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高浓度CO2对东南景天生长和镉积累的影响及机制研究

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高浓度CO2对东南景天生长和镉积累的影响及机制研究

作者：狄贞珍浙江大学

学位级别：硕士

土壤重金属污染日益加剧,严重威胁农产品安全和人体健康,成为困扰现代社会的主要环境问题之一。另一方面,由于人类大量使用石油、煤炭以及大量砍伐森林等,使大气中二氧化碳浓度不断升高。自然生态系统中,大气CO2浓度的升高和土壤重金属... 详细信息

土壤重金属污染日益加剧,严重威胁农产品安全和人体健康,成为困扰现代社会的主要环境问题之一。另一方面,由于人类大量使用石油、煤炭以及大量砍伐森林等,使大气中二氧化碳浓度不断升高。自然生态系统中,大气CO2浓度的升高和土壤重金属污染往往同时存在,二者的互作必将对植物的生长和重金属吸收积累产生深刻影响。东南景天（Sedum alfredii Hance）是我国原生的进行景天酸代谢（CAM）的锌/镉超积累植物,是用于重金属污染土壤植物修复的良好材料。本文采用水培和土培等方法,运用根系扫描、调制叶绿素荧光、PCR-DGGE. ICP-MS等技术手段,较系统地研究了超积累植物东南景天对高浓度CO2（800μL L-1）的响应特征,探讨高浓度CO2对东南景天根系形态、光合作用、根际生态特征的影响及其与镉积累之间的关系,为预测重金属污染条件下,CO2浓度升高对植物生长带来的潜在影响提供科学参考。同时为利用CO2施肥强化重金属污染土壤植物修复提供理论支持。本研究取得的主要研究结果如下：一、采用水培和土培试验,研究了高浓度CO2对超积累植物S. alfredii生物量、根系生长、矿质养分吸收和镉积累的影响。试验结果表明,不同镉浓度条件下,高浓度CO2均明显促进东南景天的生长,地上部和根系生物量分别比对照（350μL L-1）提高24.6%-36.7%和35.0%-52.1%,根冠比提高10.7%-18.4%。50μM镉浓度条件下,高浓度CO2处理的植株根系总长度、根系表面积、根系体积、根尖数量分别增加31.5%、50.5%、35.0%和23.8%。高浓度CO2显著促进东南景天细根（直径介于0-0.1mm的根系）的生长,尤其是侧根和根毛的发育,从而显著提高根系表面积,促进植物对矿质养分和镉的吸收。高浓度CO2通过增加S. alfredii地上部的生物量（24.6%-36.7%）和地上部的镉浓度（2.7%-17.1%）,进而增加S. alfredii对镉的总提取量（37.5%-41.2%）,并有利于提高S. alfredii在镉污染土壤中对镉的提取效率（34.2%-48.3%）。本研究表明利用CO2施肥提高S. alfredii对重金属污染土壤的修复效率是可行的。二、采用水培和土培试验,研究了高浓度C02对超积累植物S. alfredii光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、呼吸速率、量子效率、羧化效率和叶绿素荧光参数的影响。试验结果表明,与对照CO2（350μL L-1）处理相比,不同镉浓度条件下,高浓度CO2显著增加了S. alfredii的净光合速率Pn（105%-149%）和最大净光合速率Pnmax （38.8%～63.0%）,提高碳固定效率。另一方面,不同镉浓度条件下,高浓度CO2显著降低了S. alfredii的暗呼吸Rd（17.4%-67.3%）和光呼吸Lcp（38.0%-75.8%）,降低了碳损耗。不同镉浓度条件下,高浓度C02使S. alfredii的光合羧化效率降低（11.1%-22.7%）而量子效率增加（20.0%-34.8%）。50μM镉浓度条件下,高浓度CO2显著增加了***的有效量子产量（Φ（Ⅱ））. PSⅡ最大量子产量（Fv/Fm）和最大光合能力（Pm）。本研究表明,高浓度C02条件下,S. alfredii对光合作用的控制由羧化速率控制转为电子传递速率控制,并通过增强S. alfredii的光合电子传递活动,促进S. alfredii的碳积累,从而促进其在镉污染土壤中生长和生物量增加;高浓度CO2增强了镉污染条件下的光系统Ⅱ活性,使S. alfredii更好地适应镉污染环境,从而为其提高对镉的积累提供良好的生理基础。三、通过盆栽试验研究了高浓度CO2对东南景天根系生物量、根际碳氮含量、根际微生物量和多样性以及根际土壤中镉、锌有效态含量的影响。试验结果表明,镉锌复合污染条件下,东南景天根际土壤中可溶性有机碳含量（DOC）都比未种植物的土壤中高,但两种CO2水平间DOC含量均无显著差异。然而高浓度CO2却使超积累生态型东南景天根际土壤中的可溶性总氮（TSN）含量显著减少13%。CO2浓度升高后,东南景天根际土壤的pH值有降低趋势。PCR-DGGE分析表明,高浓度C02使东南景天根际土壤细菌多样性有增加趋势,而根际土壤微生物量无显著影响。与对照C02（350μL L-1）处理相比,高浓度CO2使超积累生态型东南景天根际土壤中的有效态镉、锌含量分别提高16.6%和5.9%,但对非超积累生态型东南景天根际土壤中的有效态镉、锌影响不显著。本研究表明,高浓度CO2对稳定态碳（如根系）的贡献比对可溶性碳的贡献大,高浓度CO2可能通过增加根际微生物多样性和营造根际酸性环境来活化镉和锌,从而促进东南景天

关键词：二氧化碳浓度升高东南景天植物修复镉根系光合根际

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太湖湖心区的痕量金属历史沉积过程研究

环境科学学报 2015年第9期35卷 2867-2874页

作者：狄贞珍高泽晋张洪单保庆中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院大学北京100049 南京师范大学南京210046

以太湖湖心区的沉积物为研究对象,解析了湖心区痕量金属的沉积通量年变化,探明了湖心区痕量金属的历史沉积情况.结果表明：湖心区各样点沉积物的沉积速率从1950年以前的（0.032±0.023）g·cm-2·a-1缓慢递增到1980前后的（0.076±0.030... 详细信息

以太湖湖心区的沉积物为研究对象,解析了湖心区痕量金属的沉积通量年变化,探明了湖心区痕量金属的历史沉积情况.结果表明：湖心区各样点沉积物的沉积速率从1950年以前的（0.032±0.023）g·cm-2·a-1缓慢递增到1980前后的（0.076±0.030）g·cm-2·a-1,1980年后突增明显,在2000年后达到（0.185±0.132）g·cm-2·a-1.湖心区沉积物中8种痕量金属（钒、铬、镍、铜、锌、砷、镉和铅）的含量年变化没有明显递增趋势,在20世纪80年代（对应沉积柱4～9 cm深度处）前后相差不大（变幅小于20%）.但8种金属元素的沉积通量随时间推进而递增,与1980年前相比,金属沉积通量在1980年后突增倍数达到11倍以上.金属沉积通量与沉积物的沉积速率显著正相关,并与20世纪20年代以来太湖流域社会经济发展形势相一致.1980年后8种痕量金属沉积总量在湖心区西部最大,而沉积物沉积速率对湖心区南部的痕量金属沉积总量贡献最大.通过金属沉积通量可以更全面地研究太湖重金属的历史沉积过程和人为活动的干扰效应。

关键词：太湖湖心区重金属沉积过程 210pb 外源输入影响因素

不同钾水平对苗期玉米铬的吸收和生理特性的影响

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农业环境科学学报 2009年第11期28卷 2246-2250页

作者：李国军李华狄贞珍刘蕾山西大学环境与资源学院山西太原030006

采用溶液培养的方法,研究了不同钾素水平对苗期玉米地上、地下部铬的吸收、转运及其生理特性的影响。结果显示,在六价铬作用下,玉米幼苗的各项生理指标均受到一定的影响,生物量随着铬浓度的升高而呈现降低趋势。在铬浓度0-100μmol.L^-... 详细信息

采用溶液培养的方法,研究了不同钾素水平对苗期玉米地上、地下部铬的吸收、转运及其生理特性的影响。结果显示,在六价铬作用下,玉米幼苗的各项生理指标均受到一定的影响,生物量随着铬浓度的升高而呈现降低趋势。在铬浓度0-100μmol.L^-1之间,植株地上、地下部六价铬的含量随外界铬处理浓度的增加而增加,在100μmol.L^-1时,铬含量达到最大;叶绿素含量、根系活力随六价铬浓度的增加而降低,在100μmol.L^-1时,叶绿素、根系活力最小;丙二醛（MDA）含量呈先降低后上升趋势,在40μmol.L^-1时,丙二醛含量最小。钾素可缓解重金属铬对玉米幼苗的毒害作用,在400-1 600μmol.L^-1之间,不同钾水平处理均可显著减少玉米幼苗地下部对铬的吸收,钾浓度为1 600μmol.L^-1时,铬含量最小。随着钾浓度的提高,叶绿素含量、根系活力都增加,但丙二醛（MDA）含量变化没有呈现明显的规律。值得注意的是,当溶液中铬浓度在0-20μmol.L^-1之间时,地上部铬含量随着钾浓度的增大而逐渐减小,当铬浓度为40-100μmol.L^-1时,随着钾浓度的增大而呈增加趋势,说明高浓度铬处理时,钾可不同程度地促进铬由地下向地上部的转运。

关键词：玉米苗期钾铬

双碳目标背景下电力集团储能电站与传统能源碳减排投资决策

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管理工程学报 2025年第1期 214-226页

作者：宋明珍谢吉青孔令丞谢家平上海财经大学商学院新疆财经大学工商管理学院华东理工大学商学院

为有效调整电力集团能源结构以支撑我国双碳目标的实现,电力集团储能电站与传统能源碳减排(CCUS机组)投资决策研究已成为当下亟待研究的热点问题。为此,本文同时考虑风电间歇性与高峰期电力需求存在随机波动情景,将分时定价研究框架运... 详细信息

为有效调整电力集团能源结构以支撑我国双碳目标的实现,电力集团储能电站与传统能源碳减排(CCUS机组)投资决策研究已成为当下亟待研究的热点问题。为此,本文同时考虑风电间歇性与高峰期电力需求存在随机波动情景,将分时定价研究框架运用至储能电站与CCUS机组联合投资决策模型构建中,以研究不同策略下电力集团储能电站或CCUS机组最优投资决策与最优策略选择。研究发现:(1)各投资策略均存在最优容量水平,但需要储能电站与CCUS机组单位投资成本、CCUS机组单位运营成本满足一定上限条件,且最优容量受化石能源消费占比约束影响明显;除碳价较低且CCUS机组单位运营成本偏高情形外,联合投资(ST)策略始终是利润视角下的最优投资策略。(2)提高碳价、降低峰谷电价差值会提升最优投资容量,较高的发电与运营成本将降低最优CCUS机组容量;投资储能电站能够降低减排强度阈值,对CCUS机组产生一定的减排挤出效应。(3)当电力需求价格敏感度偏高且峰谷电价差值较大、碳价与CCUS机组单位运营成本同步增加、单位投资成本差异较大时,单一投资(NT或SN)策略碳排放水平最低,否则,ST策略始终为最优投资策略。

关键词：容量决策储能 CCUS机组双碳目标电力集团

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高职院校产教融合能力内涵、评价与建设

高等工程教育研究 2025年第1期 139-145页

作者：杨晓珍施星君毛海舟浙江工贸职业技术学院

对于当前产教融合存在的实践困境，高职院校与其抱怨外部环境或机制制约，不如主动提升自身产教融合能力。产教融合能力是高职院校能够具备高水平推进产教融合工作并达到预期目标的条件、资质和内在要求，包含组织能力、场域能力和动态... 详细信息

对于当前产教融合存在的实践困境，高职院校与其抱怨外部环境或机制制约，不如主动提升自身产教融合能力。产教融合能力是高职院校能够具备高水平推进产教融合工作并达到预期目标的条件、资质和内在要求，包含组织能力、场域能力和动态能力。基于此建构了3个维度、7个子类、23个指标、70个观测点的评价指标体系，并以浙江省内20所高职院校为例测度综合产教融合能力与产教融合投入效率，结果具有一定实际价值。鉴于此，高职院校产教融合能力建设不仅要“修炼内功”,提升自身“硬实力”和“软实力”,更要着力增强场域能力和动态能力，以提升在产教融合场域中的“巧实力”。

关键词：高职院校产教融合能力评价

深度学习视角下幼儿科学活动的设计与实施策略研究

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名师在线（中英文） 2025年第1期 45-47页

作者：廖静贞福建省莆田市荔城区黄石中心幼儿园

幼儿科学活动是科学领域教育的重要组成部分,其兼具培养幼儿探究思维、提升幼儿科学素养等教育任务。将深度学习理念融入该活动中,可促进幼儿能力及教育质量的同步发展。基于此,文章先简述了“幼儿深度学习”与“幼儿科学活动”的概念,... 详细信息

幼儿科学活动是科学领域教育的重要组成部分,其兼具培养幼儿探究思维、提升幼儿科学素养等教育任务。将深度学习理念融入该活动中,可促进幼儿能力及教育质量的同步发展。基于此,文章先简述了“幼儿深度学习”与“幼儿科学活动”的概念,并全面分析了在幼儿科学活动中进行深度学习的意义,而后结合教育实例,围绕“学习热情”“探究思维”“学习动态”“兴趣导向”四个方面,对教学工作提出了几点可行之策,以供幼儿教育工作者参考。

关键词：幼儿园深度学习科学活动

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我国应急能力提升信息化建设初探

灾害学 2025年第1期40卷 135-139,152页

作者：肖甜甜张志王毅王棚飞狄瑞晟邢晓毅应急管理部大数据中心北京100013

围绕“大安全、大应急”框架,在分析了国内外应急管理信息化建设的进展后,结合我国应急管理信息化的现状和国际发展趋势,通过复盘2021年7月河南郑州“7·20”特大暴雨灾害与2023年7月京津冀地区洪涝灾害应急处置过程,发现主要存在灾害... 详细信息

围绕“大安全、大应急”框架,在分析了国内外应急管理信息化建设的进展后,结合我国应急管理信息化的现状和国际发展趋势,通过复盘2021年7月河南郑州“7·20”特大暴雨灾害与2023年7月京津冀地区洪涝灾害应急处置过程,发现主要存在灾害预警响应、统一指挥调度和综合研判能力不足三大问题。提出构建灾后应急管理“神经网络”“血管脉络”“骨骼肌肉”“五脏六腑”总体建设思路,采用基于感传知用的“四横四纵”系统架构,贯穿灾害监测、预警、响应、处置全过程,并针对实战中存在的问题提出了加强与多部门数据共建共享共用机制,制定应对方法,构建灾后应急能力提升体系,提升应急处置效能及防灾减灾救灾水平。

关键词：应急管理信息化系统架构郑州“7·20”特大暴雨灾害京津冀洪涝灾害

产科教贯通赋能职业本科物联网创新人才培养体系分析与探索

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现代职业教育 2025年第1期 65-68页

作者：秦贞华浙江机电职业技术大学

随着经济社会发展和产业不断转型升级，对高素质技术人才的需求日益增加，职业本科教育迎来新的发展机遇和挑战。以当前职业本科物联网专业人才培养存在的不匹配和不适应问题为出发点，基于产教融合、科教融汇的指导思想，从创新人才培... 详细信息

随着经济社会发展和产业不断转型升级，对高素质技术人才的需求日益增加，职业本科教育迎来新的发展机遇和挑战。以当前职业本科物联网专业人才培养存在的不匹配和不适应问题为出发点，基于产教融合、科教融汇的指导思想，从创新人才培养目标定位、具体优化策略和实施路径等方面，提出职业本科物联网创新人才培养策略，为职业本科物联网人才培养提供了新的思路与实践框架，为举办职业本科教育的院校提供理论借鉴。

关键词：职业本科物联网人才培养产科教贯通创新人才

柳江盆地髫髻山组凝灰岩地球化学与熔体包裹体水含量特征

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岩矿测试 2025年第1期44卷 88-101页

作者：赵汇珍陈勇涂聪冯艳伟中国石油大学(华东)深层油气全国重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026

水作为岩浆体系中最主要的挥发组分,对岩浆的形成和演化有重要的影响,柳江盆地髫髻山组岩浆岩是燕山期火山活动的重要产物,尽管前人对其地球化学特征进行了大量研究,但关于柳江盆地燕山期岩浆中的水含量仍不清楚。熔体包裹体记录了原始... 详细信息

水作为岩浆体系中最主要的挥发组分,对岩浆的形成和演化有重要的影响,柳江盆地髫髻山组岩浆岩是燕山期火山活动的重要产物,尽管前人对其地球化学特征进行了大量研究,但关于柳江盆地燕山期岩浆中的水含量仍不清楚。熔体包裹体记录了原始岩浆信息,是获取岩浆水含量特征的最直接样品。本文基于全岩地球化学分析,利用标准样品建立了显微激光拉曼光谱定量熔体包裹体水含量的标定曲线,并对柳江盆地髫髻山组下部流纹质岩屑-晶屑凝灰岩中石英斑晶内的原生熔体包裹体进行了水含量定量分析。结果表明:髫髻山组下部凝灰岩样品具有富Si、Al、大离子亲石元素富集、高场强元素亏损、轻稀土富集、重稀土亏损、负Eu异常、Sr含量低等特点;熔体包裹体中水含量的定量分析结果为0.99%~4.98%,平均水含量为2.62%,与前人统计的酸性岩浆水含量基本一致。地球化学特征和熔体包裹体水含量分析结果共同揭示了研究区髫髻山期早期为富水酸性岩浆。结合髫髻山期样品的熔体包裹体水含量测定结果及其早期的大规模火山喷发背景,本文认为岩浆中高含水量增强了岩浆系统的喷发动力,是诱发研究区髫髻山期早期大规模火山爆发的有利因素之一。

关键词：柳江盆地髫髻山组凝灰岩熔体包裹体水含量显微激光拉曼光谱法