排放7%.磷石膏施用量较大的处理对CO2的抑制和减排效果较好.研究还表明在施用磷石膏的情况下,一定范围内,CO2的排放强度(单位鲜重CO2排放与单位产量CO2排放)与小麦穗长、鲜重和产量呈现显著负相关:即穗长越长,鲜重和产量越大,CO2的排放效率越低.在碳交易背景下,磷石膏资源化利用具有较高的经济和环境效益,主要体现在:与对照相比,投入/产出从1∶8.3变为1∶10.7,即在相同投入的情况下可提高28.92%的产出;每吨磷石膏作为麦田温室气体减排剂,可节省治理环境的费用与增产总额合计约290元.废渣磷石膏资源化利用,不仅可以减少环境污染、促进小麦生长,而且可以减少CO2排放,对发展低碳农业、生态农业以及可持续发展农业具有重要应用价值.     

全缘冬青幼苗（Ilex integra Thunb.）对大气O_3浓度升高的响应

采用开顶式气室（open top chambers,OTCs）装置,研究O3浓度升高（E-O3,约150μL.L-1）对常绿阔叶树种全缘冬青幼苗的影响,主要包括伤害症状、植株生长、光合色素含量、气体交换速率与叶绿素荧光、丙二醛含量以及主要抗氧化剂含量变化.经过高浓度O3处理一个生长季后,当年生全展叶片表面分布着大量的黑...     

微囊藻毒素对水稻幼苗生长与叶绿素荧光的影响

为明确被微囊藻毒素(MCs)污染的灌溉水对农业生产的潜在危害,采用水培法研究了不同浓度(1、100、1000、3000μg·L-1)MCs处理对胁迫期和恢复期内水稻叶片MCs积累量、叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响.结果表明,胁迫处理7 d后,MCs在叶片中的积累量随MCs处理浓度的增大而升高.与CK相比,1μg·L-1MCs处理组水稻叶片的各生长指标和叶绿素含量上升,F0下降,Fv/Fm、ETR、q P和q N均未发生显著变化;高浓度(≥100μg·L-1)处理下,水稻叶片的生长受抑制,叶绿素含量下降,F0上升,Fv/Fm、ETR、q P和q N显著下降.恢复7 d后各处理组水稻叶片MCs的积累量均低于胁迫期,100μg·L-1MCs处理组的F0、q N均接近CK,Fv/Fm、ETR和q P虽低于CK却高于胁迫期,表明MCs对光合系统的伤害有一定程度的恢复.1000和3000μg·L-1MCs处理组的F0依然高于CK,且Fv/Fm、ETR、q P和q N不仅低于CK也低于胁迫期,表明高浓度MCs(≥1000μg·L-1)降低了水稻叶片PSⅡ原初光能转换效率和PSⅡ潜在活性,对叶片光合功能造成不可逆的伤害.     

大气中CO2与O3浓度升高对植物光合作用影响研究

随着工业化进程的加快,两种温室气体CO2和O3在大气中浓度不断升高,对植物光合作用产生重要影响.通过从气体交换参数、光合色素含量、叶绿素荧光特性、光合酶、生物量及产量等多方面分析国内外CO2O3单独作用及复合作用对植物光合过程和机理、光合作用物质基础及光合产物的影响,深入了解两种污染气体作用下植物光合响应机制,以期为植物光合作用分子水平的研究以及有效应对未来全球大气变化提供理论依据.     

日本森林大气中过氧化物的浓度及其对森林植物的影响

为了研究森林衰退的原因,于2000,2001和2002年的8月,分别选择出现森林衰退的日本奥日光白根山落叶树森林和未出现森林衰退的长野县大芝高原红松森林设立监测点,对光化学氧化剂臭氧(O3)和过氧化物的浓度进行监测,同时利用人工气候室对森林植物山毛榉和白桦进行了50′10-9O3、100′10-9O3和50′10-9O3+2′10-9~3′10-9过氧化物(过氧化氢(H2O2)及甲基过氧化氢(MHP))的暴露实验.野外监测结果表明,监测期间奥日光和长野的O3平均浓度相同,奥日光的H2O2及MHP平均浓度均高于长野;大气中的H2O2和MHP总是与O3共存,并且其浓度随O3浓度的增加而增加.暴露实验结果表明,暴露于50′10-9O3+2′10-9~3′10-9过氧化物的山毛榉和白桦出现了不同于O3暴露的叶片伤害症状;与100′10-9O3相比,50′10-9O3+2′10-9~3′10-9过氧化物导致植物出现了严重的叶片伤害和显著的光合速率下降.研究结果表明,除O3外,大气中的过氧化物也是导致森林衰退的原因之一.     

苏丹草与紫花苜蓿对新疆原油污染土壤的响应

为了研究修复植物对原油污染土壤的耐受响应,以苏丹草(Sorghum sudanense)和紫花苜蓿(Medicago Sativa)为供试材料,通过盆栽试验,研究了4种原油污染浓度的土壤(0.0,6.0,12.0,34.0 g/kg)对植物株高、生物量、光合速率和原油烃修复率的影响。结果表明:1)除低浓度处理组可显著促进紫花苜蓿的生长外,其余各处理组均对植物生长呈现显著抑制作用;2)各浓度处理组对2种植物生物量均呈现抑制趋势,紫花苜蓿在高浓度处理组,苏丹草在低、中浓度处理组下生物量受到显著抑制;3)苏丹草叶片的光合速率随着原油污染水平的增加呈降低趋势;4)2种植物均可修复原油污染土壤,不同浓度处理组之间修复效率差异显著,刈割处理后可以提高苏丹草原油烃的修复效率。随着原油污染浓度的增加,紫花苜蓿和苏丹草耐受响应不同。     

Effects of elevated CO2 concentration on growth and water usage of tomato seedlings under different ammonium/nitrate ratios

Increasing atmospheric CO2 concentration is generally expected to enhance photosynthesis and growth of agricultural C3 vegetable crops, and therefore results in an increase in crop yield. However, little is known about the combined effect of elevated CO2 and N species on plant growth and development. Two growth-chamber experiments were conducted to determine the effects of NH4^＋/NO3^- ratio and elevated CO2 concentration on the physiological development and water use of tomato seedlings. Tomato was grown for 45 d in containers with nutrient solutions varying in NH4^＋/NO3^- ratios and CO2 concentrations in growth chambers. Results showed that plant height, stem thickness, total dry weight, dry weight of the leaves, stems and roots, G value （total plant dry weight/seedling days）, chlorophyll content, photosynthetic rate, leaf-level and whole plant-level water use efficiency and cumulative water consumption of tomato seedlings were increased with increasing proportion of NO3- in nutrient solutions in the elevated CO2 treatment. Plant biomass, plant height, stem thickness and photosynthetic rate were 67%, 22%, 24% and 55% higher at elevated CO2 concentration than at ambient CO2 concentration, depending on the values of NH4^＋/NO3^- ratio. These results indicated that elevating CO2 concentration did not mitigate the adverse effects of 100% NH4^＋-N （in nutrient solution） on the tomato seedlings. At both CO2 levels, NH4^＋/NO3^- ratios of nutrient solutions strongly influenced almost every measure of plant performance, and nitrate-fed plants attained a greater biomass production, as compared to ammonium-fed plants. These phenomena seem to be related to the coordinated regulation of photosynthetic rate and cumulative water consumption of tomato seedlings.     

樟树对14CO2的吸收和积累

为了探明14CO2在环境中的行为,采用同位素示踪技术研究了樟树对14CO2的吸收和积累动态,并探讨了樟树作为监测大气14CO2污染指示植物的可能性和优越性.结果表明,通过叶片光合作用从空气中吸收的14CO2会在樟树叶片中积累,检测到的14C比活度数值较大,表明空气中的14CO2易于通过叶片的光合作用而进入樟树叶片组织中;在污染前期14CO2主要被新叶组织中吸收,后期主要积累在老叶中,反映出新叶对空气14CO2污染比较敏感,而老叶积累效应明显.樟树叶片的这一特性可用于监测大气14CO2污染.     

青藏高原小麦高产原因的农田生态环境因素探讨

青藏高原小麦高产原因的传统解释认为：高原地区太阳辐射强、温差大、光温配合好，小麦光合作用强度高，呼吸消耗小，有利于更多地积累同化产物。而研究表明：在高产条件下，高原小麦日平均干物质累积速率略低于平原地区。传统观点不能对此作出很好解释。事实上，青藏高原ＣＯ２密度低会严重制约小麦的光合作用；但高原太阳辐射强、群体结构有利，这在一定程度上补偿了ＣＯ２的不足，使得其日平均干物质累积速率仅略低于平原地区。高原年均温低导致小麦的生育期远长于平原地区，因此，单季小麦能够更长时间地利用各种生态条件。略低的干物质累积速率和长得多的生长期决定了青藏高原的干物质单产高于平原地区；收获指数高的小麦在高原获得了创记录的高产。     

Deer predation on leaf miners via leaf abscission

The evergreen oak Quercus gilva Blume sheds leaves containing mines of the leaf miner Stigmella sp. (Lepidoptera: Nepticulidae) earlier than leaves with no mines in early spring in Nara, central Japan. The eclosion rates of the leaf miner in abscised and retained leaves were compared in the laboratory to clarify the effects of leaf abscission on leaf miner survival in the absence of deer. The leaf miner eclosed successfully from both fallen leaves and leaves retained on trees. However, sika deer (Cervus nippon centralis Kishida) feed on the fallen mined leaves. Field observations showed that deer consume many fallen leaves under Q. gilva trees, suggesting considerable mortality of leaf miners due to deer predation via leaf abscission. This is a previously unreported relationship between a leaf miner and a mammalian herbivore via leaf abscission.     

Changes of main secondary metabolites in leaves of Ginkgo biloba in response to ozone fumigation

To investigate the effect of elevated O3 on the accumulation of main secondary metabolites in leaves of Ginkgo biloba L., four-year-old trees were exposed in open-top chambers with ambient air and the air with twice ambient O3 concentration in Shenyang in 2006.Elevated O3 increased the concentrations of terpenes, but decreased the concentrations of phenolics in G.biloba leaves.The results showed that secondary compounds from G.biloba leaves responded to the elevated O3 exposure in a different way when compared to previous studies which showed elevated O3 increased the concentrations of phenolics but had no effect on the terpenes in leaves of other deciduous trees.Furthermore, reduced synthesis of phenolics may decrease the resistance of G.biloba to O3 and other environmental factors.On the other hand, the induced synthesis of terpenes may enhance the antioxidant abilities in G.biloba leaves at the end of O3 fumigation.     

云南省八种主要乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性分析

为探究乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性,运用自主研发的可燃物燃烧烟气分析系统,对云南省主要乔木树种滇青冈（Cyclobalanopsis glaucoides）、光叶石栎（Lithocarpus mairei）、旱冬瓜（Alnus nepalensis）、华山松（Pinus armandii）、金合欢（Acacia farnesiana）、麻栎（Quercus acutissima）、栓皮栎（Quercus variabilis）、云南油杉（Keteleeria evelyniana）的不同器官（枝、叶、皮）分别进行模拟燃烧,实测其在不同燃烧状态（阴燃/明燃）下释放的CO、CO₂、C_xH_y、NO_x及PM_2.5的排放因子.结果表明:①乔木树种不同器官燃烧释放的烟气中颗粒物排放因子存在差异,其中,在不同燃烧状态下CO、PM_2.5、C_xH_y、NO_x的排放因子表现为叶 > 枝 > 皮,CO₂排放因子表现为叶 > 皮 > 枝.②8种乔木明燃下CO、CO₂、C_xH_y、NO_x、PM_2.5的排放因子平均值分别为（176.52±25.40）（1 250.32±168.04）（32.82±8.68）（2.53±0.71）（15.59±5.36）g/kg,阴燃下分别为（250.44±37.43）（1 062.11±145.95）（44.82±9.97）（1.92±0.57）（22.56±7.28）g/kg.CO、C_xH_y、PM_2.5的排放因子呈阴燃>明燃的排放特征,且大部分乔木树种的CO、C_xH_y、PM_2.5排放因子在不同燃烧状态下差异显著.③不同乔木树种燃烧烟气的颗粒物排放因子存在差异,其中CO、CO₂、C_xH_y、PM_2.5的排放因子均呈针叶树种>阔叶树种的特征,NO_x排放因子表现为阔叶树种>针叶树种的特征,但针、阔叶树种之间差异不显著.④不同燃烧状态下,叶燃烧产生的污染物浓度与其元素含量呈显著正相关,且阴燃状态下3种器官的CO排放因子均与自身碳元素含量呈显著正相关.研究显示,不同可燃物类型和燃烧状态对乔木燃烧释放烟气及颗粒物均有影响,不同器官之间燃烧排放特性存在一定差异,且乔木元素含量对其燃烧释放气体污染物的排放因子具有一定影响.      

Influences of excessive Cu on photosynthesis and growth in ectomycorrhizal Pinus sylvestris seedlings

Growth and photosynthesis responses were measured for Scots pine( Pinus sylvestris L. cv. ) inoculated with ectomycorrhizal fungi ( Suillus bovinus ) under 6.5 and 25 mg/L Cu treatments to evaluate ectomycorrhizal seedlings‘ tolerance to heavy metal stress. Results showed that excessive Cu can significantly impair the growth and photosynthesis of pine seedlings, but such impairment is much smaller to the ectomycorrhizal seedlings. Under 25mg/L Cu treatment, the dry weight of ectomycorrhizal seedlings is 25% lower than the control in contrary to 53% of the non-mycorrhizal seedlings, and the fresh weight of ectomycorrhizal roots was significantly higher than those of non-mycorrhizal roots, about 25% and 42% higher at 6.5 and 25 mg/L Cu treatments respectively. Furthermore,ectomycorrhizal fungi induced remarkable difference in the growth rate and pigment content of seedlings under excessive Cu stress. At 2.5 mg/L Cu, the contents of total chlorophyll, chlorophyll-a and chlorophyll-b were 30% higher in ectomycorrhizal plants than those in non-mycorrhizal plants. O2 evolution and electron transport of PSI and PSII were restrained by elevated Cu stress. However, no significant improvement was observed in reducing the physiological restraining in ectomycorrhizal seedlings over the non-mycorrhizal ones.     

CO2倍增对几种植物的生态生理影响

本研究结果表明：木本植物辽东栎、臭椿、丁香叶片气孔对ＣＯ２倍增反应不第三,表现出气孔阻抗不增大,蒸腾速率无明显变化,光合速率比对照增加１０％－２０％或无增加,水分利用效率可提高１０％－１００％不等,叶面积略有增加或接近对照。可以认为ＣＯ２倍增上述植物有不同程度的促进作用,草本植物水稻、大豆、谷子、稗草叶片气孔对ＣＯ２倍增反应敏感,尤其是Ｃ３植物的水稻、大豆、表现为气孔阻抗增大,腾速率减少,光合速率