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环境工程学报 2018年第12期12卷 3511-3519页

作者：周军彭媚陈薇李馨怡李湘洲中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

为了探索药用虎杖加工剩余物资源的合理化利用途径,以药用虎杖的秸秆、根和药渣为研究对象,利用热重分析法(TGA)研究了三者的热解特性及其动力学规律,利用Py-GC-MS技术研究了秸秆、根和药渣在快速裂解条件下的产物分布及热裂解机理。结... 详细信息

为了探索药用虎杖加工剩余物资源的合理化利用途径,以药用虎杖的秸秆、根和药渣为研究对象,利用热重分析法(TGA)研究了三者的热解特性及其动力学规律,利用Py-GC-MS技术研究了秸秆、根和药渣在快速裂解条件下的产物分布及热裂解机理。结果表明:虎杖秸秆、根和药渣的热解过程主要分为干燥、主失重和炭化3个阶段;采用Coats-Redfern法对三者的热解动力学进行了分析,获得了虎杖秸秆、根和药渣的热解动力学机理函数,热解动力学机理分别为三维扩散Jander机理、2级化学反应机理和二维扩散Valensi机理,其热解活化能分别为113.87、64.49和28.16 kJ·mol^(-1)。快速热裂解产物表明,中药加工剩余物在热裂解制备乙酸、糠醛及酚类化合物等精细化学品方面具有一定的开发前景。

关键词：虎杖剩余物化学组成热解特性热重分析快速热裂解

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铅锌矿渣污染胁迫下苦楝光合-CO2响应过程及其模拟

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中南林业科技大学学报 2020年第6期40卷 111-121页

作者：易玄凯康慧何志祥黄鑫浩朱凡中南林业科技大学湖南长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室湖南长沙410004

【目的】研究乡土树种苦楝Melia azedarach在铅锌矿渣污染胁迫下的光合-CO2响应过程,了解乡土树种在铅锌矿渣污染下生长适应潜力。【方法】设置对照(100%土壤)和铅锌矿渣按质量比添加的3种处理(10%矿渣+90%土壤、25%矿渣+75%土壤、50%矿... 详细信息

【目的】研究乡土树种苦楝Melia azedarach在铅锌矿渣污染胁迫下的光合-CO2响应过程,了解乡土树种在铅锌矿渣污染下生长适应潜力。【方法】设置对照(100%土壤)和铅锌矿渣按质量比添加的3种处理(10%矿渣+90%土壤、25%矿渣+75%土壤、50%矿渣+50%土壤),栽植苦楝一年后,测定并采用叶子飘的直角双曲线修正模型和FvCB生化模型模拟铅锌矿渣污染胁迫下苦楝光合-CO2响应过程。【结果】铅锌矿渣处理对苦楝叶片CO2响应过程影响显著,直角双曲线修正模型模拟发现铅锌矿渣的处理导致苦楝叶片初始羧化效率(CE0)、最大净光合速率(Pnmax)、CO2饱和点(Cisat)均显著下降,CO2补偿点(Cic)显著升高,且随矿渣处理水平的提高和时间的延长,影响程度逐渐增大。铅锌矿渣污染胁迫下苦楝叶片光合速率的下降主要由非气孔限制因素导致。FvCB模型模拟发现铅锌矿渣的处理导致苦楝叶片最大羧化效率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖转运速率(Tp)和叶肉细胞导度(gm)显著下降,生化限制在苦楝叶片光合作用的下降中起到主导作用,铅锌胁迫抑制了Rubisco酶活性,特别是RuBP再生过程,使得苦楝碳同化能力受阻,相对生长率显著下降。直角双曲线修正模型相对直角双曲线和Michaelis-Menten模型拟合铅锌矿渣污染胁迫下的苦楝光合-CO2响应过程,决定系数高,适用性强。【结论】铅锌矿渣的处理对苦楝CO2响应过程产生了显著的影响,矿渣处理水平越高,时间越长,影响越严重。非气孔限制是导致苦楝叶片光合速率下降的主要原因,定量分析表明铅锌胁迫苦楝光合作用的降低主要归因于Rubisco酶活性下降,特别是RuBP再生过程受阻,造成碳同化过程出现障碍,气孔导度和叶肉导度对光合下降的也有一定的作用。最终苦楝的相对生长速率显著降低。本研究结果有望为重金属胁迫作用影响植物生长发育过程提供科学依据。

关键词： CO2响应 Rubisco酶光合模型铅锌矿渣苦楝

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基于Lake模型的Pb胁迫对木荷和栾树幼树叶片叶绿素荧光参数的影响研究

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生态学报 2018年第4期38卷 1284-1292页

作者：黄鑫浩朱凡胡丰姣梁惠子王仁杰邹志刚中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

以阔叶树种木荷和栾树1年生幼树为对象,采用室内盆栽,通过配制3个不同浓度梯度的Pb Cl_2溶液于盆栽土壤中(L1<L2<L3),对比研究Pb胁迫下两种幼树叶片叶绿素荧光参数的响应规律,运用Lake模型从能量平衡及分配的角度揭示不同浓度Pb... 详细信息

以阔叶树种木荷和栾树1年生幼树为对象,采用室内盆栽,通过配制3个不同浓度梯度的Pb Cl_2溶液于盆栽土壤中(L1实验还得出,在L1浓度时木荷PSⅡ反应中心的开放程度能保持在较高水准,随着污染浓度的增大,其光能转化能力弱于栾树。同时,栾树调节能量耗散的能力和对Pb胁迫的敏感程度均高于木荷,进一步说明了栾树对Pb的耐性高于木荷。综合分析后得出,Y_(NO)和Y_(NPQ)可作为植物Pb胁迫的评价指标。

关键词： Lake模型 Pb胁迫栾树木荷叶绿素荧光诊断指标

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闽楠叶形态与叶脉网络性状关系对城市生长环境的响应

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生态学报 2021年第19期41卷 7838-7847页

作者：罗丽莹陈楠王云龙王光军中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同... 详细信息

植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同生长环境中(行道与植物园混交林)的闽楠,开展了叶形态与叶脉网络功能性状关系对城市生长环境的响应研究。研究结果表明:闽楠叶性状值基本满足正态分布,各性状变异系数保持在10%—20%之间,群体内性状变异较为丰富,单因素方差分析表明两种环境对叶形态性状的影响比叶脉网络系统的影响更明显;两种生长环境下闽楠叶形态性状组与叶脉网络功能性状组都具有极显著相关性,行道和植物园混交林典型性相关系数分别为0.804和0.795,叶形态性状与叶脉直径呈显著正相关,形态性状、叶脉直径与初级脉密度呈显著负相关;闽楠在响应城市生长环境的过程中呈现出相应的经济权衡机制,行道环境中闽楠以较大的初级脉密度和较小叶面积来确保水分获取和光合之间的平衡,植物园闽楠则采用较低初级叶脉密度、较高叶面积和叶脉直径的叶形态和叶脉网络构建模式。在选择闽楠作为城市绿化树种时,可将叶片形态性状组与叶脉网络功能性状组的协同变化和权衡关系作为选种依据,以提高闽楠在城市环境中的成活率和适应性。

关键词：叶脉网络功能性状形态性状典型性相关闽楠

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重金属 Mn 对苦楝叶片光系统性能的影响

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生态学报 2020年第6期40卷 2019-2027页

作者：王仁杰朱凡梁惠子黄鑫浩王旭旭楚晶晶中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

重金属锰严重抑制植物的光合作用,影响Mn污染地区植被恢复。为给Mn污染地区植被恢复提供合适的树种,以木本植物苦楝为研究对象,分别将0、10 g和30 g的MnCl2(CK、L1和L2)溶于纯水中配成溶液掺入盆栽土壤,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲... 详细信息

重金属锰严重抑制植物的光合作用,影响Mn污染地区植被恢复。为给Mn污染地区植被恢复提供合适的树种,以木本植物苦楝为研究对象,分别将0、10 g和30 g的MnCl2(CK、L1和L2)溶于纯水中配成溶液掺入盆栽土壤,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线、820 nm光吸收曲线以及光合气体交换参数测定技术,研究重金属Mn对苦楝叶片光系统I(PSI)、光系统Ⅱ(PSⅡ)性能及其协调性的影响。结果表明,Mn胁迫下,苦楝叶片PSⅡ性能指数(PIABS)表现为L2

关键词：光系统光合电子传递链快速叶绿素荧光 820 nm光吸收苦楝 Mn

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湘中丘陵区不同演替阶段森林土壤活性有机碳库特征

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生态学报 2013年第24期33卷 7765-7773页

作者：孙伟军方晰项文化张仕吉李胜蓝中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

为了解天然次生林保护对土壤活性有机碳库的影响,采用空间替代时间研究方法,对湘中丘陵区不同演替阶段4种林分类型(杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林)土壤活性有机碳及其与土壤养分相关性进... 详细信息

为了解天然次生林保护对土壤活性有机碳库的影响,采用空间替代时间研究方法,对湘中丘陵区不同演替阶段4种林分类型(杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林)土壤活性有机碳及其与土壤养分相关性进行研究。结果表明:1)各土层总有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)含量均表现为:青冈+石栎常绿阔叶林>南酸枣落叶阔叶林>马尾松+石栎针阔混交林>杉木人工林,在0—30cm土层,马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林TOC含量比杉木人工林分别高出13.40%、19.40%和29.91%,MBC含量分别高出15.62%、32.89%和53.33%,DOC含量分别高出8.52%、8.75%和13.76%,EOC含量分别高出32.79%、38.48%和78.30%;2)天然次生林各土层MBC占TOC的比率以南酸枣落叶阔叶林最高,青冈+石栎常绿阔叶林为其次,马尾松+石栎混交林最低,均高于同一土层杉木人工林(除马尾松+石栎混交林15—30cm土层外),天然次生林各土层DOC占TOC的比率随着演替进展而下降,均低于同一土层杉木人工林(除马尾松+石栎混交林0—15cm土层外),天然次生林各土层EOC占TOC的比率随着演替进展而增加,且均高于同一土层杉木人工林;3)土壤MBC、DOC、EOC含量与TOC含量的相关性均达到极显著水平,且天然次生林土壤MBC、DOC、EOC含量与TOC含量的相关系数随着演替进展而增高,均高于杉木人工林;4)4种林分土壤TOC、MBC、DOC、EOC含量与土壤全N、碱解N、全P、有效P、全K、速效K含量之间的相关性均达到显著或极显著水平。

关键词：天然次生林演替进展杉木人工林活性有机碳库湘中丘陵区

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桑叶中主要酚类物质与蛋白的相互作用及复合物性能分析

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食品与发酵工业 2023年第14期49卷 161-168页

作者：孟雨薇陈伟波周军李湘洲中南林业科技大学材料科学与工程学院湖南长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室湖南长沙410004

利用紫外-可见光光谱、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱法研究桑叶内源酚类物质白藜芦醇和绿原酸与桑叶蛋白之间的相互作用,并研究了形成的复合物的体外消化和抗氧化能力。结果表明,白藜芦醇和绿原酸均对桑叶蛋白有荧光猝灭作用且均为静... 详细信息

利用紫外-可见光光谱、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱法研究桑叶内源酚类物质白藜芦醇和绿原酸与桑叶蛋白之间的相互作用,并研究了形成的复合物的体外消化和抗氧化能力。结果表明,白藜芦醇和绿原酸均对桑叶蛋白有荧光猝灭作用且均为静态猝灭,相互作用的结合常数为104L/mol左右,结合位点数(n)的值为1左右,作用力主要为范德华力和氢键。桑叶蛋白与2种酚类物质相互作用后形成了新的复合物,导致桑叶蛋白构象发生变化。此外,桑叶蛋白与2种酚类化合物复合后的水解度较桑叶蛋白本身有所降低,复合物不易被胃蛋白酶和胰蛋白酶等消化酶水解;2种复合物清除DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的能力均较酚类物质本身有所降低,但较桑叶蛋白有所提高。白藜芦醇与绿原酸均与桑叶蛋白产生不同程度的结合,并影响其体外消化和抗氧化能力。研究结果为桑叶功能产品的开发和应用提供了理论基础。

关键词：桑叶蛋白酚类化合物相互作用体外消化抗氧化能力

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湘中丘陵区不同土地利用方式土壤水溶性有机碳含量

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生态学杂志 2014年第8期33卷 2065-2071页

作者：张仕吉项文化孙伟军方晰中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

为了解土地利用方式对土壤有机碳库的影响，研究了湘中丘陵区6种土地利用方式（石栎＋青冈次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、农用旱地、水田）土壤水溶性有机碳（DOC）含量及其季节动态，分析了土壤DOC含量与土壤自然含水率、碳（C）... 详细信息

为了解土地利用方式对土壤有机碳库的影响，研究了湘中丘陵区6种土地利用方式（石栎＋青冈次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、农用旱地、水田）土壤水溶性有机碳（DOC）含量及其季节动态，分析了土壤DOC含量与土壤自然含水率、碳（C）、氮（N）含量之间的关系。结果表明：土壤DOC含量随土壤深度增加而下降，秋季土层之间差异最小，土壤DOC分配比例随土壤深度增加而增大；不同土地利用方式土壤DOC含量差异显著，与石栎＋青冈次生林相比，毛竹林、杉木人工林、水田、农用旱地、苗圃依次下降了10％～12％、11％～12％、13％-19％、18％～25％和37％～42％，夏季不同土地利用方式之间差异最大。不同土地利用方式土壤DOC含量季节变化明显，均表现为：春、夏、冬季较高，秋季最低，秋季与春、夏、冬季之间差异显著；土壤DOC含量与土壤自然含水率、TOC、MBC、ROC、MOC、全N、水解N含量呈显著或极显著正相关。可见，土地利用方式显著影响土壤DOC含量及其空间分布，次生林转变为人工林或农用地后，土壤DOC含量明显下降。

关键词：湘中丘陵区土地利用方式土壤水溶性有机碳季节变化

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中亚热带4种森林凋落物量、组成、动态及其周转期

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生态学报 2015年第14期35卷 4668-4677页

作者：郭婧喻林华方晰项文化邓湘雯路翔中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

为研究亚热带次生林保护对森林生态系统养分循环等功能过程的影响。采用凋落物直接收集法,比较湘中丘陵区3种次生林(马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林)和杉木人工林的凋落物量、组成特征及其周转期。结果... 详细信息

为研究亚热带次生林保护对森林生态系统养分循环等功能过程的影响。采用凋落物直接收集法,比较湘中丘陵区3种次生林(马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林)和杉木人工林的凋落物量、组成特征及其周转期。结果表明:4种林分年凋落物量在414.4—818.2 g m-2a-1之间,3种次生林显著高于杉木人工林,3种次生林两两之间差异不显著,落叶对林分凋落物量的贡献最大,占林分凋落物量的59.9%—66.6%。杉木人工林和南酸枣落叶阔叶林的凋落物量月动态变化呈"双峰型",马尾松+石栎针阔混交林、石栎+青冈常绿阔叶林呈"不规则型"。优势树种的凋落物量对其林分凋落物量的贡献随林分树种多样性的增加而下降,杉木、马尾松凋落物量的月动态与其林分凋落物量的月动态基本呈一致变化趋势,但南酸枣、青冈、石栎没有一致的变化趋势。杉木人工林凋落物分解率最低(0.31),周转期最长(3.2 a),南酸枣落叶阔叶林分解率最高(0.45),周转期最低(2.2 a),凋落物的分解速率和周转随林分树种多样性增加而加快。可见,次生林凋落物量大,且分解快,周转期短,有利于养分归还和具有良好地力维持的能力。

关键词：湘中丘陵区次生林杉木人工林凋落物量周转期

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湖南省2000—2014年碳排放效应及时空格局

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生态学杂志 2017年第5期36卷 1382-1389页

作者：潘高张合平潘登中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

利用湖南省2000—2014年的土地利用变更、能源消费量以及国民经济发展和人口增长数据,采用基于碳排放系数的碳排放模型和脱钩模型,分析湖南省碳排放效应、时空格局特征以及碳排放与经济发展之间的脱钩弹性关系。结果表明:(1)2000—2014... 详细信息

利用湖南省2000—2014年的土地利用变更、能源消费量以及国民经济发展和人口增长数据,采用基于碳排放系数的碳排放模型和脱钩模型,分析湖南省碳排放效应、时空格局特征以及碳排放与经济发展之间的脱钩弹性关系。结果表明:(1)2000—2014年湖南省碳排放总量逐年递增,由2000年的2040.91×10~4t增长到2014年的10902.56×10~4t,年均增加590.78×10~4t。(2)2014年湖南全省单位面积碳排放强度和单位面积建设用地碳排放强度达5.15和62.55 t·hm^(-2),年均增长率分别为13.15%和8.98%。(3)2014年湖南省14个地州市的碳排放总量、建设用地碳排放量、单位面积碳排放强度、单位面积建设用地碳排放强度以及单位产值碳排放强度和人均GDP均存在显著的空间差异,大致呈中东部高、西部低的空间分布格局。(4)湖南省碳排放强度与人均GDP呈倒U型曲线关系,曲线的拐点在1.00~1.10万元獉人^(-1)附近。(5)2000—2014年湖南省碳排放量、能源消费量和经济增长之间的弹性特征主要呈弱脱钩、强脱钩、扩张性负脱钩等3种状态,总体上以弱脱钩为主。

关键词：碳排放时空格局脱钩分析湖南省

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