小麦和大豆叶片荧光参数对强光响应的差异

自然条件下高等植物的上层叶片经常受到强光的胁迫,尤其在晴天中午,光照强度远远超过叶片光合作用的饱和光强.为避免其光合器官被破坏,植物在漫长的进化过程中形成了一系列的保护机制,如改变叶片角度以减少所接受的光能,依赖叶黄素循环、光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心失活和PSⅡ循环电子传递的热耗散等.近年来,人们对于依赖叶黄素循环耗散掉过多激发能的保护机制研究得较多、较深入.但是,这种保护机制是否在所有植物中都能够发挥主要的作用呢?我们通过比较小麦和大豆叶片荧光参数对强光响应的异同,对这个问题进行了探讨.     

对鼠类的扩展测试

一只小老鼠可以改变其肌肉,以适应极端情况的需要。在慕尼黑环境与健康中心(GSF)的研发中心有一个德国鼠科医院,科学家们对鼠类的力量进行了测试。他们通过一种无痛的有效方法     

生态系统对全球变暖的响应

以温暖化为主要特征的全球气候变化对生态系统产生了深刻影响,是21世纪人类社会最为严重的挑战之一.作为地球表层的重要组成部分,生态系统是人类生存和发展的物质基础,其对全球气候变化的响应直接影响着地球和人类社会的未来.因此,生态系统对全球变化的响应成为全球变化科学的研究前沿和热点.全球温暖化会引起植物个体水平上生理生态过程的变化,也会改变种群、群落和生态系统水平上物种组成和结构的变化,最终可能引起一个地区生态系统类型的改变,并导致其生态系统功能发生转变.同时,生态系统的这种改变又会对全球变化产生反馈作用,减缓或者加剧气候变化的发生.由于地球表层系统的复杂性,对生态系统与全球变暖的相互关系进行深入持久的研究显得十分必要.     

粮食作物产量对气候变暖的响应

玉米、小麦和水稻是主要粮食作物,总收获面积和总产量分别占全球禾谷类作物的79%和90%.气候变暖导致主要粮食作物减产.玉米对气候变暖的敏感性高于小麦,温度升高1℃导致全球玉米减产3%~12%,小麦减产3%~9%;温度升高有利于中、高纬度地区水稻生产,但导致低纬度地区水稻减产.作物产量对气候变暖的响应呈非线性,当温度高于作物生长的适宜温度时,产量对气候变暖的敏感性随温度升高的幅度进一步增强.热带地区作物产量对气候变暖的敏感性高于温带地区;雨养农业区作物产量对气候变暖的敏感性高于灌溉农业区,灌溉可有效降低高温对作物产量的负面影响.大气CO_2浓度升高促进作物生长,CO_2施肥效应能在一定程度上补偿由于气候变暖导致的粮食作物减产.气候变暖导致粮食作物减产以及CO_2浓度升高促进作物生长已有共识,但对气候变暖下CO_2施肥效应的认知存在极大的不足,其主要原因是自然状态下CO_2浓度升高和增温对作物生长的交互作用的实验研究太少.未来研究重点应拓展FACE(free-air CO_2 enrichment)条件下的增温实验,通过不同CO_2浓度梯度下的增温实验,结合其他因子(水分、氮素等)的调控,精细量化不同条件下的CO_2施肥效应,并据此发展和完善作物模型,进而客观评估未来气候变暖情景下CO_2的施肥效应及其对作物减产的补偿作用.     

扩展生命的外围

在对其它有机体是致命的条件下,一群异常的细菌却能繁茂地生长,显示出地球上生命巨大的易变性和适应性.     

蜂群规模影响蜜蜂对食源的选择

对蜜蜂这种集体生活的昆虫来说,群体的决策和行动非常复杂.每个成员都有独立的行动,但个体的行动叠加起来,对整个蜂群是要有利的.在面对不断变化的生存环境时,整个蜂群是如何做决定的呢?     

智能扩展的展望

过去十年里,我们学到的有夫人类智能活动的知识比以往任何时期都更多。这种新知识导致了目前在人工智能计算机程序设计和执行方面的突破。研究的主攻方向是推理判断领域,目的是创造出“专家”知识库系统来扩展人类知识的应用。把一项重要的技术转变为人工地运用智能特性、算法语言、试探法和原函数的计算机程序和计算机系统结构,对于我们来说还刚刚起步。到目前为止,只能由人脑借助于“专家系统”的创建才能完成。     

全球闪电活动对气温变化的响应

在一个更暖的地球上雷电活动是增多还是减少? 这是一个备受人们关注、但还不十分清楚的问题. Reeve和Toumi指出: 全球陆地和北半球陆地闪电活动对1000 hPa湿球温度增加有灵敏的正响应(简称Reeve99). 是不是这种响应仅仅限于陆地或者仅仅对于湿球温度呢? 全球(包括陆地和海洋)闪电活动对全球地面气温变化的响应情况如何? 基于5年或8年星载OTD/LIS闪电观测资料和NCEP再分析资料, 对全球和区域闪电活动对温度改变的响应进行了再分析, 结果表明: 在年际时间尺度上, 全球总闪率对全球地面气温的变化是正响应的, 灵敏度为17±7% K^-1; 全球陆地和北半球陆地季平均的闪电频次对地面气温和湿球温度增加也有灵敏的正响应, 灵敏度约为13±5% K^-1, 响应灵敏度比Reeve99的估计值40% K^-1要低; 但在南半球、热带等其他区域, 季平均的闪电频次与地面温度年际变化之间无明显 相关.     

青藏高原生态系统对气候变化的响应及其反馈

近几十年来,青藏高原正经历快速的气候变化,高原生态系统因此发生了深刻变化,并对周边地区产生了深远影响.本文围绕青藏高原生态系统结构和功能对气候变化的响应与反馈这一主线,系统总结了气候变化对物候、高山树线、生物多样性、植被生产力和生态系统碳汇功能的影响,阐述了青藏高原植被变化对区域气候的反馈及对亚洲季风的远程影响的研究进展.主要结论如下:气候变暖导致植被返青期总体提前,高原树线位置上升,高寒草原植物物种丰富度和多样性下降;气候变暖总体促进了高原植被生产力、增强了生态系统碳汇功能,但受限于土壤极大的空间异质性和对深层土壤碳动态理解的匮乏,目前对高原土壤碳库及土壤碳汇功能大小的估算仍具有较大不确定性.同时,青藏高原植被变化对近地表气温产生"负反馈"作用;植被活动增强还对东亚季风产生远程影响,导致我国东部夏季降水变化呈现"华南增加-长江黄河中间区域减少"的空间分异格局.未来的研究需要在完善观测体系基础上,加强对高寒生态系统对气候变暖的适应机理及生物地球物理反馈等过程的认知,为优化生态系统管理和保障青藏高原的生态安全提供理论基础.     

长江口水下地形演变对三峡水库蓄水的响应

三峡水库蓄水对长江河口水下地形演变的影响,近年已日趋成为研究热点.但已有研究多受到水下地形数据范围和精度的限制,在一定程度上制约了长江口区域地形演变对三峡水库蓄水响应的客观认识.利用始于三峡蓄水前的2002年,截至2013年的5个代表性年份的长江口全区实测水下地形数据,通过构建水深-累积面积曲线和冲淤通量计算及与三峡水库和大通站输沙量的对比,揭示了三峡蓄水后长江口全区水下地形演变规律及其对三峡水库蓄水的响应,为判别三峡水库对长江口的影响提供了更客观和直接的证据.研究结果显示,长江口在三峡蓄水影响下的总体演化格局为:以?6.4 m水深线为界,近岸以淤积为主,远岸以侵蚀占主导,?19 m水深线以深水域水下地形相对稳定,受水动力影响较小.这种趋势到2013年发生显著变化,海床侵蚀明显加剧.总体而言,研究区于2002~2007年间发生由淤积主导向侵蚀为主的转变,且2007年后侵蚀趋势加剧,相比三峡蓄水前的2002年,2013年长江口侵蚀泥沙超过10亿t.2007~2011年间长江口冲淤量变化趋势与三峡水库出库输沙量及大通站年输沙量呈极好的线性正相关性,判别系数在0.99以上,说明2007年后三峡蓄水对长江口区域演化具有控制性作用,而2013年研究区海床侵蚀的加剧,还与长江口外和苏北海岸带泥沙补给受到限制有关.     

现实的虚拟和扩展

现实世界中的一切事物本来就是丰富多彩的,如果将它们再装备上一套现代设置进行虚拟和扩展,则各种信息将源源不断地进入我们的视野。那么,人们身边的一切就会变得更加有趣和完美,人类社会将进入一个更高的境地。“电子猩猩”受人喜爱美国亚特兰大动物园展出的虚拟“电子猩猩”,非常惹人喜爱。这些奇特的“动物”是由佐治亚理工学院的科研人员研制的。他们通过开发这种电脑控制的猿及其所在的环境,来表明和展示大猩猩群栖场所的复杂性。为了使其一举一动符合大猩猩的真实生活,程序编制人员参阅了大量的资料和这家动物园里大猩猩的录像片。根…     

极光亚暴对太阳风压强激波的响应

研究了Polar对ISTP卫星观测的两个极光亚暴事件,此两事件与日冕物质抛射相关的太阳风压强微波到达地球有关。提出太阳风压强激波经过地球时,沿途冲击磁层顶激发磁流体快波,快Alfven波横越具有较高局地Alfven速度的磁尾尾瓣,将压缩效应迅速传递到内磁层及等离子体片,在1－2min内建立起强越尾电流,进而触发磁层亚暴。     

林带迎风防护区中风速分布的模拟研究

近地层大气中的林带在迎风区产生一定的防风效应,这个基本事实已为一些观测实验证明。近十多年来国内外的工作已初步得到林带背风防护区中风速分布的模式,而林带迎风防护区中风速分布规律的研究中迄今尚未见到公开发表的经验的或理论的模式。本文试     

典型陆地生态系统对气候变化响应的定量研究

森林、农田和草地生态系统对气候变化响应定量研究进展的综合分析表明:近一个世纪以来的森林、农田和草地生态系统对气候变化有很强的响应,诸多生态系统类型的组成、结构和分布已发生了显著变化;由于病虫害、极端气候频发,植物物种的死亡率增加、生产力出现下降趋势;典型陆地生态系统对气候响应的未来情景分析结果表明,高海拔地区和高纬度地区的生态系统类型的结构、分布、物种和生产力将发生较大变化;然而,由于生物群落的相互作用,各种生态系统对气候变化的响应很复杂,目前人类对典型陆地生态系统变化的认识仍然处在很初级的阶段.尤其是在气候变化对植物物种的影响、干旱和极端事件的后果以及病虫害的影响等方面,还没有明确的结论;根据目前的研究积累,还无法给出气候变化对典型陆地生态系统影响的综合定量评估,需要改进区域气候模拟,尤其是降雨量的模拟,需要提高植物物种对气候、病虫害和大气成分响应的认识.以典型陆地生态系统对全球气候变化响应机理研究成果为基础、集成空间对地观测数据和地面实测数据的多尺度生态系统动态模拟分析平台,到目前为止,仍是亟待填补的空白.     

对城市文脉主义的认识

文章介绍了文脉主义的概念和背景,发现当代城市建设中存在的城市特色消失、地方文脉中断的问题,提出城市文脉延续的必要性,分析认识城市建设中文脉主义倾向的案例,从中得到一些对于当代城市建设的启示。     

对现代化城市的科普理论思考

公众科学素养是城市文明的重要内涵,也是城市综合竞争力的重要基础。大力开展城市科普工作是提高公众科学素养水平的重要途径。去年在上海举行的首届"城市科普发展国际论坛"中,中外专家从不同角度阐述了"城市科普发展"的模式、经验及思考,给城市科普工作发展带来崭新的理念。本期摘录了几位专家在此次论坛上的精彩观点,以飨读者。     

规模巨大的古代冰库

我国冰库的历史至少已有3000年以上。据史籍记载,西周时期的冰库就已颇具规模,当时称之为"凌阴",管理冰库的人则称之为"凌人"。《周礼·天官·凌人》载:"凌人,掌冰。正岁十有二月,令斩冰,三其凌。"这里的"三其凌",即以预用冰数的3倍封藏。西周时期的冰库建造在地表下层,并用砖石、陶片之类砌封,或用火将四壁烧硬,故能具有较好的保温效果。当时的冰库规模已十分可观。1976年,考古人员曾在陕西秦国雍城故址发现一处秦国凌阴,容冰量可达190m~3。当然,这还不是最大的冰库。     

规模巨大的古代冰库

我国冰库的历史至少已有3 000年以上.据史籍记载,西周时期的冰库就已颇具规模,当时称之为"凌阴",管理冰库的人则称之为"凌人".《周礼·天官·凌人》载:"凌人,掌冰.正岁十有二月,令斩冰,三其凌."     

规模巨大的古代冰库

我国冰库的历史至少已有3000年以上。据史籍记载,西周时期的冰库就已颇具规模,当时称之为“凌阴”,管理冰库的人则称之为“凌人”。《周礼·天官·凌人》载：“凌人,掌冰。正岁十有二月,令斩冰,三其凌。”这里的“三其凌”,即以预用冰数的3倍封藏。西周时期的冰库建造在地表下层,并用砖石、陶片之类砌封,或用火将四壁烧硬,故能具有较好的保温效果。当时的冰库规模已十分可观。1976年,考古人员曾在陕西秦国雍城故址发现一处秦国凌阴,容冰量可达190m^3。当然,这还不是最大的冰库。