海南尖峰岭热带山地雨林近冠层CO_2及通量特征研究

采用梯度法及 CI-30 1 PS CO2 系统 ,实现了海南尖峰岭热带山地雨林近冠层 CO2 、微气象因子梯度观测研究 ,结果表明 :雨季晴、晴间少云及多云天气 ,9:0 0～ 1 8:0 0 CO2 浓度平均值分别在 34 9～ 35 0 ml/m3 (冠上 2 .8m)、34 6～ 34 8ml/m3(冠上 0 .8m)、34 5～ 34 9ml/m3 (林内 1 6 m)、35 2～ 35 7ml/m3 (林内 5 m) ,较旱季相应天气分别小 1 4～ 1 7.5、1 0 .1～ 2 3.7、1 6 .4～ 35 .7和 1 8.1～ 36 .1 ml/m3 ;1 :0 0～ 8:0 0 ,则雨季 CO2 浓度大于旱季 ;梯度浓度廓变量和实时动力计算反映出 ,8:0 0～ 1 8:0 0 CO2 通量由大气向林冠层 ,旱、雨季平均 CO2 通量分别为 ( 0 .6 1× 1 0 - 6kg/( m2· s)和 0 .71× 1 0 - 6kg/( m2· s) ,1 9:0 0通量甚微 ,2 0 :0 0～ 7:0 0 CO2 通量则由林冠向大气 ,平均 CO2 通量分别为 0 .36× 1 0 - 6kg/( m2 · s)和 0 .32× 1 0 - 6kg/( m2· s) ;雨季昼夜大气流向冠层的净 CO2 通量是相应旱季的 1 .5 6倍。总辐射、冠顶净辐射通量以 1 3:0 0～ 1 5 :0 0为最大时域 ,相对林内 2 1 m,80 %的辐射热能被冠层吸收 ,与 CO2 通量正相关 ;晴天冠上潜热、感热最高值分别在 1 3:0 0～1 4 :0 0和 9:0 0 ,反映热带山地雨林近冠层的汇、源即白昼光合固定 CO2

半开放式CO_2和温度递增系统(CTGC)的改进:CO_2浓度控制效果

环境控制模拟系统,是开展农田生态系统对全球气候变化响应研究的有效手段,但目前应用于试验中的模拟系统均存在一定局限,如CO_2气体过量消耗、试验成本较高、模拟的试验环境与真实的自然环境差异较大、试验空间有限、不易重复等。针对这些问题,本研究对半开放式CO_2浓度和温度递增模拟系统(CTGC)进行了硬件升级和设计改进,针对其CO_2浓度的控制效果包括CO_2浓度监测、CO_2气体释放两大系统进行改进,使其能达到精准控制CO_2气体释放,降低试验成本,精确模拟未来高CO_2浓度的生产环境,其空间面积较大,适合多种作物同时试验。改进后的系统利用电磁阀组和CO_2浓度检测传感器组成的多通道监测系统,实时检测各处理区域内的CO_2浓度,实现精准监测。在CO_2气体释放源端,采用比例调节式减压器,有效减少了CO_2从储气罐中被减压后在气体管路中的压力积蓄,控制CO_2气体精量释放;系统将CO_2释放方式由纵向改为横向,释放管道由主管加支管组成,由控制流量调节阀将主管与支管相连接,使气室内形成均匀的CO_2释放区域,从而达到CO_2浓度梯度升高的模拟效果。试运行结果表明,改进后的CTGC系统可以实现CO_2浓度387±4.5、441±13.4、490±20.9、534±24.3和567±28.9μmol·mol-1的梯度递增,系统对环境变化的响应速度加快,能够精确实时监测气室内各处理区域CO_2浓度的变化,并实现CO_2气体的精量释放;系统内的CO_2浓度梯度递增趋于稳定,从而更好地模拟大气CO_2浓度逐渐升高的过程,满足作物对气候变化响应研究的需要。

CO_2浓度和温度升高对11种植物叶片解剖特征的影响

以生长在严格控制的温度梯度,以及温度和CO2浓度梯度2个温室里的8种美国中西部弃耕地常见草本植物和3种美国东部落叶阔叶林优势木本植物为材料,通过比较叶片栅栏组织厚度、海绵组织厚度、和叶片总厚度的变化,探讨CO2浓度和温度升高对不同功能型植物叶解剖特征的影响。结果表明:当温度升高时,C4植物的叶片厚度增加,而C3植物叶片厚度的变化无明显规律;当CO2浓度升高时,9种C3植物中有7种植物的叶片总厚度增加,而C4植物叶片厚度减少。植物叶片解剖特征沿CO2浓度和温度梯度呈现线性和曲线变化趋势;不同物种的同一组织厚度和同一物种的不同组织厚度,对温度和CO2都升高或仅仅温度升高的反应都存在很大的差异。在未来全球变化情况下,植物叶片对CO2和温度升高的反应存在明显的种类差异。由于植物的结构和功能是相关联的,这种解剖结构的改变将可能引起植物功能上对CO2和温度升高反应的差异。

线性和指数回归方法对土壤呼吸CO_2扩散速率估算的影响

理论上,土壤呼吸通量的量值可以通过观测土壤呼吸CO2扩散速率(c/t)计算得到。但是为获得c/t,通常须允许土壤呼吸箱内CO2浓度升高,因此,如何估算外界大气CO2浓度条件下的c/t是土壤呼吸观测技术的关键,关系到观测结果的准确性。通常c/t的估算会受土壤表层大气CO2扩散梯度(即土壤呼吸箱内CO2扩散梯度和大气CO2浓度昼夜变化)的影响。目前,线性回归方法是土壤呼吸观测中估算c/t的基本方法。然而,常用的线性回归方法会低估c/t,而指数回归方法则可以准确地估算c/t。夜间c/t的变化与大气CO2浓度之间存在非常明显的负相关关系。夜间土壤表层大气CO2扩散梯度的减小导致线性回归方法明显低估c/t。c/t的昼夜变化过程存在明显的非对称性现象,而指数回归方法可以更好地描述c/t昼夜变化的非对称性响应。

浸麦干浸期间抽吸CO2工艺探讨

供氧充分与否对麦芽生产十分重要，影响麦芽的溶解，酶的活性。通过对麦芽生理过程分析，制定合理的通风供氧方式，以提高麦芽质量。

基于气凝胶气体扩散的二氧化碳浓度梯度平台的设计

为了更简单并准确的形成二氧化碳(Carbon Dioxide,CO_(2))气体浓度梯度,构建具有生理意义的CO_(2)浓度梯度范围,从而研究不同浓度CO_(2)引起的细胞响应,本文通过仿真和实验相结合的方法,对CO_(2)在多孔介质气凝胶中的扩散情况进行了研究。首先通过气体在多孔介质内扩散的经验公式,估算扩散系数,利用COMSOL Multiphysics软件,建立CO_(2)气体扩散模拟三维模型,研究不同平均孔隙半径和孔隙率对CO_(2)气体在多孔介质气凝胶中扩散的影响。结果表明,多孔介质的平均孔隙半径和孔隙率越大,达到CO_(2)浓度梯度稳态所用的时间越短,但对最后在多孔介质内形成的浓度梯度没有影响。最后设计并搭建基于气凝胶的CO_(2)浓度梯度发生装置,初步验证仿真结果。

大气CO_2浓度对水稻食味品质的影响

本试验以稻花香2号为试验材料,采用CCG(二氧化碳浓度梯度)系统,对不同CO_2浓度处理下蒸煮米的香气、味道和口感等数据进行分析。结果表明,随CO_2浓度增高,香气、味道等指标有所提高,CO_2浓度增高有助于稻米的食味品质的提高。

基于CTGC试验系统下面包小麦主要品质性状的研究

当前,全球气候变化背景下,CO2浓度升高和气候变暖可能已经并将持续对小麦(Triticumaestivum)品质产生影响。为此依据自行设计的模拟气候变化的试验装置系统(CTGC)1),研究大田条件下CO2浓度和温度增加对面包小麦主要品质性状的交互作用。结果表明:在433.3～610.2μmol·mol-1范围内,CO2浓度增加对面包小麦的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值的影响不利;增温(+2℃多)表现为有利。当CO2浓度从433.3μmol·mol-1逐渐增加到551.5μmol·mol-1且温度增幅逐渐为+2℃时,CO2和温度对面包小麦的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值的交互作用表现为增加;而当CO2浓度增幅较大(达到610.2μmol·mol-1),温度增幅不大(白天平均温度仅增加2℃多)时,交互作用则表现为减少。此外,CO2浓度增加使面包小麦的α_淀粉酶活性降低,温度上升则使之提高,两因素的交互作用则表现为α_淀粉酶活性提高。