水稻植株甲烷传输能力与根系特性的相关性分析

为了探明影响水稻植株甲烷传输的关键根系特性,以推广面积较大的水稻品种为研究对象,在水培条件下研究不同品种水稻根系指标与甲烷传输能力的相关性。结果表明,与早稻甲烷传输能力呈极显著、显著正相关关系的根系指标分别是根系比表面积、根系活跃吸收面积,即早稻甲烷传输能力与水稻根系活力有显著正相关关系;与早稻甲烷传输能力呈极显著、显著负相关关系的根系指标分别是根重、最长根长。因此,根系活力较低、根重较大的早稻品种植株可能具有较弱的甲烷传输能力。

湿地甲烷的产生、氧化及排放通量研究进展

甲烷研究已倍受科学界关注，不仅由于其对全球变暖的贡献仅次于二氧化碳，贡献率达25％，还因为单分子甲烷的增值潜势是二氧化碳的15-30倍．湿地是甲烷的重要来源，估计湿地生态系统对全球甲烷排放的贡献率约为20％，即为100-200Tg a^-1．湿地甲烷在厌氧条件下产生，在土壤氧化层以及根际中部分氧化，然后通过土壤、水体和植物体排放到大气中去．就近10a来湿地甲烷产生、氧化、传输过程及其影响因素等的研究进展进行了综述．产甲烷菌的研究主要集中在其对环境因子的生理生态和分子生物学，尤其集中在稻田产甲烷菌的研究上，因此在深度和广度上都有待突破．产甲烷过程是一个复杂的生化过程，要对甲烷排放量估计、甲烷排放动态研究以及在甲烷排放建模等方面取得进展，必需在甲烷产生机制上进行突破．甲烷氧化菌的研究集中于菌群对环境的适应以及其自身氧化能力上，应用研究还不是很深入．甲烷氧化过程的研究已经有了一定的深度，但氧化过程具体机理的研究还有待进一步深入，这需要分子生物学以及基因组学等多学科的交叉．甲烷传输过程是研究甲烷排放动态的基础，目前相关研究较少，国内有关研究主要集中在稻田研究上，对高寒湿地的研究则几乎是空白．湿地甲烷通量的研究是目前温室气体研究的热点问题，但主要解决的问题是大气中甲烷气体浓度增加与湿地甲烷通量的关系．湿地甲烷通量是由多种因素决定的，对影响湿地甲烷通量的因素的研究相当丰富，特别是近年来对生物因素的关注．由于学科的发展，近10a在这方面的研究较之过去更为全面和系统．

井下综采工作面上隅角甲烷传感器无线数据收发装置的设计及应用

本文以煤矿领域现阶段有线甲烷传感器信号传输技术为基础,介绍了一种采用无线433 MHz频率点对点的全新甲烷传感器信号传输方式,该套改进装置兼容并支持所有频率型有线甲烷传感器的无线信号传输。能有效的解决因上隅角特殊的地理及恶劣的环境条件下,甲烷传感器信号传输的稳定性及可靠性。

挺水和湿生草本植物传输甲烷的过程与机制研究进展

甲烷(CH_4)是一种重要的温室气体,参与大气光化学反应。水生与湿生环境是大气CH_4的重要来源。挺水和湿生草本植物是CH_4释放的重要通道,研究植物如何传输CH_4具有重要的意义。在植物传输CH_4的过程中,根系尤其是侧根根尖区起到了关键调控作用;通气组织内部的隔膜与根茎连接部位也是调控CH_4传输的重要界面。在早期的研究中,关于茎叶排放CH_4主要通过气孔还是微孔(位于地上部除叶片以外的细小的裂隙与孔洞)这一问题存有争议,但是微孔的主导传输作用逐渐被后期的研究证实。枯死与损伤的茎干通常促进CH_4传输排放。扩散与对流是植物传输CH_4的两种主要机制,对流的传输效率高于扩散。生物因素(生物量与光合作用等)与环境因子(光照与温、湿度等)共同调控着植物传输CH_4。目前针对植物传输CH_4的过程与机制已有较系统的认识,但需要深入研究下列问题:(1)植物传输CH_4的系列关键界面中,各个界面的传输效率如何?哪个界面对整体传输起决定性作用?(2)扩散与对流分别对各界面交换与整体长距离传输的内在调控作用。(3)各生物与非生物影响因子间的耦合作用机制。(4)物种间CH_4传输机制与效率的异同。

闽江口半咸水芦苇潮汐沼泽湿地甲烷动态

利用2008-2010年3年的测定数据研究了闽江口半咸水芦苇潮汐沼泽湿地的甲烷动态特征,其中2008-2009年连续2年采用静态箱—气相色谱法测定了芦苇潮汐沼泽湿地在涨潮前、涨落潮过程和落潮后3个阶段排向大气的甲烷通量;此外,还添加甲烷氧化抑制剂原位测定了芦苇沼泽湿地的甲烷产生与氧化,采用自行设计的悬管装置原位测定了芦苇植株介导的甲烷传输排放速率。芦苇沼泽湿地甲烷排放通量具有明显的季节变化,高温季节同时也是甲烷排放的高峰期;涨潮前、涨落潮过程和落潮后3个阶段甲烷排放通量分别是0.69～40.95、0.26～9.57和0.74～22.10mgm-2h-1,平均值分别为7.53,2.19和4.93mgm-2h-1;涨落潮过程排向大气的甲烷通量明显低于涨潮前和落潮后;夏季测定日甲烷产生和氧化均高于冬季测定日;冬夏两个测定日芦苇植株髓腔内甲烷浓度均表现出明显的夜高昼低及由底部向顶部迅速降低的特点;不同生长阶段的芦苇植株甲烷传输排放速率明显不同,快速生长阶段的芦苇植株甲烷传输排放速率最高,年尺度上单株芦苇植株介导的甲烷传输排放速率平均值为33.67μgculm-1h-1,芦苇植株介导的甲烷传输排放量占芦苇沼泽湿地甲烷排放通量的2.3%～28.5%,植株距地面0～20cm部位对整株传输排放甲烷的贡献率在不同季节均维持在较高水平,均值为43.4%。

中国东南沿海短叶茳芏潮汐沼泽湿地甲烷动态

采用静态箱法连续2年对我国东南沿海闽江口短叶茳芏(Cyperus malaccensis Lam.var.brevifolius Bocklr.)沼泽湿地在涨潮前、涨落潮过程和落潮后排向大气的甲烷通量进行了测定,同时测定了沼泽湿地土壤剖面孔隙水溶解性甲烷浓度,并原位系统地测定了短叶茳芏沼泽湿地甲烷产生、甲烷氧化和植物体介导的甲烷传输排放整个甲烷代谢过程及其相关环境和植物因子.结果表明,短叶茳芏沼泽湿地甲烷通量具有明显的季节变化,6～8月份是甲烷通量高峰期;2008～2009年,涨潮前、涨落潮过程和落潮后的甲烷通量范围分别是0.19～13.99,0.03～10.63和0.01～17.93mgm-2h-1,平均值分别为1.82,0.98和2.10mgm-2h-1;涨落潮过程排向大气的甲烷通量低于涨潮前和落潮后,落潮后甲烷通量月平均值稍高于涨潮前,但差异性不显著(P>0.05);2008年和2009年沼泽湿地甲烷年通量估算值为21.45和5.99gm-2a-1,其中,涨落潮阶段甲烷通量年估算值仅分别占甲烷年通量估算值的19.8%和8.0%;植物介导的甲烷传输排放量占甲烷通量的22.3%～43.9%;涨潮前和落潮后土壤温度对于短叶茳芏沼泽湿地甲烷通量均影响显著,两者呈显著正相关.

盐分对湿地甲烷排放影响的研究进展

当前在全球气候变化和人类活动双重作用下,湿地正在或者将要面临着显著的盐分变化形势,尤其是内陆和滨海咸化湿地。湿地是大气甲烷的重要排放源。甲烷排放是甲烷产生、氧化和传输过程综合作用的结果。盐分变化将影响湿地水-土环境,降低植物群落初级生产力和有机物积累速率,改变微生物主导的有机物矿化速率和途径等,进而改变湿地生态系统的结构和功能,影响湿地甲烷产生、氧化、传输和排放系列过程。本文综述了盐分(浓度与组成)对湿地甲烷产生与排放的影响结果,从底物供给、微生物(产甲烷菌和甲烷氧化菌等)数量、活性与群落组成、酶活性、植物、电子受体、p H和氧化还原电位等几个关键方面分析了盐分影响湿地甲烷排放过程的内在机制。在此基础上提出了今后需重点关注的5个方面:1)加强盐分浓度与组成对湿地甲烷产生、氧化、传输与排放影响的系统性、框架性研究;2)深入探讨盐分背景、变化幅度与速率的耦合如何影响湿地甲烷系列过程;3)不同离子组成及其交互效应如何影响湿地甲烷动态过程;4)结合生物学、基因组学及同位素技术等,加强湿地产甲烷菌与甲烷氧化菌与盐分的关系及其响应研究;5)湿地甲烷对盐分变化响应的时空分异规律。