植物种子大小与幼苗对CO2倍增反应的关系

大气CO_2浓度到下世纪中叶可能增加到700μL/L。CO_2倍增及其引起的温室效应对植被和整个生态系统的影响已受到广泛关注。C3和C4植物对CO_2倍增的反应有着很大差异,CO_2倍增时,C3植物光合效率增长潜势可达66％,而C4植物则只有4％,因而在CO_2倍增后,C3物种将比C4物种占优势,可能显著地改变植物群落的组成。最近Diaz等曾观察到CO_2增加时,菌根侵染植物和非菌根侵染植物的反应差异很大,CO_2倍增使菌根及其被侵染植物Calluma vulgaris相互得益,而不利于非菌根侵染植物,如Rurnex obtusifolius和Cardamine flexuosa的生长,源于其根系与土壤微生物营养的竞争。它也是影响植物群落改变的重要因子。先前的工作中,我们曾注意到紫花苜蓿在苗期生长对CO_2倍增的反应较大豆更为明显。这使我们设想,植物早期生长对CO_2倍增的反应可能与种子大小有某种关系,而且可能影响大气CO_2增加导致的植物群落组成的变化。本文报告以7种草本植物为材料的研究结果。     

臭氧与温室效应

两个有关地球大气难题——臭氧的耗尽和温室效应,从多种方面相互联系着。在平流层中产生的破坏臭氧或干扰臭氧光化学反应的物质,大大加强了温室效应。相反,温室效应,尤其是CO_2的作用,使平流层的温度降低,减小了在平流层的中、高层臭氧消耗速度。导致温室效应产生的最显著的一个因素——大气中的CO_2,其来源就是消耗量还在不断上升的化石燃料,但并非所有产生的CO_2都滞留在大气中。在大气与海洋之中,有几乎相等的CO_2含量,这是由CO_2分压在大气和表层水面的平衡控制的,而在海水中CO_2的分压是由其中CO_2的总量(CO_2,HCO_3~-CO_3~-)     

海洋植物如何影响气候变化

对植物来说,颜色显得更绿并不一定就表示生长得更为茁壮。科学家发现,海洋当中一种被称作浮游植物的海藻,在受到压力的时候会呈现出更深的绿色。一项新的研究结果显示,在太平洋的很大一部分区域,浮游植物虽然颜色很绿,但是,并没有像正常的情况一样吸收大量的CO_2。植物必须有CO_2才能生长,就像动物需要氧气一样,这对我们的空气是有好处的,因为汽车、工厂和森林焚烧所释放的CO_2大部分会被植物吸收,使剩余的CO_2不至于过多地聚合阳光热度并促使地球加速变暖。     

微生物碳泵理论揭开深海碳库跨世纪之谜的面纱

<正>深海碳库成因之谜气候变化是当今最大的全球性环境问题。人类活动导致大气二氧化碳(CO_2)持续升高是加剧气候变化的主因。海洋是地球上最大的碳库,吸收了工业革命以来人类活动排放CO_2的三分之一,是全球气候变化的"调节器"。海洋碳库调节气候变化的主要组分是溶解在水里的有机碳(DOC)。一方面,海洋DOC总碳量与大气碳库相近,     

浮游生物使地球免遭冰冻的命运

带壳的小海洋生物也许是仅有的一种能够使地球摆脱下一个冰冻期的东西.根据一种新的理论,正是由于这些浮游生物的进化,才使得地球结束了长达2亿年的冰冻期,而且将防止地球进入下一个冰冻期.　　美国加州大学河边分校的AndyRidgwell和MartinKenedy以及劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的KenCaldeira认为,这些带壳的浮游生物死亡后在深海中沉积下大量的碳酸钙,从而有助于地球上碳的循环.　　海水中溶解碳酸钙沉积物的化学反应会改变海水的酸碱度,而海水酸碱度又影响着海水能溶解大气中二氧化碳的数量,从而有助于调节地球的气温.例如,碳酸钙溶解…     

CO_2的去向

科罗拉多州大气科学家坦斯(Tang)说:“我们认为海洋能吸收将近40%的CO_2。这种观念现在我们才真正认为是错误的。”煤、石油与天然气燃料每年以CO_2的形式向大气层排放大约63亿吨的碳。由于海洋和陆地只能吸收一部分,而33亿吨进入了大气层,造成世界关心的CO_2聚积问题。科学家们设想能从大气中吸收CO_2的“坑穴”,是南半球的海洋。但坦斯说,计算机模拟和实际测量与假设不符。他与美国宇航局戈达德空间研究所的冯美琪(Fung)和帕利塞斯市地质观测台的海洋学家塔卡黑什(Takahashi)做过这方面的工作。     

什么引起五次生物大灭绝?

尽管多数生物学家认为当今地球正处于一次前所未有的生物大灭绝之中,然而由于人类拥有的直接观察记录非常短暂,难于正确判断当今地球将来的发展趋势和潜在的危机.地质历史时期曾经发生了五次重大生物灭绝事件,这些事件造成当时海洋中至少75%的物种在短时间内灭绝,陆地生态系统形成以后,也同样遭到重创.这些生物大灭绝事件发生的原因成为评估当今地球生态系统危机的重要依据.根据对5亿多年以来发生的五次生物大灭绝(分别发生在奥陶纪末、泥盆纪晚期F/F、二叠纪末、三叠纪末和白垩纪末)生物的种类、灭绝模式以及环境背景分析表明,地球上显生宙以来还没有发生过造成整个地球生物圈彻底毁灭的灾变事件,地质历史时期发生的五次生物大灭绝均伴随有剧烈的环境变化,大气CO_2、温度(包括冰室效应和温室效应)、海洋酸化、海平面变化和海水缺氧等全球性的气候、环境剧变是造成生物大灭绝的主要原因.导致这种环境灾变最为常见的触发机制是超大规模的火山活动,火山活动不但喷出大量CO_2等温室气体,同时可以触发大量蕴藏在内陆盆地和大陆架上的甲烷气体等快速释放.地外体撞击、超新星爆发、太阳耀斑爆发等事件可能会瞬间毁灭地球,但并不是地质历史时期已经发生的生物大灭绝的主因.     

大豆对大气CO2倍增的一些生理反应

人类的经济活动已使大气中的CO_2浓度由产业革命前的280×10~(-6)增至目前的350×10~(-6)左右,且有加速增长的趋势,引起广泛的关注.为预测未来全球环境变化对植物,特别是农作物生长和产量的影响,过去10多年在发达国家已大量进行了在可控环境下CO_2增高的单因子实验研究.本文报道在开顶式培养室中进行的大气CO_2倍增对大豆一些生理特性影响的实验结果.     

点点滴滴

浮游生物面包 在世界各大海洋中生活着数十亿吨我们称之为浮游生物的小动物和小植物。大多数浮游生物非常小,人们无法用肉眼看到。这些浮游生物随洋流自由自在地飘浮,是自然界重要的氧气提供者,在生态系统循环中起关键作用,是世界上最重要的初级生产力,为许多较大的动物提供食物。 人们常把海洋中的浮游生物和     

触发和驱动第四纪冰期的机制是什么?

晚新生代地球环境演化的重要事件包括冰期气候和人类起源等,其中,冰期及其旋回问题受到广泛关注,但迄今没有被广泛接受的理论解释.地球构造活动诱发的地表风化强度和大洋环流变化,改变了大气CO_2含量和地表热量传输过程,其与地球运动轨道变化调制的太阳辐射量变化周期,包括地球轨道偏心率、黄赤夹角和岁差等,共同驱动了第四纪大冰期降临及旋回变化.其中,太阳辐射量变化起主导作用.在包括海陆配置、大气CO_2、洋流变化、岩石风化等达到临界点的背景下,太阳辐射量变化驱动着第四纪冰期气候旋回变化.在晚上新世,由于地表化学风化加强、深海沉积埋藏碳增多,使得大气中CO_2含量减少,温室气体效应减弱;加上高纬地区接受太阳辐射量降到临界值,高纬地区冰川发育并形成强大的反馈机制,北半球冰期来临并在之后发生了中更新世冰期气候转型.在上新世-更新世的古气候变化中,存在~400,100,41和23ka等周期,这是太阳辐射量变化驱动的结果;其中,大气CO_2和冰冻圈反馈起到重要的放大作用.近200年以来,人类急剧向大气中排放CO_2气体,增强了温室气体效应,可能改变冰期气候的趋向.     

植物的起源和进化:塑造自然的动力

正繁荣而多样的生物圈让地球成为茫茫宇宙中的一颗明珠。但在形成伊始,条件恶劣的地球上最早的原始生命只是一些构造简单的厌氧化能异养生物。随着营养方式发生改变,一部分原始生命进化为通过光合作用进行自养生活的原始藻类。这些原始藻类的出现从根本上推动了整个地球和生物界的发展和进化。原始藻类光合作用所释放的氧气使大气氧浓度增加,逐渐形成能够阻挡紫外线直接辐射的臭氧层,从而深刻改变了整个地球的生态环境。海洋中的原始     

超级大陆带给地球氧气

正一种假说认为:在地球漫长演化史中,超级大陆的形成对地球氧气起源也起到了至关重要的作用:随着超级大陆的形成,陆地面积变大,地壳侵蚀作用加大,火山性质发生变化(火山喷发更多发生在陆地而非水下),这些地质变化与海洋里的蓝藻一起,促使地球大气出现了更多氧气。     

探寻我国碳汇分布:从大气CO2探测入手

正二氧化碳(CO_2)是地球大气的重要组成部分,体积组分约占大气的0.04%.大气中的CO_2会产生较强的温室效应,含量过高将导致地表温度升高.自工业革命以来,人类对化石燃料的消耗,导致CO_2等温室气体被大量释放,超过了大自然的调节能力,导致残留在大气中的CO_2含量急剧上升,     

大气污染物与森林的衰减

越来越多的迹象表明,欧洲和北美洲的森林死亡和衰减是大气污染物的短途和长途迁移所致。森林对地球上的生命起着很多重要的作用。森林吸收和贮存水分,并经树叶的蒸腾作用将水分缓慢地散发到空中。这对保持大气和地面的水文平衡和调节气候意义十分重大。同时,森林既可缓和暴雨的危害,又可使远离海洋的地区保持一定的空气湿度。对于保持生态系统中CO_2和O_2的平衡与太阳能量的贮藏,森林也贡献卓著。它们通过光合作用,把CO_2和水转化成有机物质和O_2,提供了绝大多数生物体赖依生存的部分O_2。     

喜马拉雅山脉和藏南高原:大气CO_2的储藏地

正对全球气候变化施以重大影响的喜马拉雅山脉和青藏高原,在全球碳循环过程中究竟扮演何种角色?它究竟是向大气排放CO_2的"碳源",还是大量吸收大气CO_2的"碳汇"?当前一种主流观点认为:大气二氧化碳(CO_2)浓度的快速增加会产生温室效应,给人类的生存与发展带来极为严重的负面影响。一些影视作品,如《后天》、《2012》等以艺术形式将此观点进一步发扬光大,"全球变化"因此成为现代社会一个颇受关注的"热点"议题。深入认识地球历史时期大气圈CO_2浓度及其变化规律,无疑是理解现今大气圈CO_2浓度及其未来变化规律     

“大暖房”对南北世界的影响

矿物燃料的增长及对森林的毁坏,造成大气中二氧化碳急剧增加,整个地球形成了个“大暖房”。二氧化碳包围着地球,使得原来可以散入到空间的热量保留了下来。气象学家根据历史资料研究得出,自上个世纪中期以来,地球上的平均气温已升高了2℃。因此,降雨和农业布局将受到影响。英国东安格里亚大学气象学教授菲力浦琼斯(Philip Jones)认为,从广义上讲,这种气候条件会使大多数发展中国家受益。他解释道,多变的气候形态主要发生在两极地区,赤道两侧影响不大。地球北部发达的工业地区,其平均气温的上升超过了2℃;而在大多数发展中国家地区,平均气温上升很小。“大     

长期二氧化碳倍增对大豆、谷子叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响

由于矿物燃料的燃烧、森林的砍伐等原因,地球大气中的CO_2浓度连续地上升,在下世纪末可能将为现在的2倍。     

温室效应与作物高产

在对温室效应的罪魁 CO_2的一片声讨声中.植物学家却另有一个说法:大气中 CO_2浓度的增加对植物大有裨益。多少年来,在人类生存的历史长河里,大自然似乎始终玩弄着跷跷板的平衡魔术。近10年来,人类几乎将 CO_2打入深     

地球系统演化自组织理论与热动力模式

地球演化遵循特殊的非平衡、非线性物理学原理.地球之所以摆脱了行星共有的归宿——非平衡定态,跃迁到一个充满希望的非线性世界,是由于地球体系曾发生过一次来自内部的、随机的巨涨落。这次决定地球命运的巨涨落就是原始CO_2大气自发液化事件(干冰事件).建立在非平衡热力学理论和干冰假说基础上的地球系统演化理论与模式,使许多地球问题和复杂现象获得解释,同时也成功地建立了完整的地球演化重要事件的时间序列.     

原始核酸是生命的萌芽

28种分子构成生命最新的太阳系起源学说认为,原始地球产生时,接近地球表面的地幔是溶融着的,在地表上没有气体。从内部喷射出来的气体含有水蒸汽,地球变冷以后,这种水蒸汽就变成了海洋。气体的残余部分(如二氧化碳、一氧化碳和氮等)变成原始的大气,陆、海、空(大气)在地球史的最初期形成了。由实验可知,在这种大气中,一旦发生雷电及紫外光化学反应,就会形成氨基酸和核酸碱等生物化学物质。那么,所谓生命又是什么呢?生命的本质就是对自己执行自我复制,因此,对生命来说,最根本的物质就是执行遗传的核酸和决定代谢的蛋白质。这两