气候变化对海藻龙须菜生长与光合作用耐热特性的影响

为探讨大气CO2升高和温室效应对龙须菜生长及生理生化特性的影响,在4种条件下培养龙须菜:1)对照组(390μL/L CO2+20℃),2)CO2升高组(700μL/L CO2+20℃),3)温度升高组(390μL/L CO2+24℃),4)温室效应组(700μL/L CO2+24℃),测定藻体生长和生化组分以及高温胁迫下的最大光化学量子产量(Fv/Fm)和光能利用效率(α)、光合速率(Pn)和呼吸速率(Rd)。结果表明,CO2升高、温度升高以及温室效应均促进龙须菜的生长,温室效应下的促进作用更明显。温室效应使龙须菜具较高的Pn和Rd以及较低的可溶性蛋白(SP)和可溶性碳水化合物(SC)含量。高浓度CO2对叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量没有显著影响,而高温使其上升;藻红蛋白(PE)和藻蓝蛋白(PC)含量不受CO2浓度和温度的影响。龙须菜Fv/Fm、α、Pn和Rd值,在32℃处理3 h后略有上升,在36℃处理3 h后下降,而在40℃处理20 min后降到极低水平。正常温度(20℃)生长的龙须菜最高耐受温度在32—36℃之间,而较高温(24℃)生长的龙须菜在36—40℃之间;生长温度对光合作用和呼吸作用耐热性能的影响比CO2浓度的影响更大;而温室效应生长条件下的龙须菜光合作用表现出更突出的耐热性能。

不同温度与CO_2浓度对坛紫菜生长和光合作用温度反应特性的影响

论文研究了不同CO2浓度(390μL/L和700μL/L)和温度(15℃和25℃)对坛紫菜(Porphyra haitanensis)生长与光合作用-温度反应特性的影响。结果表明,相对于25℃生长的海藻,15℃生长的海藻具较高的相对生长速率和色素含量(叶绿素和类胡萝卜素),并且在高CO2下增加趋势更显著。在两种CO2浓度下,15℃生长的坛紫菜可溶性蛋白质和可溶性碳水化合物含量高于25℃生长的坛紫菜。低温10℃胁迫下,15℃生长的坛紫菜最大光量子产量(Fv/Fm)、光能利用效率(α)及非光化学淬灭(NPQ)相对于25℃生长的坛紫菜更稳定;高温35℃使得坛紫菜rETRmax、Fv/Fm、α值均下降,这种下降的程度在15℃生长藻中比25℃生长的藻更大;此外,15℃生长条件下,高CO2生长的坛紫菜受35℃高温胁迫时的Fv/Fm和α下降程度小于正常空气生长下的坛紫菜。高温40℃使坛紫菜rETRmax、Fv/Fm、α、NPQ及qP均急剧下降。结果表明高CO2使得坛紫菜耐高温性能提高。

大气CO_2浓度和温度变化对石莼生长及其叶绿素荧光特性的影响

【目的】为了研究大型海藻在全球气候变化背景下的生态功能,探讨大气CO2浓度升高和温度变化对石莼(Ulva lactuca)生长及其叶绿素荧光特性的影响。【方法】在4种条件(390μL/L CO2+15℃;700μL/L CO2+15℃;390μL/L CO2+25℃;700μL/L CO2+25℃)下培养石莼,10d后测定藻体生长、叶绿素荧光参数以及生化组分。【结果】经10℃低温6h处理,石莼受到光抑制;经35℃高温6h处理,25℃正常空气条件下生长的石莼表现出较高的最大光量子产量(Fv/Fm),光能利用效率(α),非光化学淬灭(NPQ)和光化学淬灭(qP),25℃高CO2浓度条件下生长的石莼最大相对电子传递速率(rETRmax)和饱和电子传递速率(Ek)大于其他生长条件下的石莼;经40℃高温处理6h,15℃生长的石莼光合机构受损;相对于25℃与正常空气条件下生长的石莼,25℃与高CO2浓度条件下生长的石莼Fv/Fm、a、NPQ和qP的下降程度较小,而且具有较高的rETRmax和Ek。【结论】高CO2浓度促进石莼的生长,但其对石莼可溶性蛋白(SP)、可溶性碳水化合物(SC)、叶绿素a(Chl a)和类胡萝卜素(Car)等生化组分含量影响具有温度依赖性。另外,CO2浓度升高使得石莼抗高温的能力增强。

不同温度下CO_2浓度增高对坛紫菜生长和叶绿素荧光特性的影响

大气CO2浓度升高对海藻的影响已有许多的研究报道,但鲜见有关温度与CO2相互作用的研究。在4种条件下对坛紫菜进行连续通气培养:(1)15℃+390μmol/mol CO2,(2)15℃+700μmol/mol CO2,(3)25℃+390μmol/mol CO2,(4)25℃+700μmol/mol CO2。从而探讨这种南方海域重要栽培海藻种类的生长和叶绿素荧光特性对温度和CO2相互作用的响应。结果表明:CO2对坛紫菜的生长的影响具有温度依赖性,在低温生长条件下提高CO2浓度更有利于坛紫菜的生长。CO2对坛紫菜叶绿素a(Chlorophyll a,Chl a)和类胡萝卜素(Carotenoid,Car)的促进作用远大于温度对其产生的影响。相对于25℃的生长温度而言,15℃生长温度下的坛紫菜表现出较高的最大相对电子传递速率(rETRmax),表明坛紫菜在低温环境下有较高的光合潜力;而CO2对坛紫菜的rETRmax没有明显影响。对于在不同测定温度下的光合荧光特性而言,在10—30℃测定温度范围内,在各生长条件下的海藻的rETRmax、光能利用效率(α)和最大光化学量子产量(Fv/Fm)随温度的升高变化不明显;但在较高测定温度下(≥30℃),上述荧光参数显著下降,说明高温易引发海藻光能利用效率和光合能力的下降,这可能与光系统(PS)Ⅱ反应中心活性下调有关。同时,当测定温度大于30℃时,15℃生长条件下的坛紫菜的rETRmax、α和Fv/Fm值下降趋势远大于25℃生长条件下的坛紫菜的值,表明在低温生长条件下的坛紫菜对短期高温胁迫的适应能力较弱;而在高CO2浓度生长条件下的坛紫菜的rETRmax总是低于正常CO2浓度生长下的值,说明CO2浓度升高会抑制坛紫菜在短期高温条件下的光合电子传递能力。

都灵冬奥会的绿色可持续之路

'第一个在体育赛事中获得ISO14001环保认证并运用欧盟生态管理和审核体系的一届冬奥会''第一个世界上温室气体排放达到绿色标准的体育赛事''第一个在欧洲建立以环境为主题的博物馆'……第二十届都灵冬季奥林匹克运动会距今已有12年之久,精彩激烈的体育赛事或许仅仅停留在了公众的记忆里,但它留下的可资借鉴的环境保护遗产却持续影响着未来的奥运。