纤维素类草本能源植物的研究现状

纤维素类草本能源植物具有很高的生物质产量、纤维素和半纤维素含量,对环境友好,是目前最有发展前途的生物质资源之一,欧洲和美国将其作为首选的生物质能源植物.本文介绍了柳枝稷(Panicum virgatum)、芒草(Miscanthus spp.)、芦竹(Arundo donax Linn)等几种主要纤维素类草本能源植物具有产量高、适应性强、用途广泛等特点;综述了纤维素类草本能源植物在国内外的研究概况,以及基因工程技术在降低植物木质素含量及在植物中过表达纤维素降解酶类方面的应用;进一步指出在我国存在纤维素类草本能源植物资源评估、选育滞后,相关技术还不完善等问题,进行充分开发利用将在缓解能源紧张、解决环境问题、促进农业和经济发展等方面有着良好的前景.     

人工湿地植物生物质资源能源化利用潜力评估

通过测定不同人工湿地植物的纤维素组分和热值,并采用NaOH–酶解工艺研究不同人工湿地植物水解液组分,对在人工湿地技术体系中起重要作用的湿地植物能源化利用潜力进行系统评估.结果显示,15种人工湿地植物的纤维素含量在19.78%～36.9%之间,半纤维素含量在4.51%～19.67%之间,木质素含量在10.79%～20.47%之间,具有与玉米秸秆相当的热值,其热值在14.002～17.839 MJ/kg之间.在NaOH–酶解工艺条件下,不同人工湿地植物水解液中存在5种糖类组分,主要为葡萄糖和木糖.研究表明,人工湿地植物是一种较好的生物质资源,可通过生物质固体成型燃料技术、沼气技术和燃料乙醇技术加以利用,进而建立人工湿地植物生物质资源能源化藕联利用模式.图2表2参22     

利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析

21世纪人类面临着能源与水资源的双重危机与挑战。微藻制备生物柴油和微藻深度脱氮除磷分别是开发新能源和污水深度处理方面的热点研究,但二者的单一系统均存在一定的局限性。基于微藻培养的污水深度处理与生物柴油生产耦合系统可以克服上述单一系统的局限性,在深度处理污水的同时,以污水为资源制备微藻生物柴油。藻种筛选是耦合系统的前提与重点,其筛选原则为在二级出水条件下生长快、氮磷去除效率高和单位藻细胞油脂含量高。合适的藻细胞分离收获及油脂提取技术能够降低能耗;而油渣厌氧发酵可充分回收其中的能量,同时减少油渣对环境造成的不利影响。根据耦合系统的工艺特点,每年全国利用该耦合工艺以生活污水为原料生产微藻生物柴油的潜力约397万t。     

基于微藻细胞培养的水质深度净化与高价值生物质生产耦合技术

水资源和能源危机是21世纪人类面临的重大挑战.开发高效的氮磷控制技术以及寻找可持续再生、环境友好的新型能源是解决这些挑战的有效手段.微藻培养技术的出现,为水质深度净化、氮磷高效去除和生物能源生产提供了可能.总结了微藻培养技术在污水处理中作为三级处理单元深度净化水质、去除氮磷的应用,并分析了大规模培养微藻以获得生物能源的研究现状.在此基础上,提出了将污水处理工艺和生产工艺耦合的理念,以污水为资源,实现污水处理系统从"处理工艺"向"生产工艺"的转化,在深度净化污水的同时,以污水为原料获取"新"资源和"新"能源,为缓解当前资源匮乏、能源紧缺的形势提供可能的解决途径.在未来资源和能源愈加紧张的严峻形势下,基于微藻细胞培养的水质深度净化与高价值生物质生产耦合技术具有广阔的发展前景.     

多年生禾草皇竹草的综合利用研究进展

因具有高产、速生、抗逆性强等生物学特性,被选作环境修复材料、优质饲草以及能源植物的皇竹草(Pennisetum hydridum)近年来备受关注.对国内外皇竹草在生态环境、畜禽饲料、清洁能源等领域的研究进展及应用情况进行综述,为皇竹草生物质资源的综合利用提供参考.已有研究表明,皇竹草在退化土壤修复、污水净化和入侵物种治理中均能发挥重要作用,可以高效富集土壤重金属、去氮除磷、取代外来入侵物种等.青饲、干草、氨化和青贮是皇竹草饲料化利用的主要方式,其中青贮利用可均衡营养,缓解冬春饲料短缺.通过热解燃烧、沼气发酵和乙醇发酵可实现皇竹草向生物能源的转化,生物量和纤维含量是影响其能源利用潜力的关键,也是制作纤维板、纳米纤维素膜、食用菌培养基的基础.最后分析皇竹草研究目前存在的问题,强调未来应注重优化工艺技术,拓展皇竹草生物质资源综合利用途径,并提出环境修复材料皇竹草在收获后可作为优质饲草、能源植物以及其他工业原料加以利用,产生的废渣可加工为有机肥的一种综合利用模式.(图2表3参80)     

接种VA菌根对高粱吸收中、微量元素的影响

目前全球化肥消耗巨大，磷、钾资源短缺已日趋严重，生产氮肥要消耗大量的能源，而且，肥料利用率极低，浪费十分严重.因此，许多植物营养学家都在寻找其它的生物学途径，以求在保持作物产量进一步提高的前提下减少肥料的投入.例如，筛选和培育高营养效率的作物资源和微生物资源，培育非豆科植物的固氮菌，发掘解磷、解钾菌等.在这众多的生物学途径中，VA菌根菌则是其中的一种。VA（泡囊-丛枝Vesicular-arbuscular）菌根菌是一种对作物生长有益的天然真菌，它能和大多数陆生内在农作物形成共生关系.目前，大多数研究都集中在VA菌根菌对磷…     

余甘子资源植物的研究与开发进展

从开发天然功能保健食(药)品的角度,总结了分布于我国南方各省的资源植物余甘子(滇橄榄,Phyllanthus emblica)的生物学、植物地理学、传统草药学、药理学、植物化学等的研究与开发进展,包括作者实验室近年开展的有关余甘子果汁澄清和果酒"去沉淀"的微生物酶法加工技术部分内容,以及引人关注的余甘子果植物多酚提取物及其在美白护肤品新用途的开发,讨论了金沙江干热河谷地域余甘子农业栽培的可行性.最后展望了余甘子这种药食两用资源植物的应用前景及研究与开发趋势.     

利用餐饮业废油脂制造生物柴油

世界的石油产量将会逐渐减少,石化柴油燃烧后所排放的废气是造成的城市空气污染的主要原因,生物柴油是石化柴油很好的替代能源,文章介绍了国外废油脂处理利用和甸餐饮业废油脂的概况,提出了利用餐饮业废油脂制造生物柴油的方法和工艺流程,并讨论了利用餐饮业废油脂制造生物柴油的几个问题。     

基于生物质能的芒属（Miscanthus）植物碳动态和收支研究进展

生物质能（Biomass energy）是最为广泛的可再生能源，其中多年生芒属C4植物（Miscanthus）由于具有巨大碳固定能力而成为潜力巨大的生物质能植物。中国是芒属植物芒草起源中心，但相对于欧洲国家应对能源危机和温室效应而采取的芒草研究与应用来说，仍处于起步阶段。我国长期以来传统的草地利用模式，决定了在南方草地的研究显著少于北方，近年来芒草在华南地区的运用研究集中于生态修复，对草本植物群落基于生态系统水平的 CO2气体交换能力的研究仍然相当缺乏，在二氧化碳浓度持续增长及全球变暖背景下，生物质能植物及其碳汇功能的相关研究尤显重要。我国南方近6700万hm2退化丘陵草坡急待恢复或处于恢复中，草坡地芒属植物符合生物质能植物标准，施肥少，害虫少，农药输入少，能够有效地利用光、水等自然资源。考虑到C4植物具有比C3植物更强的光合作用能力，高光能利用率C4芒属植物的碳固定能力及能源潜力值得重视，但缺乏科学的碳动态和碳收支评估。综述了国内外芒草生物量特征与生物质能潜力研究现状，重点论述芒属植物生态系统水平的碳动态和收支能力研究，探讨了系统水平更客观评估芒属碳源汇（Carbon sequestration）功能的方法，基于生物量过程的研究结果及华南地区草坡研究历史和现状，为草坡地生物质能的合理开发利用提出了相关对策，强调在我国南方开发和利用芒属植物资源具有重要能源价值和经济、环境效益。     

高粱对不同身份邻居的形态学与生理学响应

亲缘选择理论预测亲缘植物之间可通过亲缘识别来实现相互合作.前期的相关研究也证实了植物的亲缘选择作用.以高粱(Sorghum vulgare)为研究对象,通过测度亲缘和非亲缘植物在表型(株高、根长、叶面积和种子数),各构件生物量(根、茎叶和种子)和生理(根系活力、叶绿素含量、丙二醛、脯胺酸、根系硝酸根含量和硝酸还原酶活性)上的表现差异,来探索高粱植物的亲缘识别.结果显示,与非亲缘组相比,亲缘组植物叶面积增加(P=0.032),但根系活力降低(P=0.044).除此之外,亲缘组和非亲缘组高粱在根长(P=0.811)、株高(P=0.435)、种子数(P=0.541),以及根(P=0.413)、茎叶(P=0.975)和种子(P=0.731)生物量方面都未表现出显著差异.而且,根系硝酸根含量(P=0.944)、硝酸还原酶含量(P=0.817)、叶绿素含量(P=0.941)、MDA含量(P=0.749)和脯胺酸含量(P=0.355)等生理指标在亲缘和非亲缘组也无显著差异.因此,亲缘植物在地上部分通过增加叶面积分配来提高地上空间和光捕获竞争,而在地下部分,亲缘植物通过降低根系活力来降低根系竞争,实现互让水分和养分.这说明高粱植物亲缘竞争和亲缘识别同时发生,亲缘识别不仅具表型响应,还存在生理响应,因此从不同指标层面研究植物的亲缘识别方能得出更为严谨的结论.     

瞬时表达比较马铃薯X病毒CP基因3种结构对RNA沉默的诱导效果

RNA沉默是植物抵御病毒侵染的一种防卫机制,病原来源的抗性(pathogen-derived resistance,PDR)被认为是通过RNA沉默起作用的.转化的核酸片段在基因组中的位置、长短和不同排列结构等均影响RNA沉默的效率.用全长马铃薯X病毒(PVX)CP基因构建非翻译的正义、反义和反向重复结构转基因的植物表达载体,通过农杆菌渗入法瞬时表达测试了这些转基因对RNA介导抗性的诱导效率和有效性.结果表明,反向重复的PVXCP是更为有效的RNA沉默诱导因子,同时也证明让目的基因在受试植物中瞬时表达,在转化植物之前能比较快速地检测转基因的表达情况以及表达产物的功能,从而节约时间和资源,并减少盲目性.图3表2参21     

非洲动力开发的挑战与前景

制定革新性动力开发战略以提供充分、负担得起和可靠的服务来满足非洲日益增长的人口与发展需要，是一个重大挑战，其巨大的能源资源基地的开发将因其不能利用投资资金和对环境的普遍关注而受到限制，体制与政策改革，需方方案不断进展的开拓，以及能源资源的保护与多样化，为满足未来需求提供了机会。     

兰科菌根的研究进展

兰科植物是一类很重要的植物资源 ,许多种是名贵花卉和药用植物 ,有些已有悠久的栽培历史 .随着花卉产业和天然药物产业的快速发展 ,现在对兰科植物资源的需求越来越大 .但是许多兰科植物繁殖能力弱 ,生长缓慢 ,这就使兰科植物的快速繁殖和快速生长技术的研究倍受重视 .组培技术的应用实现了兰科植物的工业化育苗 ,但是兰科植物的快速生长技术尚待解决 .兰科菌根是兰科植物与真菌形成的共生联合体 ,它们在兰科植物的生长和生命活动中具有重要的作用 .深入了解兰科菌根的特点 ,筛选优良的兰科菌根真菌资源 ,则有可能将菌根技术应用于兰科植物…     

少根紫萍转录因子及其营养胁迫下的表达

少根紫萍(Landoltia punctata)是一种浮水生、多功能、高环境适应能力的能源植物,为了解其生理特性的分子机制,利用少根紫萍转录因子预测数据与拟南芥、水稻、玉米数据库数据进行宏观比较,并结合转录组测序技术对少根紫萍营养胁迫后转录因子表达分析.结果显示,少根紫萍有1 076个转录因子,分属于66个家族,其中在b ZIP、WRKY、AP2/ERFERF、MYB、NAC、MADS-box等家族基因数明显减少,一定程度上解释了浮萍高黄铜低木质素、难开花的生理特性;少根紫萍在营养胁迫下偏向上调AP2/ERF-ERF、MYB、bHLH家族特定基因和下调AP2/ERF-ERF、WRKY家族特定基因来响应营养胁迫,尤其是AP2/ERF-ERF、WRKY两个家族中特定基因表达下调在响应水体营养胁迫中有非常重要的作用.本研究在转录因子层面对浮萍的生理特性,特别针对营养胁迫下转录因子的表达进行了探究,可为建立浮萍水生模式植物系统、深入探讨少根紫萍响应营养胁迫机制以及改造成耐受胁迫的高效淀粉积累能源植物提供理论指导.     

铊在土壤-植物系统中的迁移积累

铊(Tl)是分散、稀有重金属,是典型的毒害元素.由于含Tl资源的开发及利用过程中向环境排放大量的Tl,造成了严重的区域性Tl污染,土壤中的Tl可被植物(尤其是粮食作物)富集,并可通过食物链进入人体发生累积,对人类造成重大危害.本文对土壤-植物系统的Tl污染和作物富集的研究现状进行了综述,重点阐述了土壤中Tl污染的形态、分布状况,不同植物对土壤中Tl的富集特点和规律,Tl(超)富集植物累积机制及植物Tl中毒机制,为Tl污染土壤的治理和预防提供了依据.     

森林自然保护地生态旅游资源研究进展

旅游资源的评价、保护与开发模式研究是生态旅游研究领域的重要内容,而森林自然保护地是一类重要的生态旅游区.根据我国自然保护地的实际情况,参考国外自然保护地的定义与分类方式,可认为我国的森林自然保护地主要应主要包括森林生态系统类型自然保护区、森林公园及公益林场三种类型;森林自然保护地的生态旅游资源评价研究主要集中在两方面:一是单纯地从经济学角度对旅游资源游憩价值进行货币化评价与核算,二是从保护生物学和生态学角度对资源的可开发性进行评价,其侧重在于找到保护与开发的的科学平衡点;在森林自然保护地旅游资源的开发模式研究上,必须正确处理开发与保护的关系,把保护放在第一位,坚持"三大效益"兼顾的原则,才能实现森林生态旅游资源开发与保护的良性循环.由于经营目的和保护级别差异,自然保护区、森林公园及公益林场的生态旅游研究与实践尚存在发展不均衡、功能不突出等问题,随着生态旅游事业的深入发展,一些非热点和低等级的森林自然保护地在生态旅游理论研究与开发实践中将会发挥越来越重要的作用.     

高光和低光下木本植物形态和生理可塑性响应

光资源的时空异质性普遍存在.为了提高光利用效率或有效避免强光的伤害,植物通常采取多种调节措施.植物适应林下异质、多变的环境过程中,表型的可塑性是非常关键的.植物表型可塑性与其环境异质性密不可分.植物通过生长变化、生物量分配、光合器官结构调整、叶氮分配、抗氧化防御系统、热耗散机制,以及长期的表型可塑性来增大截取光资源的潜力和实际光资源利用效率,同时也为自身提供了一种有效的保护机制.大量实验证明,阳生植物比阴生植物表现出较大的表型可塑性,且其可塑性方式存在差异.本文主要阐述了植物对高光和低光条件的形态和生理可塑性适应,为了解植物在极端光照条件下生存与繁殖提供参考.大量的人工模拟与自然光照实验有待进行来阐明植物对自然光照条件的适应,为植被恢复和重建提供参考和依据.参96     

论森林公园生态旅游的开发管理

森林公园在政府投入不足和自身财力不够前提下,招商开发是最有效的发展途径.本文从招商引资开发森林公园的必要性、招商引资要把握的原则、招商引资具体管理等层面探讨森林公园招商开发管理.     

镇江丘陵农区农牧结合种植制度研究初报

选择苏南丘陵区驸马庄村为基点,以稳粮、扩饲、促养、增收为总目标,通过合理开发土地资源,建立人工草场,协调粮、饲、经作物比例,改进生产技术,使粮食稳定增长,促进了畜、禽、鱼养殖,初步建立起农牧渔结合、种养加协调发展的体系,提高了自然资源与劳力资源的利用率,增强了农业生态系统的功能,经济、生态及社会效益同步增长。     

中国能源工业可持续发展的政策框架

步入21世纪,可持续发展战略实施力度加大.面对环境和国内外市场的严峻挑战,我国能源工业如何可持续发展,需要进行结构的战略调整.从政策思路上,要改变传统观念,把新能源和再生能源作为21世纪中叶我国的持续能源.促其产业化和本地化,改变地区开发的优先顺序,加大油气水电的政策支持力度.把利用国际油气资源列入国家规划.建立能源供应安全保障机制.对传统能源工业改组,改造.提出了“以大代小,同步调整”政策,大力开发煤炭洁净利用技术,建立市场节能机制,健全能源可持续发展的政策法规框架.