碳水耦合机制
生态系统碳水解耦
生态系统碳水解耦生态系统碳水解耦是一个相当复杂的生态学概念，它涉及到生态系统中的碳循环和水循环两大核心过程以及它们之间的相互关系。
在自然界中，碳和水是紧密相连的，它们通过光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等一系列生物物理过程共同维持着生态系统的平衡与稳定。
然而，在某些情况下，由于环境因素或人为干扰，碳循环和水循环之间的耦合关系可能会发生改变，导致两者的动态过程出现不一致或解耦现象，进而对生态系统的功能和结构产生深远影响。
一、生态系统中的碳循环碳是生命之基，是构成有机物质的基本元素。
在生态系统中，碳主要以二氧化碳（CO2）的形式存在于大气中，通过绿色植物的光合作用被吸收并转化为有机碳，进而构成植物体的组织。
一部分有机碳通过食物链传递给动物，另一部分则通过植物的呼吸作用和微生物的分解作用重新释放到大气中。
这样，碳在生态系统中的循环就形成了一个闭合的环路。
二、生态系统中的水循环水循环是地球上最为重要的自然循环之一，它涉及到水的蒸发、降水、地表径流、地下渗透等多个环节。
在生态系统中，水循环主要通过植物的蒸腾作用和地表的蒸发作用将水分从地表和植物体表面释放到大气中，形成云层和降水，再通过降水将水分返回到地表和植物体，从而维持生态系统的水分平衡。
三、碳水耦合与解耦在正常的生态系统中，碳循环和水循环是紧密耦合的。
植物通过光合作用吸收二氧化碳的同时，也通过蒸腾作用释放水分到大气中。
这两个过程在时间和空间上都是高度一致的，形成了碳水耦合的现象。
然而，当生态系统受到环境因素或人为活动的干扰时，这种耦合关系可能会被打破，导致碳循环和水循环的动态过程出现不一致或解耦现象。
四、碳水解耦的原因和影响碳水解耦的原因可能包括气候变化、土地利用变化、植被类型改变等。
例如，全球气候变暖导致极端气候事件频发，可能会影响植物的光合作用和蒸腾作用，使得碳吸收和水分释放的过程出现不同步。
土地利用变化如森林砍伐、农田开垦等也会改变地表的植被覆盖和土壤性质，进而影响碳和水的循环过程。
温带混交林碳水通量模拟及其对冠层分层方式的响应——耦合的气孔导度-光合作用-能量平衡模型
温带混交林碳水通量模拟及其对冠层分层方式的响应——耦合的气孔导度-光合作用-能量平衡模型施婷婷;高玉芳;袁凤辉;Takeshi Ohta【摘要】利用Leuning建立的耦合的光合作用、气孔导度和能量平衡方程,以将冠层分成多层的方式,包括Gaussian五点积分法、将冠层平均分为多层的方法,逐层计算温带混交林的碳水通量,最后累加至冠层尺度,以模拟CO2和H2O通量.该模型以常规气象观测数据作为驱动变量,计算出冠层与大气之间的碳水交换,与涡动相关系统的通量观测数据进行比较,分析了不同的冠层分层方式对多层模型模拟结果的影响.从3个温带混交林通量站涡动相关系统的能量平衡闭合度来看,中国长白山站CBS、韩国GDK和日本MMF站点的能量平衡比率(EBR)分别为0.76、0.66和1.07,居于国际同类观测范围(0.34-1.2)的中上水平,因此,涡动相关系统的观测数据较为可靠.从碳水通量的日变化来看,用Gaussian五点积分法将冠层分为五层的模型能较好的模拟碳水通量的“单峰形”日变化趋势.夜间Fc为负值且变化趋势较为平缓,表明生态系统进行呼吸作用释放CO2,从日出开始Fc逐渐变为正值,表明生态系统进行光合作用吸收CO2,Fc在中午时分达到最大值,下午Fc逐渐减小,日落之后又回复到夜间的负值.H2O通量的日变化曲线与CO2通量相似,且模拟值与涡动相关实测值具有较好的一致性.在多层模型中,对冠层采用不同的分层方法,对碳水通量模拟结果有一定的影响.以Gaussian五点积分法将冠层分为五层的方法作为对照,分别将冠层平均分为2、5、10、20层的方法得到的碳水通量与其进行比较.从平均值来看,分层越多,H2O通量模拟值越低,而CO2通量模拟值越高.不同的分层方法产生的差异,主要来自于不同层的辐射吸收、温湿度、风速等环境要素的垂直廓线差异,且叶片光合作用对光的响应是非线性的.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2012(032)015【总页数】11页(P4630-4640)【关键词】碳通量;能量平衡;蒸散;光合作用【作者】施婷婷;高玉芳;袁凤辉;Takeshi Ohta【作者单位】南京信息工程大学应用气象学院,江苏省农业气象重点实验室,南京210044;中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;南京信息工程大学应用气象学院,江苏省农业气象重点实验室,南京210044;中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;Nagoya University, Graduate School of Bioagricultural Sciences, Furo-cho, Chikusa-ku, Japan, 464-8601【正文语种】中文近百年来，地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化，全球变化对陆地生态系统的影响包括了从叶片生理生态到植被地带分布等多个尺度及其相互作用的复杂过程。
【国家自然科学基金】_低碳电力系统_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
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2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 智能电网 低碳经济 技术途径 低碳电力系统 低碳电力技术 低碳电力 风力发电 需求侧响应 遗传算法 负荷整形 调度模式 节能减排 自适应目标 绿色能源 综合规划 竞价机制 禁忌表 碳氧平衡 碳排放轨迹模型 碳排放 碳交易机制 短期运行 电网规划 电源扩展规划 电力负荷曲线 电力系统 生态 现货电力市场 环境特性 特高压输电 火电机组 清洁能源并网 模型 梯级水电站群 机组组合 有序调停燃煤机组 日调度 无功优化 政策分析 技术经济特性 技术成熟度 广东电网 市场设计 复合生态系统 城市 可再生能源 发电调度 厦门 动态调停算法 功能单元 减排调度 供电可靠性
53 低碳发展模式 54 低碳化贡献
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河口湿地硫化铁驱动降氮固碳耦合机制
河口湿地硫化铁驱动降氮固碳耦合机制河口湿地是连接陆域和海域的重要生态系统，具有水域和湿地特有的化学反应和生物过程。
硫化铁是河口湿地中的一种重要成分，在驱动降氮和固碳过程中发挥着重要的作用。
本文将从硫化铁的来源、降氮与固碳的机制以及二者之间的耦合关系等方面，对河口湿地硫化铁驱动降氮固碳耦合机制进行逐步分析。
首先，我们来看一下硫化铁在河口湿地中的来源和形成。
硫化铁主要来源于水体中的硫化物和铁离子的反应。
在河口湿地的富营养化过程中，大量的有机质通过河流输入湿地并沉积，被湿地中丰富的微生物群落分解。
这个过程中产生的硫化物与水体中的铁离子反应，生成硫化铁。
此外，硫化铁还可以通过硫酸还原菌的作用，将水体中的硫酸盐还原为硫化物并与铁离子反应而形成。
硫化铁在河口湿地中的降氮作用是通过硫化铁内的FeS（FeS2、FeS等）颗粒表面与硝酸盐反应而实现的。
硫化铁表面负载有一定量的硝酸盐，同时硫化铁的微生物还能够促进硝酸还原菌的生长。
硝酸盐与硫化铁表面的FeS反应生成Fe2+和硝酸盐或氨气，从而实现硝酸盐的去除。
此外，硫化铁的降氮作用还与厌氧细菌产生的硫化氢有关。
硫化氢在河口湿地中具有较高的还原性，可以与硝酸盐直接反应生成硫酸盐和氨气，进一步促进硝酸盐的降解。
与降氮相比，河口湿地中的固碳过程显得更为复杂。
硫化铁作为催化剂和载体，能够促进河口湿地中的碳循环过程。
一方面，硫化铁能够催化有机物的氧化降解，将有机碳转化为二氧化碳释放到水体中。
另一方面，硫化铁与有机质结合形成稳定的硫化有机物，从而将部分碳固定在湿地沉积物中。
此外，硫化铁还能够与碳酸盐矿物反应，形成硫酸盐矿物和碳酸盐矿物，并在沉积物中固定碳。
河口湿地中的降氮和固碳过程不仅是独立进行的，二者之间还存在着明显的耦合关系。
首先，河口湿地中的硫化铁能够通过降氮过程将硝酸盐转化为氮气和硫酸盐，从而减少硝酸盐的排放。
这种降氮作用不仅有利于改善水体的水质，还能够降低水体中的藻类生物生长，减少富营养化的程度。
生物化学第八章碳水化合物的合成与分解
糖酵解的反应过程
1. 葡萄糖磷酸化 G+ATP→G-6-P+ADP 2. G-6-P异构化 G-6-P ←→F-6-P 3. F-6-P磷酸化 F-6-P+ATP→FDP+ADP 4. FDP断裂 5. 互变异构 6. G-3-P氧化 7. 生成ATP 9. 烯醇化 FDP ←→DHAP+G-3-P DHAP ←→G-3-P G-3-P+NAD+ ←→1’3’-DPG+NADH+H+ 1’3-DPG+ADP ←→3-PGA+ATP 2-PGA←→PEP
糖酵解的过程
• 整个糖酵解过程分为10个步骤，每个反应 都有相应的酶参与，也有很多物质可以进 行调控。糖酵解的场所是细胞质，底物为 葡萄糖，产物为丙酮酸，需要的辅酶为 NADH，需要能量形式为ATP。 看糖酵解的反应过程 看糖酵解过程中的酶和影响因素 看反应的全过程 糖酵解的反应类型
1. 2. 3. 4.
TCAC循环图中代码的含义
（1）丙酮酸脱氢酶系（2）柠檬酸合成酶 （3）顺乌头酸酶（4）、（5）异柠檬酸脱 氢酶（6）α-酮戊二酸脱氢酶系（7）琥珀 酸硫激酶 （8）琥珀酸脱氢酶 （9）延 胡索酸酶 （10）苹果酸脱氢酶
TCAC的总反应式
从乙酰辅酶A开始的循环反应式为： 乙酰CoA ＋3NAD+ ＋FAD ＋ADP ＋Pi ＋2H2O → →2CO2 ＋3NADH ＋3H+ ＋ FADH2 ＋ATP ＋CoA-SH 从丙酮酸开始总反应式为： 丙酮酸 ＋ 4NAD+ ＋FAD ＋ADP ＋Pi ＋2H2O → →3CO2 ＋4NADH ＋4H+ ＋FADH2 ＋ATP ＋CoA-SH
淀粉的合成与降解
有机污染物降解的方式有哪些
有机污染物降解的方式有哪些
1、碳水化合物降解。
碳水化合物是由碳、氢、氧组成不含氮的有机物，其降解是由细菌在细胞膜外通过水解将碳水化合物从多糖转化为二糖，再转化为单糖，再转化为丙酮酸。
在有氧条件下，丙酮酸在乙酰辅酶作用下，最终氧化为水和二氧化碳。
在缺氧状态下，丙酮酸氧化不能充分进行，最终产物是酸、醇、酮等；这一过程，称为发酵。
2、脂肪降解。
首先由脂肪外酶将脂肪水解成甘油和脂肪酸，然后甘油进一步降解转化为丙酮酸，并在有氧条件下达到完全氧化，在缺氧条件下进行发酵；脂肪酸降解先生成醋酸，在有氧条件可达到完全降解，在缺氧条件下进行发酵，产生各种有机酸。
3、蛋白质降解。
蛋白质是含氮的多种氨基酸分子组成的复杂有机物，其降解首先是肽键的断开和羟基、氨基的脱除，然后逐步氧化，最终产物为碳水化合物。
4、农药降解。
农药是环境中的主要污染物，是难降解的有机物，易在生物体内富集、残留。
一般有机磷农药较易降解；有机氯农药在微生物、紫外线及其他因素作用下可缓慢地降解。
微生物降解农药的化学过程有脱氯、脱烷基、酰胺和酯的水解。
通过还原作用、环破裂作用、耦合作用、共代谢作用等，可使有机氯农药逐步降解。
在厌氧条件下，有机氯农药在微生物作用下可以分解。
国家自然科学基金黄河水科学研究联合基金2021年度项目指南
国家自然科学基金黄河水科学研究联合基金2021年度项目指南1.黄河源区陆地植被变化碳水耦合特征及生态水文响应机制(申请代码1选择D01的下属代码)构建黄河源区植被碳水通量耦合特征与潜在水分利用效率模型，研究源区植被变化特征及生态水文效应、黄河源区碳水耦合驱动的生态植被响应特征、黄河源区径流对气候和植被变化响应的量化分离与预测方法，揭示黄河源区陆地植被的碳水耦合循环机制、气候变化条件下黄河源区植被生理与物候特征变化规律。
2.黄河上游典型湖泊湿地演变机理及调控对策(申请代码1选择D01或D07的下属代码)研究黄河上游典型湖泊湿地生态演变规律，明晰关键驱动因子，分析湖泊湿地生态演变态势，提出适宜性保护对策。
3.黄河源区水源涵养变化机理(申请代码1选择E09的下属代码)分析黄河源区不同水源涵养单元演变特征，阐明冻土等对黄河源区水源涵养能力的影响机制，揭示源区水源涵养演变机理，提出基于生态保护和黄河源区水源涵养能力提升的综合修复措施与对策。
4.黄河宁蒙河段悬河演化动力学机制与水沙调控(申请代码1选择E09的下属代码)研究黄河上游内蒙古河段悬河演化的动力学驱动机制；研究宽级配沙质河床冲刷自调节响应及枢纽工程坝下含沙量恢复规律，分析生态环境要素对水沙调控的约束条件；构建黄河上游非均匀沙不平衡输沙水动力数学模型，提出上游水库群水沙调控方法。
5.黄河源区高分辨率降水数据融合和多尺度水文预报方法(申请代码1选择E09的下属代码)研究黄河源区高原复杂气候系统演变过程的非线性和降水的不确定性特征，揭示不同尺度降水多影响系统相互作用机理；构建多时效嵌套高分辨率降水预报模型；研究不同尺度径流预报耦合及水资源调度需求的水文预报方法，为黄河水资源调度及水旱灾害防御提供支撑。
6.黄河上游关键鱼类栖息地地貌异质性影响及恢复机制(申请代码1选择E09的下属代码)以河流关键鱼类栖息地恢复为目标，分析黄河上游关键河段地貌异质性特征及影响因素，揭示河流地貌异质性-生境特征-关键鱼类生态响应机理，阐明关键鱼类栖息地地貌异质性恢复机制。
碳水的作用原理
碳水的作用原理碳水化合物是一类重要的有机化合物，由碳、氢和氧三种元素组成。
它们是生物体内最主要的能量来源，也参与了体内许多重要的生物过程。
在人类饮食中，碳水化合物是主要的营养物质之一。
下面我将详细介绍碳水化合物的作用原理。
首先，碳水化合物作为生物体内的能量供应源，起到提供能量的作用。
在我们日常生活中，能量来源主要来自食物。
碳水化合物是一种具有高能原子键能的有机物质，能够在代谢过程中分解为简单的单糖，并通过一系列的生化反应逐步氧化，最终生成能够供给细胞进行生物活动所需的能量分子——三磷酸腺苷（ATP）。
细胞通过将ATP分子中高能的磷酸键断裂，释放出的能量用于细胞内各种生物化学反应、细胞运动以及维持细胞的生存活动。
碳水化合物的分解产生的能量在肌肉收缩、心脏跳动、脑部思考等活动中发挥着重要的作用。
其次，碳水化合物在维持体内功能方面发挥着重要的作用。
例如，细胞膜上的糖蛋白参与细胞识别和信号传导，保持细胞间的通讯；细胞表面的糖类抗体参与免疫应答，介导病原体的清除。
此外，一些核酸和辅酶也是由碳水化合物的组分构成，这些物质对于DNA和RNA的合成以及酶催化反应都起到关键的作用。
碳水化合物还参与了脂肪代谢和蛋白质代谢过程。
在脂肪代谢中，碳水化合物通过“节糖”作用，即提供少量的能量，使脂肪能够顺利燃烧，避免出现当碳水化合物供应不足时，脂肪代谢不够完全，产生大量酮体的情况。
酮体的积累会引起酮症酸中毒，对身体健康有害。
此外，碳水化合物还能够节约蛋白质的消耗。
当碳水化合物供应充足时，身体将会优先利用碳水化合物作为能量来源，而将蛋白质用于构建和修复组织。
这也是为什么人们在进行高强度有氧运动时，会选择在运动前摄入一定量的碳水化合物，以确保足够的能量供应，同时减少蛋白质的消耗。
碳水化合物还对肠道菌群的平衡和功能发挥着重要作用。
人体的肠道内存在着大量的菌群，这些菌群与人体共生共存，并且参与了人体的免疫调节、消化吸收等生理过程。
氮沉降对森林生态系统碳水关系的影响
氮沉降对森林生态系统碳水关系的影响王睿照【摘要】森林生态系统碳水循环相互耦合的过程受到全球氮沉降的深刻影响。
该文探讨了氮沉降对森林生态系统碳循环和水分利用效率的影响，并对未来研究进行展望。
【期刊名称】《辽宁林业科技》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】3页(P37-39)【关键词】氮沉降;碳循环;水分利用效率;森林生态系统【作者】王睿照【作者单位】辽宁省林业科学研究院，辽宁沈阳 110032【正文语种】中文【中图分类】S718.554.2随着工业生产、矿物燃料燃烧、含氮化肥的生产和使用以及土地利用方式的改变，大气中含氮化合物迅速增加，大气氮沉降量加剧并呈现全球化趋势，对全球生态系统产生深刻影响[1]。
自从20世纪80年代以来，我国农业、工业的迅猛发展以及城市化进程推进，人类活动造成氮排放急剧增加。
我国成为继欧洲和北美之后的第三大氮沉降区。
1993-2003年，我国平均大气氮沉降为12.35 Tg·a-1[2]。
若将包括干湿沉降氮的所有形式都计算在内，氮沉降速率或要高于15 Tg·a-1[3]。
不断增加的氮沉降改变着区域和全球环境，对生态系统的健康和服务功能产生负面影响，这已成为制约我国社会和经济发展的壁垒[4]。
森林生态系统的碳氮循环并非孤立的两个过程，二者相互耦合的关系是森林生态系统的碳水关系[5]。
作为全球变化的一个主要内容，氮沉降对碳水关系产生重要的影响。
国内外学者开展的模拟氮沉降试验大多按照高、中、低和对照不同的N浓度梯度，采用含氮化合物的水溶液喷施林地的方法进行人工模拟[6]。
研究多集中在模拟氮沉降的增加对生态系统碳氮循环[7]、土壤理化特性[8]、土壤呼吸以及凋落物分解等方面的影响。
现就对森林生态系统的碳循环和水分利用效率对氮沉降的响应分别综述。
1.1 对光合效率及光合产物的影响氮沉降对森林生态系统光合效率及光合产物的影响较为复杂。
当氮素成为森林生态系统的限制因子，大气氮沉降对森林植物具有“施肥效应”，氮沉降可提高光合作用效率，促进树木生长和固碳。
论述中国特色经理地理学的特点,发展,研究新思路
论述中国特色经理地理学的特点,发展,研究新思路地理学是研究地球表层人类生存环境的空间分异、时间演变及人-环境相互作用的科学。
地理学的独特之处是“目中有人、目中有理、目中有天、目中有地”。
中国自然地理要素不但类型丰富而且区域差异较大，季风湿润区、青藏高寒区以及内陆干旱区构成了中国自然地理环境的总体格局，也造就了温度与降水等气候因子的显著空间异质性。
中国独特的自然地理和人文地理格局决定了中国地理科学研究机构的布局，根据区域的自然地理特色，在全国范围布局了地理学研究院所15家以上，开设地理学专业的高校院系有130余家，地理学从业者超过3万人。
得益于这样庞大的研究队伍，70年以来，中国地理科学研究在多个研究方向获得了长足的发展，也取得了丰硕的成果。
1）中国生态系统研究网络创建、观测研究与试验示范。
地理科学发展进步的标志之一是从传统的定性描述发展到观测研究，进而建立观测体系。
孙鸿烈等地理学家倡导并领导建立了中国生态系统观测研究网络，把资源环境的研究推向纵深阶段。
该观测网络实际上更是对地表过程的研究，这项研究开创了中国系统观测地表变化的历史。
2001年，中国科学院创建中国通量观测网络（Chin⁃aFLUX），现已经发展成为由3大研究基地及10个专项研究网络构成的标准化、规范化、制度化的国际知名的长期生态系统研究网络，实现了国家尺度上的联网观测试验研究，引领中国生态网络体系的建设，推动全球长期生态网络的组建和发展。
依托中国特有的地球第三极环境，由中国科学院青藏高原研究所牵头推动了高寒环境网络建设，已经取得初步成效。
2）青藏高原隆升及中国自然环境格局演化。
青藏高原是中国独具特色的地貌形态单元，青藏高原的隆升不仅改变了整个亚洲的地貌格局、大江大河发育，也改变了整个亚洲的地理和环境格局，并且对全球变化产生了深远影响。
中国老一辈地理学家利用青藏高原的地貌证据，提出了青藏高原三次隆升—两次夷平，且于上新世末—第四纪初才加速整体隆起的观点。
碳水化合知识点总结
碳水化合知识点总结1. 碳水化合物的基本概念碳水化合物是由碳、氢和氧元素组成的有机化合物，通式为（CH2O）n，其中n=3或更多。
它们的主要功能是为生物提供能量及构建细胞结构。
碳水化合物主要来自于植物的光合作用过程，是生物体内合成和分解最频繁的一类有机物。
在自然界中，碳水化合物的形式非常多样，包括单糖、双糖、多糖和纤维素等。
2. 碳水化合物的分类碳水化合物根据其分子结构可以分为三大类：单糖、双糖和多糖。
（1）单糖：单糖是由一个碳水化合物分子组成的，通常包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
单糖是生物体内糖代谢的基本单位，是细胞内的能量来源，也是构成生物体内多糖的组成单元。
（2）双糖：双糖是由两个单糖分子通过糖苷键结合而成，如蔗糖、乳糖等。
双糖在生物体内的代谢过程中，需要先通过酶的作用将其分解成单糖，再参与能量代谢或合成多糖。
（3）多糖：多糖是由多个单糖分子通过糖苷键结合而成，如淀粉、糖原、纤维素等。
多糖在生物体内起着能量储存和结构支持的作用，是植物和动物细胞的主要构成成分之一。
3. 碳水化合物的结构特征碳水化合物的分子结构是碳原子构成的骨架，上面附着氢原子和氧原子，根据不同的化学键的连接方式，碳水化合物可以分为醛糖和酮糖两种类型。
（1）醛糖：醛糖的分子中含有一个羰基（-CHO）与多个羟基（-OH），在分子结构中醛基位于末端碳原子上，如葡萄糖是一种典型的醛糖。
（2）酮糖：酮糖的分子中含有一个羰基（-CO-)与多个羟基（-OH），在分子结构中酮基位于内部碳原子上，如果糖是一种典型的酮糖。
4. 碳水化合物的性质碳水化合物具有多种生理活性和化学性质，通常表现为甜味、发酵、水解等。
（1）甜味：许多单糖和双糖具有甜味，因其结构特征而在口中具有甜味，如葡萄糖、果糖、蔗糖等。
（2）发酵：许多碳水化合物在微生物或酵母菌的作用下可以进行发酵，产生乙醇或乳酸，如葡萄糖在酵母菌作用下发酵产生乙醇。
（3）水解：多糖类化合物可以在酶的作用下被水解为单糖，从而释放能量，如淀粉在消化过程中被水解为葡萄糖。
碳水化合物和生物分子的反应机理和合成
碳水化合物和生物分子的反应机理和合成碳水化合物是生物体内最常见的有机分子之一，它们在生物体内发挥着重要的功能，例如提供能量、维持细胞结构和参与细胞信号传导等。
在生物体内，碳水化合物的合成和降解受到复杂的调控，包括各种酶的参与以及细胞内环境的调节。
本文将探讨碳水化合物与生物分子的反应机理以及它们的合成过程。
一、碳水化合物与脂质的反应机理碳水化合物和脂质是生物体内重要的能源储存形式。
它们之间的相互转化有助于维持能量平衡和调节生物体代谢。
糖脂互转是其中一个重要的反应过程，其机理如下：1. 脂质合成：生物体内新脂质的合成主要通过脂肪酸合成途径来实现。
脂肪酸首先与辅酶A结合形成酰辅酶A，然后在细胞质中通过酰辅酶A羧化酶的催化作用，将酰辅酶A转化为丙酰辅酶A。
接着，丙酰辅酶A通过一系列反应转化为甘油三酯或磷脂等脂质分子。
2. 糖的合成：生物体内糖的合成主要通过糖原合成途径来实现。
这个过程涉及多个酶的催化，最终将葡萄糖-1-磷酸转化为糖原颗粒。
3. 脂质分解：脂质的分解主要通过脂蛋白酯酶的催化来实现，将甘油三酯分解为甘油和脂肪酸。
脂肪酸进一步被氧化为乙酰辅酶A，从而与糖原酶的活性调节糖原的分解过程。
二、碳水化合物与蛋白质的反应机理碳水化合物和蛋白质是生物体内重要的结构和功能分子。
它们之间的相互作用对细胞信号传导、细胞外基质的组织结构以及免疫应答等具有重要意义。
下面以糖基化反应为例来阐述碳水化合物和蛋白质的反应机理：1. 糖基化反应：糖基化是指碳水化合物与蛋白质中的氨基或羟基反应，形成糖蛋白或糖基化修饰。
糖基化反应通常在非酶催化下进行。
糖基化修饰的蛋白质通常具有特定的生物学功能，如细胞黏附、免疫识别和信号传导等。
2. 特异性识别：糖基化修饰的蛋白质可以通过碳水化合物识别蛋白质特异性结构域或蛋白质受体。
这种识别过程常常参与细胞间相互作用、信号传导以及某些生理病理过程。
三、碳水化合物的合成生物体内的碳水化合物合成可以通过多条途径实现，主要包括光合作用和糖异生途径。
基于遥感数据的植被碳水利用效率时空变化和归因分析
基于遥感数据的植被碳水利用效率时空变化和归因分析林子琦;温仲明;刘洋洋;姚宏斌;周荣磊;任涵玉;袁浏欢【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2024(44)1【摘要】植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。
采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。
采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相关分析等方法,对2000—2020年黄河流域植被CUE与WUE的时空动态进行分析,并探究水热条件对碳水利用效率的影响。
结果表明:(1)2000—2020年黄河流域植被碳水利用效率年均值分别为0.61和0.68 gCm^(-2)mm^(-1);研究时限内,植被CUE呈波动下降趋势,而WUE呈波动上升趋势。
(2)空间上,植被CUE呈西高东低分布,WUE相反。
不同土地覆被类型的CUE表现为草地>农田>灌丛>森林;WUE表现为:农田>森林>草地>灌丛。
(3)总体上,黄河流域植被CUE与温度呈负相关,与降水呈正相关;黄河流域北部植被WUE与温度和降水均呈正相关关系,黄河流域西南部植被WUE与降水负相关;(4)不同土地利用类型中,草地、森林、农田CUE与温度主要呈负相关响应,灌丛CUE主要呈正相关响应;黄土高原西北部地区草地CUE与降水呈正相关关系,而在黄河源区草地CUE与降水呈负相关关系,农田CUE对降水呈现正向反馈。
(5)植被WUE与温度和降水的关系存在较强的空间异质性。
降水是影响干旱,半干旱地区的草地WUE的主导因素,而高海拔地区草地WUE与温度、降水均呈负相关关系;灌丛WUE与温度成负相关关系,与降水呈正相关关系;受人类活动影响,农田WUE与温度有正相关关系。
研究结果对于深入理解黄河流域植被恢复与气候变化双重背景下区域的植被碳水耦合机理有重要意义。
微生物氮碳转化耦合
微生物氮碳转化耦合微生物氮碳转化耦合是指微生物在生态系统中参与氮和碳的转化过程，这些过程相互影响，共同调节生态系统的稳定性和功能。
氮碳转化过程包括氮循环和碳循环，微生物在这些过程中发挥着关键作用。
本文将探讨微生物氮碳转化耦合的机制、生态意义以及其在环境保护和可持续发展中的应用。
一、微生物氮碳转化耦合的机制1.氮循环氮循环是生态系统中至关重要的过程，包括氮固定、氨氧化、硝酸盐还原、硝酸盐反硝化和硝酸盐异化等环节。
微生物在这些环节中起着关键作用，例如，固氮微生物将氮气转化为可利用的氨，氨氧化微生物将氨氧化为硝酸盐，反硝化微生物将硝酸盐还原为氮气。
2.碳循环碳循环是生态系统中另一个关键过程，包括碳的吸收、固定、释放和转化等。
微生物在碳循环中发挥着重要作用，如分解有机物质、释放碳dioxide（CO2）等。
土壤微生物群落通过分解有机物质，将其转化为无机物质，促进碳循环。
此外，微生物还可以通过代谢途径固定和释放碳，影响生态系统的碳平衡。
二、微生物氮碳转化耦合的生态意义1.促进生态系统稳定性微生物氮碳转化耦合有助于维持生态系统的稳定性和功能。
通过微生物的作用，氮和碳在生态系统中得以循环利用，为生物体提供养分和能量来源。
此外，微生物在氮碳转化过程中还能调节土壤酸碱度、氧化还原电位等环境因素，为其他生物创造适宜的生存条件。
2.调节温室气体排放微生物氮碳转化过程对温室气体的排放具有重要影响。
例如，硝酸盐还原微生物将硝酸盐还原为氮气，降低土壤中硝酸盐含量，从而减少氮氧化物的排放。
此外，微生物还可以通过分解有机物质，释放碳储存于土壤中，降低温室气体排放。
三、微生物氮碳转化耦合在环境保护和可持续发展中的应用1.土壤污染治理微生物氮碳转化技术在土壤污染治理领域具有广泛应用前景。
例如，利用微生物将土壤中的重金属转化为无害或低毒性形态，降低土壤污染程度。
此外，通过调控微生物氮碳转化过程，还可以提高土壤中有机污染物的降解速率，促进土壤修复。
同碳质子耦合
同碳质子耦合一、引言在有机化学中，同碳质子耦合是一种重要的现象，涉及到分子内同碳原子上的氢原子之间的相互作用。
这种耦合现象在许多有机化合物的结构解析和反应机理研究中具有重要意义。
本文将对同碳质子耦合的基本概念、原理及其应用进行详细探讨。
二、同碳质子耦合的定义同碳质子耦合，也称为同碳氢耦合，是指同一碳原子上的两个或多个氢原子之间相互作用的效应。
这种耦合现象在核磁共振（NMR）谱学中特别重要，因为在1H-NMR谱中，可以观察到由于同碳质子耦合而产生的谱峰分裂现象。
三、同碳质子耦合的原理同碳质子耦合的原理主要基于分子内氢原子之间的磁性相互作用。
在分子中，同一碳原子上的多个氢原子会由于自旋磁矩的相互影响，导致各自的能级发生变化。
这种相互作用表现为能量的转移和谱峰的分裂。
通常情况下，距离越近的同碳质子之间的耦合常数越大，表明相互作用越强。
四、同碳质子耦合的应用1.有机化合物结构解析：同碳质子耦合是确定有机化合物结构的重要手段之一。
通过分析1H-NMR谱中的耦合常数和谱峰分裂模式，可以推断出分子中特定碳原子上氢原子的数量和位置，进而确定分子的立体结构和取代基的配置。
2.反应机理研究：在有机化学反应机理的研究中，同碳质子耦合现象可以帮助我们理解反应过程中中间体的稳定性和变化趋势。
通过对反应前后NMR谱的分析，可以观察到耦合常数的变化，从而揭示反应历程中分子结构的动态变化。
3.天然产物和药物研究：在天然产物和药物的研究中，同碳质子耦合的应用可以帮助我们了解分子的三维结构和分子间的相互作用。
这有助于阐明生物活性分子与靶点之间的作用机制，为药物设计和优化提供关键信息。
4.聚合物和材料科学：在聚合物和材料科学领域，同碳质子耦合现象有助于研究聚合物的微观结构和结晶行为。
通过对NMR谱的分析，可以深入了解聚合物链的排列、构象和动态性质，为材料性能的优化提供指导。
5.生物代谢和生理过程研究：在生物代谢和生理过程中，同碳质子耦合的应用有助于研究生物分子的结构和功能。
木素—碳水化合物复合体的生物形成机理及结构
木素—碳水化合物复合体的生物形成机理及结构木素—碳水化合物复合体的生物形成机理及结构木素-碳水化合物复合体(Lignin-carbohydrate plexes，简称LCC)是纤维原料的重要组分，它的存在影响制浆过程中木质素的脱除。
LCC 结构中复杂的共价连接键(简称LC键)一直是造纸领域具有争议的话题，迄今为止人们对LCC结构已做了部分研究，确认了LC键的主要类型，然而对LC键的形成机理、比例等认识并不全面，不能完全阐明LCC大分子的化学结构。
本文首先采用一般化学方法合成了阻碍木素合成的阻聚剂-L-2-氨氧基-3-苯基丙酸(AOPP)和纤维素前驱物尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-glucose-6-~(13)C)，并用FT-IR、液体~(13)C-NMR等测试技术对其结构进行了确认。
本文还对植物中LCC的连接情况做了研究，用生物法合成了木素脱氢聚合物与葡萄糖的复合体(DHP-Glucose Complexes，DHP-GC)，间接分析了植物中LC键的连接形式。
上述工作为研究植物细胞壁中多糖的生物合成机理及LCC 化学结构提供了准备和理论支持。
本文以D-苯丙氨酸，氯甲酸苄酯和氯化羟氨为原料，通过四步反应合成了L-2氨氧基-3-苯基丙酸(AOPP)，并利用FT-IR、液体~(13)C-NMR及EA分析对目标产物进行了分析确证。
本文利用葡萄糖与木素前驱物松柏醇葡萄糖苷为起始物，在实验室条件下模拟植物体中木素的生成环境，松柏醇葡萄糖苷在酶的作用下脱氢聚合生成了木素脱氢聚合物(DHP)，同时中间体亚甲基醌结构会与糖单元、H_2O及木素结构单元之间发生加成反应，最后生成DHP-葡萄糖的复合体(DHP-GC)。
对反应生成的复合体进行红外及液体核磁分析，证实了合成的复合体中木素结构以β-O-4、β-β和β-5连接方式为主，同时还包括少量松柏醛，而且证实了DHP与葡萄糖间以苯甲醚连接为主，但参与形成DHP-GC的葡萄糖只占起始原料的极少部分。
中国水资源如何实现优化配置
中国水资源如何实现优化配置展开全文水资源配置在水利工作中具有重要地位。
在水利规划中，它既是宏观决策和方案比选的工具，也是分析水资源承载能力确定以水定发展、完成水权初始分配和制定分水方案等重要决策工作的核心工作。
水资源配置不仅包括区域行业间的水量分配，同时还包括水资源需求分析、水资源保护方面的内容，也蕴含了水利工程的运行调度，需要在水资源评价等基础工作上由不同专业人员协作完成。
国内水资源配置的发展历程“就水论水配置”阶段。
这一阶段虽然形成了流域范围配置的概念，但仍然以水资源本身对确定性的用户分配为主，对于影响配置的社会经济因素缺乏互动性的分析。
“宏观经济配置”阶段。
重点研究了水与国民经济的关系，提出了基于宏观经济的水资源合理配置方法。
这一阶段的水资源配置目标主要是经济效益最大化，从社会经济整体出发将水资源作为资源条件，扩大了配置分析的范围，形成了水与经济的双向反馈机制，从而建立供需动态适应的水资源配置模式。
通过这一阶段的积累，逐步形成了考虑经济发展需求的流域整体水资源配置概念，为推进全国范围水资源配置工作奠定了基础，但这一阶段的研究和实际配置工作尚缺乏生态因素需求和影响的分析。
“面向生态配置”阶段。
针对水生态问题最为严峻的西北内陆河流域提出面向生态的水资源配置方法。
随着生态需水分析方法逐渐成熟，生态水量配置出现多类研究方法。
在实际应用中，面向生态的配置不仅需要考虑河道内生态需求，也需要考虑改善区域生态环境的河道外生态用水，从减少生态负面影响和增加生态效益两方面衡量，从而增加了决策复杂性，因此用于解决复杂决策问题的博弈论也逐步引入并应用到流域水资源配置中。
不同类型的生态水量配置方法都需要比较生态效益和经济效益，而目前仍然存在水的生态服务功能或者效益难以评价的问题，成了面向生态水资源配置的难点。
由于生态需水与自然状态、降水过程密切相关，还有待进一步深化基于机理的生态需水研究以支撑配置工作。
“广义水资源配置”阶段。
凝集素与碳水化合物结合
凝集素与碳水化合物结合凝集素是一类具有高度特异性的蛋白质，它们具有结合碳水化合物分子的能力。
凝集素与碳水化合物之间的结合被称为凝集素和糖的相互作用，这是一种重要的生物分子识别机制。
在生物学中，凝集素与碳水化合物之间的相互作用在许多生命过程中都发挥着关键的作用。
凝集素是一类与免疫系统相关的蛋白质，它们主要存在于植物、动物和微生物中。
在植物中，凝集素通常存在于植物种子的内外果皮中，起到防御和保护种子的作用。
在动物和微生物中，凝集素主要参与了细胞间的相互识别和粘附过程。
凝集素的特点是具有高度特异性的碳水化合物结合能力，这使得它们能够识别和结合特定的糖基，从而参与到细胞表面的信号传导和细胞与细胞之间的相互作用中。
凝集素通常是由多个功能结构域组成的，其中一个或多个结构域具有碳水化合物结合能力。
这些结构域通常是通过高度保守的氨基酸序列和三维结构特征来实现碳水化合物结合的功能。
凝集素与碳水化合物结合的能力主要依赖于凝集素与糖分子间的疏水相互作用、氢键和范德华力等非共价相互作用。
凝集素与糖分子结合的能力可以通过糖基化和蛋白质的结构特征来调节，从而实现对糖基的高度特异性结合。
凝集素与碳水化合物之间的结合具有多种生物学功能。
首先，凝集素可以在细胞表面参与到细胞识别、黏附和聚集等过程中。
凝集素通常与细胞表面的糖基相互作用，从而实现细胞间的特异性识别和相互作用。
其次，凝集素还可以调控细胞信号传导的过程。
许多凝集素能够与细胞表面的受体结合，从而影响细胞内的信号传导通路，调节细胞功能和生理过程。
最后，凝集素还可以调节免疫系统的功能。
许多凝集素能够识别和结合到免疫细胞表面的糖基，从而调节免疫细胞的活化、增殖和功能发挥等过程。
凝集素与碳水化合物之间的结合在许多疾病的发生和发展中起到了重要的作用。
一方面，凝集素的异常表达或功能改变与许多疾病的发生相关。
例如，在某些肿瘤细胞中凝集素的高度表达可以与癌细胞的侵袭和转移相关，从而影响肿瘤的恶性程度和预后。
碳水耦合规律
碳水耦合规律
碳水耦合规律是指在自然界所发生的的关于碳和水的循环往复过程。
碳水耦合规律是全球变暖、生物传统及应对气候变化的重要内容，因此其法律保护也受到高度重视。
一方面，国家为加强对碳水耦合规律的保护立法，通过制定相关法律法规、建立尊重自然循环机制的气候变化政策和技术解决方案来维护自然碳水耦合过程。
比如，一些国家已采取行动，如果人们破坏森林，没有重新植树则会受到惩罚，因为树木是碳水循环的重要物质。
另一方面，也有可能依据碳水耦合规律提出法律上的政策，以促进人类合理利用自然资源。
这里提出的法律政策可以鼓励人们在开发自然资源的过程中更加重视和时刻遵守碳水耦合规律，以确保可持续发展，并在资源开发过程中避免出现环境污染等问题。
最后，我们应该加强自身意识，认识到碳水耦合规律的重要性，合理利用自然资源，尊重自然原则，敦促国家加强法律的支持，使碳水耦合规律更加得到保护。
高寒区水土资源联合调配的若干关键问题
高寒区水土资源联合调配的若干关键问题严登华;卢亚静;秦天玲;史婉丽;翁白莎;宫博亚【摘要】高寒区独特复杂水问题的关键成因是“人地争水”和“人水争地”未能得到有效解决,亟需创新水土资源联合调配理论与方法.在传统方法基础上,系统梳理了高寒区水土矛盾及其成因,提出水土资源内涵,剖析水土资源的相互作用机理;构建高寒区水土资源联合调配的技术框架,并详细阐述高寒区复合系统生态需水过程评价与整合、基于水的生态服务功能的坡面系统用地评价、基于生态环境功能区划的河道系统用地评价、基于低碳发展模式的高寒区水资源合理配置和面向水安全及生态安全的高寒区水土资源联合调配等关键技术.高寒区水土资源联合调配技术将为山水林田湖生命体维系、生态用地红线确定和最严格水资源管理提供技术支撑.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2017(000)017【总页数】4页(P27-30)【关键词】水土资源;联合调配;高寒区【作者】严登华;卢亚静;秦天玲;史婉丽;翁白莎;宫博亚【作者单位】中国水利水电科学研究院水资源所,100038,北京;北京市水科学技术研究院防灾减灾所,100044,北京;中国水利水电科学研究院水资源所,100038,北京;中国水利水电科学研究院水资源所,100038,北京;中国水利水电科学研究院水资源所,100038,北京;中国水利水电科学研究院水资源所,100038,北京【正文语种】中文【中图分类】TV213.4自20世纪90年代以来，Paudyal等、Jensen和Das等开发了线性回归模型、系统学模型、多种水土资源优化调控模型等多项模拟技术。
与单项研究相比，目前国内外关于水土资源相结合的优化利用研究较少，且缺少系统、完善的水土资源优化调控理论与技术。
在系统分析水土矛盾成因机制的基础上，以“自然—社会”二元驱动下的水循环及其伴生过程为主线，识别高寒区水土资源的相互作用机制，剖析高寒区水土资源调配过程中面临的关键技术问题，以期为高寒区水土资源保护和生态文明建设提供科学依据和技术支撑。
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ｉ ＺＴ ｃ ｓ ｆ ｓ ｇ ｅ ｓ ｒ Ｆ ． ｈｅ ｏｒ ｓ ｉ ｎ 。ｆ ｔ ｎ ｎ ｅ ｏｒｉ Ａ ａ ｃ ｏ Ｔａｄ ｇ ｕ
ｈ ｅ ｂｃ ｆ ｏ 。 ｔ ｆ ｄａｋｏＴ ｔＡ ｅ ｅ ｒ 乃 ｅ 以￣ 。 ｄ ａ 团 ｌ ｃ ｒ ａｄ ｅ ａ ｅ ａ 二 ｎ ｔ ｉ ｃ 议ｔ ｏ ｓ ｎ ｔ ｄ ｈｄ ｉｅ ｇ ｅ ｎ ｕ ｈ ｓ ｚ ｓ ｗ ｏ ｒ
图２光合升高对蒸腾的影响过程和蒸腾对光合的反馈过程
Ａ （ 是光 率， 是 速 公是 孔内 Ｏ浓度， 。 合速 Ｔ 蒸腾 率． 气 的ＣＺ ｒ ９ 气 度，是叶 势； 左向 实 头 示 是 孔导 必 水 由 右的 线箭 表
影响过程， 由右向左的虚线箭头表示反馈过程， “” ｔ 表示增大，４ 表示减小） “”
ｉ ｉ ｅ ｅ ｅ ｋｏ ；ｔｉ ｉ ｅｉｒ ； 上 ｉｉ ｎｃ 山 ｆ ｂ 。 “ ”ｄａ。 ｅ “ ”ｎｃ ｄａ ｅ ａ ｕ ｔ ｄ Ｃ ｒ ｅ ｓ ｎｃ ｎ ａ ｔ ｃｓ ｅ ｄａ ｓ ｅ ｔ
ｄ ｒ ． ｍ ５ ．ｏ ｉ ｌ ｏ ａ ； 花 ｉ ｉ ａ ； ｙ 肠１ Ａ ｓ ｉ ｉ ｒｅ几ｔｎＰ ｔ ｒｅ ｃ ａ ｅｅ Ｓ ｅ ｓ ： ｍａ ｎ ｔ ｔ Ｓ ｒｏ ｔ ａｎ
第２ 卷 第 １ ７ 期
２ ８ 年 ０ 月 ） Ｘ （ １
地 理 科 学 进 展
Ｐ ＲＯＧＲＥＳ Ｎ ＣＥ ＲＡＰ ＳＩ ＯＧ ＨＹ
Ｖ ｌ ，Ｎ ． ｏ． ７ ２ ｏ１ Ｊｎ， （ ８ ａ ．２ ） Ｘ
陆地生态系统碳 一 水藕合机制初探
赵 华‘ 于 瑞’ 风 ， 贵 ’ ，
（． １中国科学院生态系统网 络观测与模拟重点实验室． 科学院地理科学与资源研究所， １ １ 中国 北京 ０ ０ １ ２中国 ． 科学院研究生院， １ 洲 ９ 北京 （ ） Ｘ３ ）
生态系统碳一 水藕合的根本动力来源和碳一 水祸合 机制的生物化学基础。
２ 陆地生态系统碳一 水藕合基本机制
． ２ 碳一 １ 水生化反应 在植物体内存在 以光合作用为主的０＋ ２＊ Ｃ ０＋ ＊ ＋Ｚ ２ Ｈ ０
． 、
光佳
万方数据
． 二 ４ ３
地
理
科
学
进
展
２８ ０ 年
的， 而且不会因为水肥等 环境条件的变化而有明 显
改变阳１ 这主要是光合和蒸腾同时受到气孔调控 １ 。 的原因。植物一 大气间的气体交换符合 Ｆ 定律 ｉ ｋ ｃ Ｆｃ 。ａ ， （ｉ ’ｌ ） ｋ ｗ 光合速率（。 Ａ） 和蒸腾速率（ ） ｒ Ｔ 可以用
摘 要： 陆地生态系统的碳循环和水循环是当前全球变化研究的热点。大量的研究已经表明两者之间具有密切的 藕合作用。 但是目 前对于两者的 藕合关系和 藕合机制还缺乏系 统的分析和总结。 本文在综合相关研究的 基础上， 对 陆地生态系统碳一 水藕合的基本过程和基本作用机制作了概括。我们认为陆地生态系统碳一 水藕合过程共包括土 壤一 植被节点、 大气节点（ 植被一 气孔节点） 、 大气节点和生化节点４ 土壤一 个碳一 水祸合节点。 水间的生化反应、 碳一 气 孔对光合一 蒸腾的共同控制和优化调控作用、 生态系统对碳、 水循环的同向驱动机制分别是陆地生态系统碳一 水藕 合的生物化学、 生物物理学和生态学基础， 构成了 水藕合的基本作用机制。 共同 碳一 我们还用水分利用效率（ ｕ ） ｗＥ 概念对碳一 水藕合过程中的碳／ 水藕合比 例关系作了探讨。 关 键 词： 碳循环； 水循环； 水分利用效率； 陆地生态系统； 全球变化
还有生态系统对碳、 水循环的同向 驱动作用。 首先， 生态系统碳、 水循环的驱动能源具有严格的同步变 化特点。 驱动冠层碳同化过程的 冠层截获光合有效
辐射与驱动生态系统蒸散的太阳辐射有较为稳定
的比例关系， 因此生态系统碳、 水通量都表现出与 太阳 辐射相似的正相关关系阴。在一个日 变化中，
太阳辐射的日 变化是造成冠层碳、 水通量同步的日 变化特征的主要原因 １ 其次， ４ ｌ。 ［刀 叶片作为光合一 蒸 腾的共同发生器官， 叶片的生长活动和物候特征对 冠层的碳、 水通量具有同步的控制作用。 在单叶片 上， 受叶片生育进程的控制叶片光合和蒸腾具有一
土坡
水循环与水资源系统
｝环 、 统 ” 碳与 能 ． 循物系 ｝ 食源
碳循环与食物、能源系统
图 １陆地生态系统碳一 水藕合关系
ｉ ＩＴ ｃ ｌ ｃ ｎ ｗｔ ｃ ｅ ｎ 能ｓ ａｃ ｓｍ Ｆ ． ｈｅ ｏＰ ｄ ａ用 ａｄ ａ ｒｙｌ ｉｔ ｔ ｅ 叮 ｔ ｇ ｕ ｅ ｄ ｎ ｅ ｃ ｓ ｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｅ
间 １ 的摩尔比例关系。 Ｚａ 等人的报道！华 １ 根据 ｈ ｏ 匆 ，
． ２ 气孔作用 ２ 大量的观测试验证明， 植物叶片的光合和蒸腾 是两个相互协调的过程， 两者对许多环境因子的变 化具有趋向一致的变化特性。在一个日 变化过程
中， 温度、 光照、 水气压饱和 差等环境因 子都发生较
大的变化， 植物叶片的光合和蒸腾也表现出明显的 日 变化。但一般情况下两者的日 变化特征是一致
了
１
、
１
刀 声
Ｃ ，６ ０叶６Ｏ＋Ｈ０ 能量 Ｈ０ ６ ６２ ＋ ２ Ｃ Ｚ ２＋ ６
． 了
． 、
，
、
山
产
．
碳一 水生化反应， 这些生化反应形成了碳一 水间最刚 性的生化藕合。 根据光合反应的总方程式（） １， 植物 通过光合作用将 Ｃ ： Ｈ 按照 １ 的摩尔比例 Ｏ和 刃 ／ １ 化合为ｃ 刃。 Ｈ 植物的 作用（ 可以 呼吸 ） ２ 看成是光合 作用的 逆反 ， “ 应” 并不改变在整 个生化反 碳 水 应中 ／
下式来计算Ｉｌ ｒ ： ｌ叼 Ａ ＝ Ｃ９ 。△・ ． 连 了 Ｔ二 Ｗ・
（） ３ （） ４
了 这种机制的 １ ， 存在 １ 。叶片尺 ， ４ 度上的 水祸合 碳一
作用是更大尺度上碳一 水藕合的基础。 气孔对光合－ 蒸腾过程的共同调控作用和气孔的优化调控机制 是陆地生态系统碳一 水祸合机制的生物物理学基
１ 引言
以大气中Ｃ ： Ｏ 浓度增加为主要特征的 “ 碳问 题”Ｃ ｏ ｉ ｅ和以 （ ｎ ｓ ） 淡水资源短缺为主要特征的 ｂ ｒ ａ ｕ ｓ
“ 题” ａ ｐ ｌ ） 发了 世 陆 生 系 水问 （ ｅ ｒｅ 引 全 界 地 态 ｗｒ ｏ ｍ ｔ ｂ
统碳循环和水循环研究的 热潮［。 ｑ ｌ 陆地生态系统的 碳循环与水循环并不是彼此孤立的， 而是两个密切 联系、 相互藕合的生态学过程， 两者间的藕合关系 应该成为碳、 水循环和生态系统碳、 水管理研究的
础。
式中，Ｃ ｗ分别是叶片内外的Ｃ ： △ 和ｄ Ｏ 和水汽浓
度 ｇ和了 是叶 对 差； 分别 片 水汽和ｃ２ 导度。 孔 ０的 气
作为Ｃ ： Ｏ 和水汽进出叶片的共同通道， 它的开合运
． ２ 生态系统碳、 ３ 水循环的同向驱动机制 在冠层尺度上， 水之间具有明显的祸合作 碳一 用， 主要表现有： 冠层碳、 水通量之间具有明显的线
水分条件的依赖等。 ） ２植被一 大气间的碳一 水祸合过程： 该过程以 气 孔为主要祸合节点，主要表现为植被一 大气间Ｃ ２ ０
和水汽的交换过程即光合和蒸腾作用之间的密切 联系和气孔主导下的祸合作用。
行系统分析的 基础上， 对陆地生态系统碳一 水藕合
的基本过程、 基本机制和基本数量特征进行了初步
作用。
北平原冬小麦返青到收获期间总初级生产力与蒸
相应的， 上４ 个藕合过程的 以 藕合节点可以分
别称作土壤一 植被节点、植被一 大气节点 （ 气孔节 点） 、 土壤一 大气节点和生化节点。在这４ 个藕合节 点中，由于植被一 大气间的ｃ ： ｏ 和水汽交换是陆地 生态系统碳、 水通量的主要组分， 而且两者都受到 气孔的控制，因此气孔是陆地生态系统碳一 水祸合
的主要藕合节点门 。
散 值 ４ ￣．邪ｋＩ 按照 化 量比 为 ６ ６ ． １ ｇ 刃， 生 祸合中 ７ ２ 一 Ｈ
１ 的碳／ １ 水摩尔比 例关系可以推算出生化藕合的水 量占 总蒸散量的比 例为０ ％ ０ ％。 ． 一． 虽然生化藕合 ７ ９ 的水量很少， 但是祸合的碳量却是生态系统初级生 产力的全部。 生化藕合是陆地生态系统中最基本也 是最刚性的碳一 水藕合， 它可以被看成是整个陆地
壤、 大气多种生物与环境因子共同控制的生态学过 程。根据碳和水在土壤一 植被一 大气连续体（ Ｃ Ｓ ） Ａ Ｐ 中的运动过程， 我们可以 将两者间的 祸合作用划分 为４ 个基本过程（ １。 图 ） ） １土壤一 植被间的碳一 水藕合过程： 该过程的主 要藕合节点是根系和土壤， 主要表现为根系对土壤 水分的吸收与根系呼吸的同时发生、 根系一 土壤间 Ｈ 仇 等含碳素离子交换对水分环境的要求、 Ｃ＋ 根系
万方数据
１ 期
赵风华 等： 陆地生态系统碳一 水藕合机制初探
・３ ・ ３
大气
毅 叉 ＿＿ 刀月 匀＿＿ ＿＿ ＿＿ ＿ ＿ ＿ ＿
｛
大 东 气
植被
产尸 ｌ 洲 一 曰
． ． ． ． ． ．． ． …
…
ｒ
｛
食物 生物
ｌ ．
、 、 、
妞
采
海 洋 水
地 表 水 植电水 勿
ｒ引 了
主 妞
碳水化合物 土壤有机碳
纤维
能源
化石
门
一￣． ． ．－ … … ，
燃料
。 ，，墓 被 菇’ 、 ，：‘ 覆 、 、 ． ，至 子，
１ － － －－ －一￣ － ． ． ． ． ．
，
澳 水
． ． ． ． ．
总结，以 期为陆地生态系统碳一 水祸合研究提供基
本的理论支持。
２ 陆地生态系统碳一 水藕合基本过程
陆地生态系统碳循环和水循环是受植被、 土
） ３土壤一 大气间的碳一 水藕合过程： 该过程以土 壤一 大气界面为祸合节点， 主要表现为土壤的水分 蒸发与土壤的Ｃ ： ｏ排放的同时发生、 土壤水分条件 对土壤蒸发和土壤呼吸的共同控制， 还有降水事件 对土壤中Ｃ ： Ｏ气体的排出 效应等。 ） ４植物体内的碳一 水藕合过程： 该过程以 水 碳一