摘要:碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,CCS)是应对全球气候变化、实现煤炭清洁利用的有效手段之一,但是地质封存的CO2存在泄漏的风险,可能对农田生态系统产生重大威胁,影响我国粮食安全。根系生长是地上部和地下部相互作用、相互促进的统一过程,其形态特征对作物生产力有显著影响,但CCS泄漏对植物根系的影响评估尚不多见。本文以玉米为研究对象,采用盆栽底部通入CO2的方法模拟不同CO2泄漏情景,研究CK(0 g m-2 d-1)和G1000(1000 g m-2 d-1)和G2000(2000 g m-2 d-1)三种泄漏情景下CO2对玉米根系形态的影响。结果表明:CO2泄漏对玉米根系形态有明显的影响,随着泄漏量的增大总根长从40290.81 cm减少至21448.18 cm,减少46.77%,其中细根大幅减少;CO2泄漏造成玉米明显减产,最大减产率达26.64%;玉米的地上部生物量较地下部生物量对CO2泄漏更加敏感。综合来看,随着CO2泄漏量增大,对玉米根的生长、地上部生物量、地下部生物量以及产量有显著的抑制作用。作物根系形态对封存CO2泄漏的响应可为CCS泄漏监测和生态修复提供系统科学依据。
Abstract:Carbon capture and storage (CCS) is an effective technology to address climate change and achieve clean utilization of coal. However, high risk of CO2 leakage from geo-structure still exists, which may pose a threat to farmland ecosystem and food security in China. Root growth is a unified process of interaction and mutual promotion between the upper and underground parts, and the morphological characteristics of root in soil has a great impact on crop productivity. However, the assessment on the effects of CCS leakage on plant roots is rarely reported. In this paper, maize was selected to reveal the response of crop to CO2 leakage by pot experiment. Three treatments, CK (0 g m-2 d-1), G1000 (1000 g m-2 d-1), and G2000 (2000 g m-2 d-1) were designed to simulate different scenarios of CO2 leakage by controlling flux of CO2 at the bottom of pot. The results showed:CO2 leakage had a significant effect on the root morphology of maize. The total root length decreased from 40290.81 cm to 21448.18 cm with increase of CO2 leakage, reduced by 46.77%, of which the fine root decreased greatly. The yield of maize decreased significantly under CO2 leakage treatments, the maximum yield reduction was 26.64%. The aboveground biomass was more sensitive than underground biomass under CO2 leakage. With the increase of CO2 leakage, there was a significant inhibition effect on the root development, aboveground biomass, underground biomass, and yield of maize. The responses of crop root morphology to CO2 leakage provide scientific basis for CCS leakage monitoring and ecological restoration.
PDF全文下载地址:
https://www.ecologica.cn/stxb/article/pdf/stxb201805311201
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
地质封存CO2泄漏对玉米根系形态的影响
本站小编 Free考研考试/2021-12-31
相关话题/作物 科学 系统 生态 过程
生物多样性维护生态保护红线划定方法对比
摘要:科学地评价区域内生物多样性维护功能重要性是生态保护红线划定中的重要环节,目前在生态保护红线划定导则中,推荐了NPP(净初级生产力,NetPrimaryProductivity)法和物种分布模型法,其中NPP法因其所需因子较少、计算简便得到广泛应用,物种分布模型法因所需因子较多、计算繁琐,应用较 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31参照点位法下的参照状态在草原生态系统损害基线判定中的应用分析
摘要:生态环境损害基线的判定是环境损害鉴定与评估的基础与前提。参照点位法作为目前损害基线判定中使用最为广泛的方法之一,有效弥补了历史数据不完善的问题。在基线判断的过程中,参照点位选择的不同,会导致判定基线的参照状态不同,进而影响对人类干扰程度的判定和损害基线的基准值的设定。但目前缺乏统一的对草原生态 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31西南地区生态系统服务价值时空演变及模拟预测
摘要:生态系统服务价值(ESV)分析对构建生态安全格局和实现区域可持续发展具有决定作用,为揭示西南地区ESV过去-现在-未来时空演变规律,运用ESV计算体系对西南地区2005-2015ESV动态演变进行定量分析,采用Logistic-CA-Markov耦合模型预测2025年ESV格局。结果表明:(1 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31山区茶园“生产-生态-生活”耦合及其技术对策
摘要:通过下乡调研,总结并分析福建省山区茶园成功的经验与面临的挑战;主要针对山地茶园存在水土流失与茶园经营单一及生产质量有待提高等突出问题,结合红壤山地生态复合茶园的研究成果,提出了新时期发展山区"生产-生态-生活"耦合茶园(简称"三生")的总体思路,阐述了"三生"耦合茶园的理论内涵,其是按照生态经 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31台风灾害下海岸带城市社会-生态系统脆弱性评估——大数据视角
摘要:2016年莫兰蒂台风对厦门城市社会-生态系统造成重创,该系统在灾害影响下的脆弱性成为亟待研究的重要问题。基于新浪微博平台进行大数据挖掘,结合统计年鉴及空间基础数据,建立台风灾害影响下基于暴露-敏感-应对-恢复力体系的海岸带城市社会-生态系统脆弱性指标体系,评估灾前灾后台风对厦门不同地区的影响; ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31生态系统服务权衡与协同关系及驱动力——以江苏省太湖流域为例
摘要:生态系统服务权衡与协同关系研究是生态系统综合管理的前提。以太湖流域江苏省为例,通过空间显示的生物物理模型计算氮、磷净化、水量供给及土壤保持4种服务指标,借助GIS空间分析表征氮、磷指标与其他指标之间关系,并利用多元Logistic模型定量识别主导驱动力。结果表明:2000到2010年间,各指标 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植被恢复模式对石漠化生态系统碳储量的影响
摘要:为揭示石漠化生态系统碳储量对植被恢复模式的响应,在广西天等县中度石漠化山地,研究了吊丝竹纯林(DendrocalamusminorD)、任豆纯林(ZeniainsignisZ)、任豆、蚬木(Buerretiodendronhsienmu)和顶果木(Acrocarpusfraxinifolius ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31生态基础设施的定义、内涵及其服务能力研究进展
摘要:生态基础设施是保持、改善和增加生态系统服务必备的一系列条件和组合,其类型包括城市绿地、湿地、农田、生物滞留池、绿色屋顶等自然和半自然系统,是城市可持续发展的重要保障和支撑。生态基础设施的功能是保障城市生态功能正常运行,并且其居民持续地获得生态服务。对生态基础设施的定义和内涵进行了辨析,分别从区 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31中国喀斯特生态保护与修复研究进展
摘要:喀斯特生态系统是地球表层系统的重要组成部分。我国西南喀斯特地区以高强度农业活动为主,人地矛盾尖锐、石漠化严重,是我国最大面积的连片贫困区。在国家科技计划项目等的持续支持下,我国围绕喀斯特区生态修复与石漠化治理,系统开展了喀斯特生态保护与修复基础理论、技术研发、产业示范等研究,在喀斯特生态系统退 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31东北亚地区鼩鼱科动物分子生态学研究进展
摘要:在东北亚地区(中国的东北地区和内蒙古东北部、日本、朝鲜半岛、蒙古国、俄罗斯的远东地区)具有较为丰富的鼩鼱科类群。分子生物学方法的快速发展,使东北亚地区鼩鼱科动物分子生态学研究不断深入。对鼩鼱科动物的分子系统发育、遗传多样性和分子系统地理学等分子生态学内容进行了综述。提出鼩鼱科动物分子生态学研究 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31