生理生态仪器
1. 哪位能植物生理学中的光响应的解释
当然是PAM-2100和MINI-PAM了!
1983年,WALZ公司首席科学家、德国乌兹堡大学的Ulrich Schreiber教授设计制造了全世界第一台调制荧光仪——PAM-101/102/103,使在自然光下测量叶绿素荧光成为现实,解决了科学界近50年的技术瓶颈。PAM-101/102/103迅速在植物生理、生态、农学、林学、水生生物学等领域得到广泛应用,出版了大量高水平研究文献。但该仪器比较笨重,不易带到野外。
1992年,WALZ公司首席科学家、调制荧光仪发明人、德国乌兹堡大学的Ulrich Schreiber教授设计制造了全世界第一台便携式调制荧光仪——PAM-2000,并且在植物生理生态学等科研领域得到广泛应用,此后十几年中成为全球最畅销的调制荧光仪。
1996年,WALZ公司在浓缩PAM-2000功能的基础上,设计制造了一台更加方便携带的超便携式调制荧光仪——MINI-PAM。该仪器对PAM-2000的功能进行了浓缩,更加适合野外操作,同时价格也更加便宜。
2003年,WALZ公司在保留PAM-2000所有功能和优点的基础上,结合最新技术,将PAM-2000升级到了PAM-2100。
PAM-2100
系统描述
PAM-2100采用了独特的调制技术和饱和脉冲技术,从而可以通过选择性的原位测量叶绿素荧光来检测植物光合作用的变化。PAM-2100的调制测量光足够低,可以只激发色素的本底荧光而不引起任何的光合作用,从而可以真实的记录基础荧光Fo。PAM-2100具有很强的灵敏度和选择性,使其即使在很强的、未经滤光片处理的环境下(如全日照甚至是10000 μmol m-2 s-1的饱和光强下)也可测定荧光产量而不受到干扰。因此,PAM-2100不但适合在实验室人工控制的环境下测量,还可以在自然环境中甚至是强烈的全光照条件下开展野外科学研究。
PAM-2100是非常便携、强大的测量系统,它将各种光学和电子元件组装在一个24 cm×10.5 cm×11 cm的外壳中。测量光由655 nm的发光二极管(LED)发出,可在低频(600 Hz)和高频(20 kHz)间自动切换。光化光(光合生物实际可吸收利用进行光合作用的可见光)由卤素灯(白光)或红光LED(655 nm)提供。远红光(735 nm,促进光系统I迅速消耗掉在PQ处累积的电子)由LED发出。
PAM-2100的按键操作非常简单。基础测量只需单健操作。数据在内置电脑中自动分析、存储并且在显示屏上显示。除了“参数窗”外,在“动力学窗”还可显示曲线的实时变化。
PAM-2100利用光纤进行信号传输。光适应叶夹2030-B(专利产品)上配备微型光量子/温度传感器,可在记录荧光信号的同时,同步记录光合有效辐射(PAR)和温度变化。
PAM-2100内设10个标准Run(预先编好的间隔一定时间并按一定顺序执行特定命令的程序),用户只需一次按键就可进行复杂的实验。用户还可对这些标准Run进行编辑得到自己的User-Run(数量不限),来满足特殊的实验需要。
PAM-2100主机可以直接连接电脑(圆口)键盘,在野外现场,可以根据实验需要,不需电脑就可以进行特殊程序的编辑。
PAM-2100还可以设定单机操作软件DA-2100自动间隔一定时间执行某个Run或User-Run,而Run是可以无限扩展的,因此,可以说PAM-2100的功能几乎可以无限扩展。只要将主机和叶夹(均可固定在三角架上)固定好,按一次按键,(人不在现场看守)仪器可以自动进行非常复杂的测量过程。
此外,PAM-2100主机还可以连接电脑显示器或投影仪放大显示,非常适合进行教学使用。
特点
1) 声誉卓著的PAM-2000的升级版
2) 精巧、准确、迅速、操作简便的高级光合作用检测设备
3) 可单机操作(采用内置电脑,DA-2100软件记录),可连接外置电脑操作(Windows操作软件PamWin)
4) 便携式设计,带大屏幕液晶显示屏(可显示曲线变化)和20个按键
5) 强大的数据收集、分析和存贮功能
6) 可以预先编写和设定程序,进行特殊研究目的测量
7) 内置锂电池可满足长时间野外工作需要,并可连接外置12 V电池
8) 多种叶夹可供选择,专利设计的光适应叶夹2030-B可同时记录PAR和温度变化
9) 光源选择:自然光,内置光源(提供测量光、光化光、饱和脉冲和远红光),可选外置卤素灯光源(特别适合野外研究)
功能
1) 可测荧光诱导曲线的快速上升动力学O-I-D-P相和O-J-I-P相
2) 可测荧光诱导曲线的慢速下降动力学并进行淬灭分析(Fo, Fm, Fv/Fm, F, Fm, Fo’, dF/Fm’, qP, qN, NPQ, rETR等)
3) 可测光响应曲线和快速光曲线(RLC)
4) 仪器内置一系列标准实验(Run1~Run10),用户可对其进行编辑建立自己的User-Run
5) 可在线检测植物、微藻、地衣、苔藓等的光合作用变化
6) 单机操作功能强大,特别适合野外操作,实验室内单机操作时可连接电脑显示器或投影仪放大显示
应用领域
仪器设计特别适合野外使用,可用于研究光合作用机理、各种环境因子(光、温、营养等)对植物生理状态的影响、植物抗逆性(干旱、冷、热、涝、UV、病毒、污染、重金属等)、植物的长期生态学变化等。在植物生理学、植物生态学、植物病理学、农学、林学、园艺学、水生生物学、环境科学、毒理学、微藻生物技术、极地植物光合作用研究等领域有着广泛应用。
10个标准Run
Run 1:测量实际量子产量Yield(ΔF/Fm’)
Run 2:测量最大量子产量Fv/Fm
Run 3:记录诱导曲线并进行淬灭分析(采点率10 ms/点)
Run 4:记录诱导曲线并进行淬灭分析(采点率30 ms/点)
Run 5:qN 的驰豫动力学
Run 6:快速诱导动力学O-I-D-P相(线性时间)
Run 7:快速诱导动力学O-J-I-P相(对数时间)
Run 8:光响应曲线(需76 min)(稍加编辑即可测量快速光曲线)
Run 9:光响应曲线(需33 min)(稍加编辑即可测量快速光曲线)
Run 10:仪器自检
用户可根据实验需要,自行修改或编制程序。
MINI-PAM
MINI-PAM采用了独特的调制技术和饱和脉冲技术,从而可以通过选择性的原位测量叶绿素荧光来检测植物光合作用的变化。MINI-PAM的调制测量光足够低,可以只激发色素的本底荧光而不引起任何的光合作用,从而可以真实的记录基础荧光Fo。MINI-PAM具有很强的灵敏度和选择性,使其即使在很强的、未经滤光片处理的环境下(如全日照甚至是10000 μmol m-2 s-1的饱和光强下)也可测定荧光产量而不受到干扰。MINI-PAM是野外光合作用研究的强大工具。
超便携式调制叶绿素荧光仪MINI-PAM的特点在于快速、可靠的测量光合作用光化学能量转换的实际量子产量。此外,MINI-PAM秉承了WALZ公司PAM系列产品的一贯优点,通过应用调制测量光来选择性的测量活体叶绿素荧光。基于创新性的光电设计和高级微处理器技术,MINI-PAM在达到超便携设计的同时可以得到灵敏、可靠的结果。同时,MINI-PAM的操作非常简单。
测量光合量子产量只需一个按键(START)操作即可,仪器会自动测量荧光产量(F)和最大荧光(Fm),并计算光合量子产量(Y=ΔF/Fm),得到的数据会在液晶显示屏上显示同时自动存储。此外MINI-PAM还有许多模式(MODE)菜单,包括荧光淬灭分析(qP、qN和NPQ)和记录光响应曲线等,以满足用户的特殊需要。
连接光适应叶夹2030-B后,可以测量光合有效辐射(PAR)、叶片温度和相对电子传递速率(rETR)。内置电池可以满足1000次量子产量测量的需要,仪器内存可以存储4000组数据。
Windows操作软件WinControl可以进行数据传输、数据分析和遥控操作。
标准版的MINI-PAM采用红光作为测量光。根据用户需要,我们也可提供以蓝光(470 nm)作为测量光的MINI-PAM。
特点
1)声誉卓著的PAM-2000的浓缩版
2)精巧、准确、迅速、操作简便的高级光合作用检测设备
3)可单机操作(采用内置电脑),可连接外置电脑操作(Windows操作软件WinControl)
4)超便携式设计,带液晶显示屏和8个按键
5)强大的数据收集、分析和存贮功能
6)能耗低,内置锂电池可满足长时间野外工作需要,并可连接外置12 V电池
7)多种叶夹可供选择,专利设计的光适应叶夹2030-B可同时记录PAR和温度变化
8)光源选择:自然光,内置光源(提供测量光、光化光和饱和脉冲),可选外置卤素灯光源(特别适合野外研究)
功能
1)可测荧光诱导曲线并进行淬灭分析(Fo, Fm, Fv/Fm, F, Fm', ΔF/Fm’, qP, qN, NPQ, rETR, PAR和叶温等)
2)可测光响应曲线和快速光曲线(RLC)
3)51个内置模式菜单,方便参数设置和标准测量
4)可在线监测植物、微藻、地衣、苔藓等的光合作用变化
5)功能强大,特别适合野外操作,实验室内利用WinControl控制时可自编程序
2. 植物生理生态实验室应该有哪些 基本仪器
应该是关于生长方面实验的,看看精秀热工有没有这方面的资料吧
3. 生命科学方面近几年的高端仪器谁知道有哪些
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建议你去这个中国生物器材网看看。
离心机 天平
超速,高速冷冻,大容量,台式,其他 超微量,分析,精密,其它天平及附件
培养箱/干燥箱 植物生理生态
CO2/三气,低温,植物,生化,杂交,恒温/恒湿,厌氧,霉菌,烘箱/干燥箱,其他 植物生理,土壤/生态
同位素/发光检测 净化安全消毒
液闪仪,γ计数器,其他同位素,发光检测 超净台,生物安全柜, 消毒/灭菌器,安全防护
显微系统 转基因仪
生物,倒置,实体,电子/扫描探针,显微成像,微操纵,共聚焦,附件及其他/滤波片 转基因仪
电泳设备 生理/病理/药理/毒理
电泳仪,电泳槽,国产凝胶成像,进口凝胶成像 电生理仪器,膜片钳,脑立体定位仪,切片机,动物行为,动物实验仪器,动物活体成像
检验仪器 各类泵
酶标仪,洗板机,微生物,渗透压,其他检验仪器 恒流泵/蠕动泵,注射泵,真空泵及其它泵
PCR 超声波仪器
普通PCR, 梯度PCR, 定量PCR 清洗,破碎
紫外设备 生物芯片
透射/分析仪,紫外/核酸蛋白检测仪 生物芯片,点样仪,扫描仪,芯片分析软件
光谱/色谱/质谱/层析 样品处理
光谱/分光光度计,液相,气相,质谱,气体发生器 搅拌,匀浆,混合,研磨,均质,摇床/振荡,脱色摇床,移液工作站,核酸提取纯化,样品管理,收集器
低温/制冷/恒温 实验工具耗材
低温冰箱,液氮容器,冻干机,制冰机,恒温槽/水浴, 冷却水循环, 金属浴,其他温度设备/程序降温仪 移液器类,培养类,过滤层析和杂交,试管和离心管,其他实验耗材
理化分析 试剂
酸度计,离子计/电导计,粒度仪,旋光仪,其它理化分析/SPR 分子生物学,生化,细胞,血清/培养基,免疫/诊断检测,抗体,神经,标准品/对照品,食品检测,植物,动物,其他试剂
合成/测序/细胞分析/蛋白质组 实验动物/细胞株
DNA/有机/多肽合成,测序/基因分析,细胞分析,蛋白质组 实验动物,动物器具,细胞株/菌种
超滤超纯浓缩 实验室家具
纯水,超滤/微滤,浓缩仪,旋转蒸发仪 实验台,通风柜
发酵罐/细胞反应器 其它
国产发酵罐,进口发酵罐,细胞反应器,发酵罐配套设备 药检/制药,环境监测,食品饮料,图书,其它
我觉得最贵的那些仪器就是最先进的仪器了。比如个人化操作基因组测序仪
、发现Ion Torrent
Ion Torrent, 个人化操作基因组测序仪(PGM?), 是市场上相较其他测序技术,更简单,经济和具有强大的可扩展性的测序平台。PGM?台式系统的设计配合革新性的半导体芯片技术,使整个平台具有极高的扩展性和快速完成测序的性能。
Ion Torrent 技术通过专有的大规模并行半导体感应器,对于DNA 扩增时产生的离子流,实现直接和实时的检测。当试剂通过集成的流体通路进入Ion Torrent半导体芯片中,密布于芯片上的反应孔立即成为上百万个微反应体系。这种独特的流体体系,微体系机械设计和半导体的技术组合,使我们得以快速直接的将遗传信息翻译成数码的DNA测序结果,得到大量高质量的测序数据。
个人化操作基因组测序仪,配合Ion Torrent的半导体芯片,反应试剂盒和计算机服务器,数据分析套件,提供您最尖端的测序解决方案。
发现‘扩展’
比拟半导体技术升级的强大扩展性
? 技术的基础以超过千亿美金规模的半导体产业为支持
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发现‘简捷’
简单真实的生物化学原理
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? 无修饰的核酸,无需酶化学级联,无需任何荧光和化学发光
? 经济的标准试剂
发现‘快速’
直接,实时的测序技术
? 实现更多的研究和市场应用
? 快速的运行时间提速研究周期和文章的发表
? 革新性的半导体测序芯片,无需光学检测和扫描
测序和分析流程
Ion Torrent 测序流程标准的要素包括,从准备随机片段的DNA 文库或者扩增子文库,到样本的PCR 扩增和在PGM?的测序运行。
完成整个PGM?的测序运行后,数据将会自动的导入专用的Torrent 预装分析套件的计算机服务器。在这里,原始的测序信号会转化成碱基序列并且以工业标准的SFF或者FASTAQ格式存储起来。这些测序数据可以通过众多商业化的软件进行后续不同应用的分析或者全新基因组的拼接。
A. DNA/RNA 样本
B. 相应的文库准备
C. 测序样本准备
D. 测序反应
E. FASTQ 数据格式的测序结果
Torrent 数据分析软件
Ion Torrent PGM 到 Torrent 服务器和数据库 到终端用户电脑
4. 由美国Ritchre提出的“作物环境综合系统”,也就是“CERES系统”是什么
1、 精确农业的概念及简介
20世纪后半期世界农业的高速发展,除了依靠生物技术的进步和耕地面积、灌溉面积的扩大外,基本上是在化肥与农药等化学品和矿物能源的大量投入条件下获得的。但由此引起的水土流失、土壤生产力下降、农产品和地下水污染、水体富营养化等生态环境问题,已经引起了国际社会的广泛关注,并推动了农业可持续发展和精确农业理论的产生和发展。"精确农业"是"Precision Agriculture"、"Precision Farming"、"Site-specific Farming(Agiculture)"等名词的中译。[4]精确农业是现代信息技术(RS,GIS,GPS),作物栽培管理技术,农业工程装备技术等一系列高新技术的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式和管理模式,其核心思想是获取农田小区作物产量和影响作物生产的环境因素(如土壤结构、土壤肥力、地形、气候、病虫草害等)实际存在的空间和时间差异信息,分析影响小区产量差异的原因,采取技术上可行,经济上有效的调控措施,改变传统农业大面积、大样本平均投入的资源浪费作法,对作物栽培管理实施定位,按需变量投入。它包括精确播种,精确施肥,精确灌溉,精确收获这几个环节。而精确农业的兴起对合理施肥提出了新的理论和技术要求。从化肥的使用来看,化肥对粮食产量的贡献率占40%,然而即使化肥利用率高的国家,其氮的利用率也只有50%左右,磷30%左右,钾60%左右,肥料利用率低不仅使生产成本偏高,而且造成地下水和地表水污染、水果蔬菜硝酸盐含量过高等环境问题。总之施肥与农业产量、产品品质、食品和环境污染等问题密切相关。精确施肥的理论和技术将是解决这一问题的有效途径。
2、 精确施肥(变量处方施肥)
2.1精确施肥的必要性
"土壤--作物--养分"间的关系十分复杂。虽然我们已确定了作物生长中必不可少的大量元素和微量元素,但作物需求养分的程度因植物的种类不同而有差别。即使是同一种作物,不同的生长期对各种养分的需求程度差别也很大。苗期是作物的"营养临界期",虽然在养分数量方面要求不多,但是要求养分必须齐全和速效,而且数量足够。很多作物在营养"最大效率期"对某种养分需求数量最多,营养效果最好,同一作物不同养分的"最大效率期"不同,不同作物同一养分的"最大效率期"也不同。不同养分具有"养分不可替代性"即作物的产量主要受最少养分含量那个养分所限制,而这个最少的养分不能被其它养分所代替。为消除"最小养分率"的限制,大量的使用化肥,而这又造成一系列的环境问题。所以为取得良好的经济效益和环境效益,适应不同地区、不同作物、不同土壤和不同作物生长环境的需要,变量处方施肥是我们未来施肥的发展方向。
2.2精确施肥
我们认为精确施肥是将不同空间单元的产量数据与其他多层数据(土壤理化性质、病虫草害、气候等)的叠合分析为依据,以作物生长模型、作物营养专家系统为支持,以高产、优质、环保为目的的变量处方施肥理论和技术。精确施肥是信息技术(RS,GIS,GPS),生物技术,机械技术和化工技术的优化组合。按作物生长期可分为基肥精施和追肥精施,按施肥方式可分为耕施和撒施。按精施的时间性分为实时精施和时后精施。
3、理论及技术体系
3.1土壤数据和作物营养实时数据的采集
对于长期相对稳定的土壤变量参数,象土壤质地、地形、地貌、微量元素含量等,可一次分析长期受益或多年后再对这些参数做抽样复测,在我国可引用原土壤普查数据做参考。对于中短期土壤变量参数,象N,P,K,有机质、土壤水分等,这些参数时空变异性大,应以GPS定位或导航实时实地分析,也可通过遥感(RS)技术和地面分析结合获得生长期作物养分丰缺情况。这是确定基肥、追肥施用量的基础。20世纪90年代以来,土壤实时采样分析的新技术、新仪器有了长足的发展进步。
3.1.1基于土壤溶液光电比色法开发的土壤主要营养元素测定仪,在我国已有若干实用化的产品推广。
3.1.2基于近红外(NIR)多光谱分析技术、半导体多离子选择效应晶体管(ISFET)的离子敏传感技术的研究已取得了初步的进展和研究成果[5,6]。
3.1.3基于近红外(NIR)光谱技术和传输阻抗变换理论的土壤水分测量仪在我国已经研制成功[7,8]。
3.1.4基于光谱探测和遥感理论的作物营养监测技术研究也取得了一定的进展。
用植物光谱分析方法诊断植物营养水平具有快速、自动化、非破坏性等优点,但诊断专一性不够,解译精度也有待提高。在作物N营养与作物光谱特性方面,无论是多光谱被动遥感,还是激光荧光雷达主动遥感的研究和应用都已较为成熟[9,10,11],在外观未发现缺氮症状时,已能区分作物的N素营养水平。日本首先研制了叶绿素计应用于田间作物氮素营养水平诊断及指导施肥,取得了较好的效果,据日农机新闻1999年又报道了一种自动化施肥装置,在水稻生长期间,可根据其叶子进行判断,自动调节施肥量,用分光传感器分析水稻生长情况,同时用GPS系统导航,任何人都能进行操作。但植物中P、K和微量元素的营养水平与作物光谱特性的关系研究较少。国内外研究发现基于现在的仪器设备条件下,在严重缺磷时,光谱分析才能用作物磷营养诊断[12];钾只能区分3~4级营养水平[13]。但随着一系列地球观测卫星的将在近几年发射,卫星影像空间分辨率和光谱分辨率的提高,遥感技术将在作物营养监测的中扮演重要的角色。
3.2差分全球定位系统(DGPS)
无论是田间实时土样分析,还是精确施肥机的运作,都是以农田空间定位为基础的。全球定位系统(GPS)为精确施肥提供了基本条件。GPS接收机可以在地球表面的任何地方、任何时间、任何气象条件下至少获得4颗以上的GPS卫星发出的定位定时信号,而每一卫星的轨道信息由地面监测中心监测而精确知道,GPS接受机根据时间和光速信号通过三角测量法确定自己的位置。但由于卫星信号受电离层和大气层的干扰,会产生定位误差,美国提供的GPS定位误差可达100米,所以为满足精确施肥或精确农作需要,须给GPS接受机提供差分信号即差分定位系统(DGPS)。DGPS除了接收全球定位卫星信号外,还需接收信标台或卫星转发的差分校正信号。这样可使定位精度大大提高。我们在实验中用的美国GARMIN公司的GPS12XL 接受机,接收差分输入后可达到1~5的定位精度。现在民用DGPS已完全能满足精确施肥的需要。现在的研究正向着GPS-GIS-RS一体化,GPS-智能机械一体化方向发展。日本最近实验利用GPS定位插秧机、GPS定位自动施肥机,误差在10cm以内[14,15]。
3.3决策分析系统
决策分析系统是精确施肥的核心,直接影响精确施肥的技术实践成果。决策分析系统包括地理信息系统(GIS)和模型专家系统二部分。GIS用于描述农田空间属性的差异性;作物生长模型和作物营养专家系统用于描述作物的生长过程及养分需求。只有GIS和模型专家系统紧密结合,才能制定出切实可行的决策方案,这也使现在国内外GIS集成的研究热点。在精确施肥中,GIS主要用于建立土壤数据、自然条件、作物苗情等空间信息数据库和进行空间属性数据的地理统计、处理、分析、图形转换和模型集成等。作物生长模型是将作物及气象和土壤等环境作为一个整体,应用系统分析的原理和方法,综合大量作物生理学、生态学、农学、土壤肥料学、农业气象学等学科的理论和研究成果,对作物的生长发育、光合作用、器官建成和产量形成等生理过程与环境和技术的关系加以理论概括和数量分析,建立相应的数学模型。它是环境信息与作物生长的量化表现。通过作物生长模型我们可以得出任意生长时期作物对土壤生长环境的要求,以便采取相关的措施。在这方面美国的科学家们综合考虑大气-土壤-作物之间的相互作用,早在20世纪70年代研制出大型作物模拟模型CERES(覆盖了玉米、小麦、高粱、大豆、花生等12种作物),国内高亮之等系统的完成了水稻模型RICEMOD[16]。但这些模型在生理生态模拟方面仍比较简单,其机理性、适用性有待于进一步发展和提高。我国20世纪80年代就就开发了作物营养专家系统,但无论是作物肥料效应函数模型为基础的专家系统,还是测土施肥目标产量模型,都属于统计模型,不同的统计模型计算的施肥量相差3倍以上[16]。以作物生理机理为基础的作物营养模拟模型有待于进一步发展和提高。
3.4控制施肥
现在有二种形式,一是实时控制施肥。根据监测土壤的实时传感器信息,控制并调整肥料的投入数量,或根据实时监测的作物光谱信息分析调节施肥量[18,19]。二是处方信息控制施肥。根据决策分析后的电子地图提供的处方施肥信息,对田块中肥料的撒施量进行定位调控。
4.理论技术存在的问题和未来发展方向
土壤数据采集仪器价格昂贵,性能较差,不能分析一些缓效态营养元素的含量,而遥感由于空间分辨率和光谱分辨率问题,使遥感信息和土壤性质、作物营养胁迫的对应关系很不明确,不能满足实际应用的需要。随着高分辨率遥感卫星服务的提供(1~3m),加强遥感光谱信息与土壤性质、作物营养关系的研究和应用将是近几年精确施肥研究的热点和重点。 DGPS的定位精度已完全能满足精确施肥的技术需要,虽DGPS导航自动化施肥或耕作机械已有研究,但DGPS与GIS数据库结合进行自动化机械施肥还有待于进一步发展,同时GPS-RS-GIS也正趋向于一提化。 作物模型和专家系统方面,除进一步加强作物营养机理和生理机理研究外,模型的适用性和通用性方面应于精确施肥紧密结合,因为现在许多模型需要的变量过多或普通方法难以测定,即模型需要进一步简单化和智能化。
5.中国发展精确施肥的思考
精确施肥在中国的必要性。我国的化肥投入突出问题是结构不合理,利用率低。化肥投入尤其是磷肥的投入普遍偏高,造成养分投入比例失调,增加了肥料的投入成本。[20]我国肥料平均利用率较发达国家低10%以上,氮肥为30-35%,磷肥为10-25%,钾肥为40-50%。肥料利用率低不仅使生产成本偏高,而且是环境污染特别是水体富营养化的直接原因之一,众所周知的太湖、滇池的富营养化,其中来自肥料面源污染负荷高达1/3-1/2。随着人们环境意识的加强和农产品由数量型向质量型的转变,精确施肥将是提高土壤环境质量,减少水和土壤污染,提高作物产量和质量的有效途径。
5. 植物逆境中心和生理生态研究所什么关系
首先我猜你是吉林大学生命科学院大二的. 其次,你给的分也太少了点哈 逆境就是指高温,高压,低温,饥饿,干燥,潮湿等等不利于植物生长的条件. 给你设计一个小的,比如你利用无土栽培养了一盆西红柿,这样培养液你可以自己控制成分,然后换培养液,比如缺。
6. 山东省果树研究所的仪器设备
拥有生理、生化、分子等研究领域大中型科研仪器、设备100多台(套)版,建有果树育种实验室权、果树生理生态实验室、设施果树生物学实验室,1000㎡现代化温室一栋,1000 ㎡的高光效简易温室一栋。建有常规育种、生物技术育种和现代果树栽培技术试验基地6处总规模300亩;在果树重点产区建有长期稳定的果树高效标准生产技术试验示范基地16处,总规模5000多亩。
7. 关于地球科学家遭到质疑例子
地球环境污染和破坏的九大现象
一、大气污染
大气污染的定义
在干洁的大气中,痕量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中,出现了原来没有的微量物质,其数量和持续时间,都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度,以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件,对人或物造成危害的现象叫做大气污染。造成大气污染的原因,既有自然因素又有人为因素,尤其是人为因素,如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展,在大量消耗能源的同时,同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气,严重影响了大气环境的质量,特别是在人口稠密的城市和工业区域。所谓干洁空气是指在自然状态下的大气(由混合气体、水气和杂质组成)除去水气和杂质的空气,其主要成分是氮气,占78.09%;氧气,占20.94%;氩,占0.93%;其它各种含量不到0.1%的微量气体(如氖、氦、二氧化碳、氪)。
大气污染物的分类
大气污染物主要可以分为两类,即天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是人为污染物,它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。
颗粒物: 指大气中液体、固体状物质,又称尘。
硫氧化物: 是硫的氧化物的总称,包括二氧化硫,三氧化硫,三氧化二硫,一氧化硫等。
碳的氧化物: 主要包括二氧化碳和一氧化碳。
氮氧化物: 是氮的氧化物的总称,包括氧化亚氮,一氧化氮,二氧化氮,三氧化二氮等。
碳氢化合物: 是以碳元素和氢元素形成的化合物,如甲烷、乙烷等烃类气体。
其它有害物质: 如重金属类,含氟气体,含氯气体等等。
大气污染的危害
大气污染对气候的影响很大,大气污染排放的污染物对局部地区和全球气候都会产生一定影响,尤其对全球气候的影响,从长远的观点看,这种影响将是很严重的。
一是大气中二氧化碳的含量增加,燃料中含有各种复杂的成分,在燃烧后产生各种有害物质,即使不含杂质的燃料达到完全燃烧,也要产生水和二氧化碳,正因为燃料燃烧使大气中的二氧化碳浓度不断增加,破坏了自然界二氧化碳的平衡,以至可能引发“温室效应”,致使地球气温上升。二是臭氧层被破坏 。
大气被污染后,由于污染物质的来源、性质和持续时间的不同,被污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别,以及人的年龄、健康状况的不同,对人体造成的危害也不尽相同。大气中的有害物质主要通过下述三个途径侵入人体造成危害:
(1)通过人的直接呼吸而进入人体;
(2)附着在食物上或溶于水中,使之随饮食而侵入人体;
(3)通过接触或刺激皮肤而进入到人体。其中通过呼吸而侵入人体是主要的途径,危害也最大。
大气污染对人的危害大致可分为急性中毒,慢性中毒,致癌三种。
大气层保护
许多环境问题是跨国界的,甚至是全球性的,如温室效应和臭氧层破坏等大气污染,需要世界各国的共同努力才能逐步解决。人们在70年代早期开始认识到氟氯烃可能对环境有害,并且开始寻找代替品。到了80年代中期,臭氧层破坏的证据已经日益清楚,采取共同行动的呼声也日益高涨。到了1987年,许多国家的代表汇集在加拿大第二大城市蒙特利尔,签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定书》。这个协定书是对付世界环境公害的一个开创性的国际协定,目的是控制氟氯烃和其它破坏臭氧层的物质的消费量,保护地球的“外衣”,也保护人类自己。
经过修正后的蒙特利尔协定书是一个有约束力的国际协定。按照规定,工业国的氟氯烃和其他受限制物质的排放量必须立即减少,在2000年以前逐步完全停止使用这类物品。发展中国家在1996年以前可以继续有限度的增加这些物质的消费,然后就应当逐步减少,到2010年时必须完全停止使用这些有害物质。除了时间上的优惠以外,这一协定书还包含了两个对发展中国家有利的条款:一个是建立一项临时多边基金,帮助发展中国家采取代替氟氯烃的技术;另一个是技术转让条款,要求签字国把最好的技术按照“公平和最有利的条件”转让出去。
我国已加入了修正后的蒙特利尔协定书,并且制定了履行国际义务的国家行动方案,包括建立保护臭氧层组织管理机构,制定有关行业的管理规范,积极开展替代品和替代技术的研究,为企业的替代技术改造安排配套资金等等。
二、酸雨
有人认为酸雨是一场无声无息的危机,而且是有史以来冲击我们最严重的环境威胁,是一个看不见的敌人。这并非危言耸听。
随着工业化和能源消费增多,酸性排放物也日益增多,它们进入空气中,经过一系列作用就形成了酸雨。
人们对酸性排放物已经有了控制,但仍然还有酸雨现象。大气尘埃可能是造成酸雨问题的另一原因。
酸性排放物
自由大气里由于存在0.1~10μm范围的凝结核而造成了水蒸汽的凝结,然后通过碰并和聚结等过程进一步生长从而形成云滴和雨滴。在云内,云滴相互碰并或与气溶胶粒子碰并,同时吸收大气中气体污染物,在云滴内部发生化学反应,这个过程叫做污染物的云内清除或雨除。在雨滴下降过程中,雨滴冲刷着所经过空气中的气体和气溶胶,雨滴内部也会发生化学反应,这个过程叫污染物的云下清除或冲刷。这些过程也就是降水对大气中气态物质的颗粒物质的清除过程,酸化就是在这些过程中形成的。
大气尘埃
最近的发现表明,酸雨是比原来的想象要复杂得多的一种现象。研究得到的结果表明了大气中存在着的碱化合物出乎意料地起着关键性作用。碱通过中和酸性污染物而对酸雨的作用进行抵消。我们发现,人们把全部注意力都集中到大气中的酸性物质,掩盖了碱排放也已经有所下降这一事实。看来有许多因素正在减少大气中这些碱的含量,从而加剧了酸雨对生态的影响。具有讽喻意味的是,在这些因素中有几个正是各国政府为改善空气质量而采取的措施。
大气中的大多数碱都能在称为大气尘埃的空中粒子中找到。这些尘埃粒子富含碳酸钙和碳酸镁等矿物质,这些矿物质溶于水中就起碱的作用。大气尘埃粒子由多种来源共同形成。燃料的燃烧,以及水泥生产、采矿和金属冶炼等工业活动,都会产生含碱的粒子。建筑工地、农场和在未经铺砌的道路上车辆行驶也会造成尘埃粒子。
三、臭氧层破坏
臭氧层是地球最好的保护伞,它吸收了来自太阳的大部分紫外线。然而近二十年的科学研究和大气观测发现:每年春季南极大气中的臭氧层一直在变薄,事实上在极地大气中存在一个臭氧“洞”。
这种臭氧损耗现象是一种反常现象,这是否表明这一紫外线吸收层正处于全球性灾难呢?通过不断的科学研究,人们发现人类社会活动释放的物质严重的破坏了臭氧层,当然这种现象还受到这一地区独特的气象状态(极涡、寒冷的平流层温度、极地平流层云)的影响。
发现过程
英国南极测量局的大气科学家在南极进行了一项研究计划, 这一研究计划分别在地面和空中进行。球载仪器一般是检测该仪器所行进的大气的构成及其化学性质。陆基探测仪和星载探测仪则执行遥测任务。这些研究活动采取了国际合作方式。例如,1987年代表19个组织和四个国家的大约150名科学家和辅助人员聚会于智利的蓬塔阿雷纳斯,进行了一项规模空前的研究,即机载南极臭氧实验。这项实验表明1987年臭氧洞大小达到历史最大。这一发现震惊了科学界。
形成机理
南极“臭氧洞”的成因目前尚无定论,其中最为令人信服的当是污染物质学说。此外还有:美国宇航局汉普顿芝利中心Callis等人提出南极臭氧层的破坏与强烈的太阳活动有关;麻省理工学院的Tung等人认为是南极存在独特的大气环境造成冬末春初臭氧耗竭,根据大气动力学说,指出大量氯氟烃化合物的使用,以及南极初春没有足够阳光产生大量氧原子,并因此提出了不需要氧原子的循环机理。
通过分析我们似乎可以得出以下的主要观点:(1)南极"臭氧洞"是在南极春季特殊的温度和环流状况下由极地平流层云参与和非均相化学反应而引发产生的特殊现象。(2)极地旋涡等其它因素对气体成分输送的影响不是南极"臭氧洞"形成的决定因素,而只能影响臭氧洞的强度。(3)太阳周期变化通过光化学反应对南极"臭氧洞"强弱的影响可以忽略。
四、水污染
人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中,使水受到污染。“水污染”的定义:水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象称为水污染。
水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。
1、海水污染
污水、废渣、废油和化学物质源源不断地流入大海。在许多海域,倾倒混有石油的污水是非法的,但这种事仍时有发生,而真正的石油灾难是在巨型油轮泄漏或沉没时发生的。如今我们设法用化学品使水中石油沉淀以达到清除石油的目的。
向海洋倾倒化学和放射性废物的作法已持续多年。容器总有一天会腐蚀掉,有害物质便将进入海水中。我们对深层水与表层水的循环情况还了解不多,其过程或许比我们以前所想的要快。因此有害物质就会扩散到生物活动的水层中去。
2、地表水污染
五百多年以前,人们就认为饮用流经大城市的河水是危险的,而工业化,人口增长以及新的有毒化学品,使情况愈来愈糟。
排水系统的铺设和清洁剂的使用有增无减,使我们的水道和湖泊中磷酸盐含量日益增多。这种过度营养导致藻类迅猛繁殖。消耗水中的氧,使鱼类死亡,生态系统恶化。由于工业上不妥善处理汞化合物和其它重金属,也造成严重的水污染。汞通过食物链的进程逐渐集中,最后对吃鱼的鸟或人类造成严重的神经损坏。
3、地下水污染
与地表水一样,地下水也受到了污染的威胁,主要来自于地表或土壤水的下渗,农用氮肥以及垃圾中的油、酚污染着地下水,氮肥中的硝酸盐一旦进入地下,便转变为亚硝酸盐,它在人体中能够转变成致癌物质。地面植被的破坏和湿地的排水减少了地表水的渗透,从而降低了潜水面。由于城市和工业的过度需要,淡水不断被抽出作为生活和工业用水,然后作为地表污水重新排放,因而还会导致潜水面的进一步下降。另一方面,大量频繁的灌溉可以增强渗透作用,使潜水面一直升到地表。而在干旱地区,被水渗透的土地由于异常的蒸发作用,引起地下水中盐类的沉淀,迟早会变成不能耕作的盐碱地。
水资源保护
地球上的水似乎取之不尽,其实就目前人类的使用情况来看,只有淡水才是主要的水资源,而且只有淡水中的一小部分能被人们使用。淡水是一种可以再生的资源,其再生性取决于地球的水循环。随着工业的发展,人口的增加,大量水体被污染;为抽取河水,许多国家在河流上游建造水坝,改变了水流情况,使水的循环、自净受到了严重的影响。
五、固体废物
凡人类一切活动过程产生的,且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质,通称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废渣;生活活动中产生的固体废物则称为垃圾。"固体废物"实际只是针对原所有者而言。在任何生产或生活过程中,所有者对原料、商品或消费品,往往仅利用了其中某些有效成分,而对于原所有者不再具有使用价值的大多数固体废物中仍含有其它生产行业中需要的成分,经过一定的技术环节,可以转变为有关部门行业中的生产原料,甚至可以直接使用。可见,固体废物的概念随时、空的变迁而具有相对性。
固体废物的产生途径
维持人类社会一切活动的物料,处于动态平衡过程,并遵循质量守恒规律,可用社会物料流程来描述这一规律。
1.人类的一切活动,相对于外界环境而言,只不过开发与利用了物料,而最终以废物的形式等量回归于环境。这种对物料的"利用与归还"经常处于交叉的状态。在生产与产品的消费过程中,均产生各种形态的废物,这些废物一部分在生产与消费中得到回收和再利用。而另一部分,恰好与在环境中开发的原料等量的部分,以废物形式返回与环境中,形成一个封闭循环系统。
2.在现代社会中,人类活动的每一环节均产生各种状态的废物,从环境中原料的开发乃至产品的利用,无一例外。因此寻求减少废物产量的唯一途径,是降低原料的开发量、减少产品原料消耗。
固体废物的分类
固体废物的分类是依据其产生的途径与性质而定。在经济发达国家将固体废物分为工业、矿业、农业固体废物与城市垃圾四大类。我国制定的《固体废物管理法》中,将固体废物分为工业固体废物(废渣)与城市垃圾两类。其中含有毒有害物的成分,单独分列出一个有毒有害固体废物小类。
固体废物的危害
垃圾正成为困扰人类社会的一大问题,全世界每年要产生超过计划10亿吨的垃圾,大量的生活和工业垃圾由于缺少处理系统而露天堆放,垃圾围城现象日益严重,成堆的垃圾臭气熏天,病菌滋生,有毒物质污染地表和地下水,严重危害人类的健康,这种现象若得不到遏制,人类将被自己生产的垃圾埋葬掉。
六、地面沉降
地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象。地面沉降现象很早就为史书所记载。作为自然灾害,地面沉降的发生有着一定的地质原因。但是,随着人类社会经济的发展、人口的膨胀,地面沉降现象越来越频繁,沉降面积也越来越大。在人口密集的城市,地面沉降现象尤为严重。现在我们研究地面沉降的原因时,不难发现,人为因素已大大超过了自然因素。现在的地面沉降现象与其说是自然灾害,倒不如称之为人为祸患。
地面沉降的地质原因
从地质因素看,自然界发生的地面沉降大致有下列三种原因:
1、地表松散地层或半松散地层等在重力作用下,在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬岩层时,地面会因地层厚度的变小而发生沉降。
2、因地质构造作用导致地面凹陷而发生沉降。
3、地震导致地面沉降。
地面沉降的人为原因
地面沉降现象与人类活动密切相关。尤其是近几十年来,人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。由于各大中城市都处于巨大的人口压力之下,地下水的过度抽采更为严重,导致大部分城市出现地面沉降,在沿海地区还造成了海水入侵。
七、生物多样性变化
生物群落是多种多样的,人们可以从不同的角度将其划分为若干类型。生物多样性的涵义十分宽泛,即包括生物物种的多样性,还包括生态适应性、形态、生理生态多样性等广泛的内容。
不同地理、气候环境具有不同的生物群落。随着工业文明的发展,人类社会逐步扩张,改变了广大地区的生物环境,严重影响了生物多样性,物种正以前所未有的速度从地球上减少。
据估计,全世界每年有数千种动植物灭绝。
砍伐森林
对世界植物和动物的最大威胁是生态环境的破坏。大部分生物很难离开它已适应了的环境。世界上物种最丰富的地方之一是热带雨林区,但是现在它正在遭受到越来越快的破坏。实际上,世界上所有的天然森林都受到严重威胁。程度最轻的是雨林被单一的经济林所代替,情况最严重的地方已因侵蚀而被破坏成了贫瘠的灌丛地。
据世界自然保护基金会估计,全球的森林正以每年2%的速度消失,按照这个速度,50年后人们将看不到天然森林了。
开垦草原
北美的许多草原已经或多或少地消失了。在非洲,由于要解决日益增加的人口的粮食问题,人们正在大量焚毁有丰富动物资源的热带草原。在干旱地区采用传统农业方法既不可靠又危险。为开垦中亚内陆干草原所做的努力,已经遭到了许多不幸的挫折。
排干湿地
沼泽湿地不仅是生物的生活环境,而且在水文循环中起着重要的作用。它可调节河流的流速,改善地下水的补给。但是为了发展工业和建筑住房,许多湿地不是被排干就是蓄满了水。试图把湿地转变为耕地,结果常常是土贫产低。
城市化发展
城镇发展于良好的农业区,而都市化常常意味着为建设住宅、街道和停车场而牺牲耕地。这样耕地就变成了不能出产生物的废地。从自然或经济的角度来看,这样的土地很难再恢复成农田。
动物灭绝
许多动物种类已濒临灭绝,仅是面临危险的脊椎动物数量也是十分惊人的。威胁的性质是各种各样的:欧洲的猛禽正遭到采集鸟蛋者的威胁,而老虎则面临着其出没的密林被砍伐掉的危险。许多濒临动物已难以挽救了,而另外一些若能受到保护尚可幸存。
八、赤潮
赤潮是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。
赤潮虽然自古就有,但随着工农业生产的迅速发展,水体污染日益加重,赤潮也日趋严重。
赤潮的成因
赤潮究竟是一种原本就存在的自然现象,还是人为污染造成的,至今尚无定论。但根据大量调查研究发现,赤潮发生必须具备以下条件:
①海域水体高营养化;
②某些特殊物质参与作为诱发因素,已知的有维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核酸;
③环境条件,如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。发生赤潮的生物类型主要为藻类,目前已发现有63种浮游生物,硅藻有24种,甲藻32种、蓝藻3种、金藻1种、隐藻2种、原生动物1种。
赤潮的危害
赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,而且对人类健康甚至生命都有影响。主要包括两个方面:
①引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;
②有些赤潮生物分泌毒素,这些毒素被食物链中的某些生物摄入,如果人类再食用这些生物,则会导致中毒甚至死亡。
九、水土流失
土地资源是三大地质资源(矿产资源、水资源、土地资源)之一,是人类生产活动最基本的资源和劳动对象。人类对土地的利用程度反映了人类文明的发展,但同时也造成对土地资源的直接破坏,这主要表现为不合理垦植引起的水土流失、土地沙漠化、土地次生盐碱化及土壤污染等,而其中水 土流失尤为严重,乃当今世界面临的又一个严重危机。
水土流失概述
水土流失是指在水流作用下,土壤被侵蚀、搬运和沉淀的整个过程。在自然状态下,纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程非常缓慢,常与土壤形成过程处于相对平衡状态。因此坡地还能保持完整。这种侵蚀称为自然侵蚀,也称为地质侵蚀。在人类活动影响下,特别是人类严重地破坏了坡地植被后,由自然因素引起的地表土壤破坏和土地物质的移动,流失过程加速,即发生水土流失。
水土流失是我国土地资源遭到破坏的最常见的地质灾害,其中以黄土高原地区最为严重。我国目前水土流失总的情况是:点上有治理,面上有扩大,治理赶不上破坏。全国水土流失面积解放初期为17.4亿亩,到1980年约治理6亿亩。由于治理赶不上破坏,水土流失面积却扩大到22.5亿亩,约占国土总面积的1/6,涉及近千个县。全国山地丘陵区有坡耕地约4亿亩,其中修梯田约1亿亩,而另外3亿亩坡地正遭受水土流失的危害。
水土流失危害
土壤肥力下降,水土流失可使大量肥沃的表层土壤丧失。
水库淤积,河床抬高,通航能力降低,洪水泛滥成灾。
威胁工矿交通设施安全。在高山深谷,水土流失常引起泥石流灾害,危及工矿交通设施安全。
恶化生态环境。20世纪30~60年代,人们对于水土流失灾害的认识还停留在对土地造成直接经济损失方面,但在60年代以后,开始联系到人类整个环境所受的影响,包括沉淀物的污染,生态环境的恶化等。
水土流失的原因
易于发生水土流失的地质地貌条件和气候条件是造成发生水土流失的主要原因。
人口多,粮食、民用燃料需求等压力大,在生产力水平不高的情况下,对土地实行掠夺性开垦,片面强调粮食产量,忽视因地制宜的农林牧综合发展,把只适合林,牧业利用的土地也辟为农田。大量开垦陡坡,以至陡坡越开越贫,越贫越垦,生态系统恶性循环;滥砍滥伐森林,甚至乱挖树根、草坪,树木锐减,使地表裸露,这些都加重了水土流失。另外,某些基本建设不符合水土保持要求,例如,不合理修筑公路、建厂、挖煤、采石等,破坏了植被,使边坡稳定性降低,引起滑坡、塌方、泥石流等更严重的地质灾害。
水土流失的防治
水土流失是地表径流在坡地上运动造成的。各项防治措施的基本原理是:减少坡面径流量,减缓径流速度,提高土壤吸水能力和坡面抗冲能力,并尽可能抬高侵蚀基准面。在采取防治措施时,应从地表径流形成地段开始,沿径流运动路线,因地制宜,步步设防治理,实行预防和治理相结合,以预防为主;治坡与治沟相结合,以治坡为主;工程措施与生物措施相结合,以生物措施为主。只有采取各种措施综合治理和集中治理, 持续治理,才能奏效。
河流干涸,森林减少,动物灭绝,臭氧层破坏,温室效应等等
温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等;水污染使水环境质量恶化,饮用水源的质量普遍下降,威胁人的身体健康,引起胎儿早产或畸形等等。严重的
污染事件不仅带来健康问题,也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高,由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。
目前在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题,具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。随着经济和贸易的全球化,环境污染也日益呈现国际化趋势,近年来出现的危险废物越境转移问题
就是这方面的突出表现。
地球的破坏给人类带来的不利影响的表现有:生态环境形势十分严峻,一是水土流失严重,土地沙化速度加快,森林生态功能衰退,草地资源退化,水生态环境系统仍在恶化;二是农业和农村水环境污染严重,食品安全问题日益突出;三是有害外来物种入侵,生物多样性锐减,遗传资源丧失,生物资源破坏形势不容乐观;四是由于我国人口规模庞大,人口自然增长率较高,导致关系到国计民生的重要资源人均占有量不断下降,资源危机显现;五是生态功能继续衰退,生态安全受到威胁,工业固体废物产生量急剧增加,大气污染排放总量仍处于较高水平,全球变暖,臭氧层破坏等等。生态环境现状不仅给生态环境带来了巨大的破坏力,而且制约了经济和社会的协调发展,减缓了社会主义进程。首先,生态环境的巨大破坏给我们造成了巨大的经济损失。就拿我国每年所发生的洪涝灾害来说,一场灾难过后,成千上万的人永远离开了我们,大批大批的人无家可归,不计其数的美好家园遭到破坏,无数的良田被洪水淹没,再加上因道路毁坏所造成的交通中断等等,我们仔细估算一下,我们是不是在经济上蒙受了巨大的损失呢?其次.废水.废气.废渣等废弃物的任意排放,导致大气.河流.土地遭到污染,生态环境遭到严重破坏,同时也严重的损害了广大人民群众的身心健康;再次,由于植被遭到严重破坏致使水土流失严重,土地沙漠化越来越严重,这样迫使许多农民远走他乡,而大部分又没有固定的栖身之地,这加重了社会不安定因素。其实,由于环境遭到破坏所带来的恶果还很多。
② 环境污染的原因
总的来说,环境污染可以是人类活动的结果,也可以是自然活动的结果,或是这两类活动共同作用的结果。如火山喷发,往大气中排放大量的粉尘和二氧化硫等有害气体,同样也造成大气环境的污染。但通常情况下,环境污染更多地是由人类活动,特别是社会经济活动引起的。我们平常所指的就是这类源于人类活动的环境污染。人类活动之所以会造成环境污染,是因
为人类跟其他生物有一个根本差别:人类除了进行自身的生产外,还进行更大规模的物质生产,而后者是其他所有生物都没有的。由于这一点,人类活动的强度远远大于其他生物。例如,对生态系统中水的利用,其他生物仅取用满足其生存要求的量,而人类对水的利用则不知道要比其他生物多多少倍,多到有的局部生态系统所有的水都不够用。污染物的排放源称为污染
源。各种污染源的情况将在第四节讲述。
对环境污染可以从不同角度进行分类。根据受污染的环境系统所属类型或其中的主导要素,可分为大气污染,水体污染,土壤污染等等;按污染源所处的社会领域,可分为工业污染、农业污染、交通污染等等;按照污染物的形态或性质,可分为废气污染,废水污染、固体废弃物污染、以及噪声污
染、辐射污染等。
8. 关于地球被破坏的资料
在一些国家,资本家或生产单位的经济人为了追求高额利润,任意向自然界排放各种有害物质,严重污染环境,特别是大气和水源的污染,造成社会公害,引起许多疾病,使广大人民的健康和生命受到严重威胁。对水源的污染有多种,其中“水俣病”就是举世闻名的日本公害之一。“水俣病”于1953年首先在日本九州熊本县水俣镇发生,当时由于病因不明,故称之为水俣病
1950年在水俣湾附近渔村中,发现一些猫步态不稳,抽筋麻痹,最后跳入水中溺死,当地人谓之“自杀猫”。1953年水俣镇发现一个生怪病的人,开始只是口齿不清,步态不稳,面部痴呆,近而耳聋眼瞎,全身麻木,最后神经失常,一会酣睡,一会兴奋异常,身体弯弓,高叫而死。1956年在这个地区又发现五十多人患有同样症状的病。经过对病的调查和研究,在1962年才确定水俣病的发生是由于汞的环境污染,特别是常期食用被污染的鱼和贝类引起的甲基汞慢性中毒。这是从水俣镇的工厂排放的氯化甲基汞污染海域,使鱼和贝类中毒造成的。继水俣镇之后1963年,日本新泻县又有大批自杀猫、自杀狗出现。1973年在有明海南部沿岸的有明町等地又发生了水俣病。据报导这三次发病人数共计900多人,实际上在日本受害人数远远超过这个数字,仅水俣镇受害居民已有一万人左右。
汞俗称水银,它广泛应用于许多工业部门。汞及其化合物都是有害物质,尤其是汞的烷基化合物的毒性更大。汞及其化合物可以通过呼吸或消化系统进入人体。无机汞进入人身体后,含汞浓度最高的是肾脏和肝脏。有机汞在人脑中蓄积最为显著,其次是肝和肾。汞中毒后的临床症状即如“水俣病”症状。
造成水污染的工业公害除汞外,还有酚、氰类、铬、砷及某些重金属盐等物质。这些物质从工厂及科研单位排放出来,造成了严重的水污染。从而对人类造成的危害在国内外都时有发生。因此在发展国民经济,加快四个现代化的进程中,一定要注意保护人类赖以生存的环境,防止污染,使人类在优美、舒适的环境中生存发展。
黑风暴:沙尘暴的一种,大风扬起的沙子形成一堵沙墙,所过之处能见度几乎为零
18世纪以来,大批移民来到美国西部平原,滥垦滥伐,导致了20世纪30年代的3次黑风暴。1934年5月的一次风暴持续了三天三夜,从西海岸一直吹到东海岸,形成了东西长2400千米、南北宽2400千米、高达3400千米的灰黄色尘土带。风暴以每小时100多千米的速度向东推进,横扫北美大陆,尘暴过处,天昏地暗。中亚哈萨克地区,由于50年代大量开垦荒地,引起大面积土壤;风蚀,也发生过类似美国30年代的尘爆。在中国北部116万平方千米的沙漠中,有39%是由于人为原因引起尘暴而造成沙漠化的。
沙尘暴是一种突发的、高强度的风沙灾害。中国每年由此造成的直接经济损失高达45亿元之巨。中国西北地区,包括新疆、甘肃、青海、宁夏以及陕西和内蒙古的中西部,是中国沙尘暴的多发区。1993年5月5日的特大沙尘暴使甘肃、宁夏和内蒙古部分地区遭受巨大损失,死亡85人,伤残264人,失踪31人,直接经济损失7.25亿元。严重影响这些地区的经济发展。
9. 哪种便携式调制叶绿素荧光仪最好用
当然是PAM-2100和MINI-PAM了!
1983年,WALZ公司首席科学家、德国乌兹堡大学的Ulrich Schreiber教授设计制造了全世界第一台调制荧光仪——PAM-101/102/103,使在自然光下测量叶绿素荧光成为现实,解决了科学界近50年的技术瓶颈。PAM-101/102/103迅速在植物生理、生态、农学、林学、水生生物学等领域得到广泛应用,出版了大量高水平研究文献。但该仪器比较笨重,不易带到野外。
1992年,WALZ公司首席科学家、调制荧光仪发明人、德国乌兹堡大学的Ulrich Schreiber教授设计制造了全世界第一台便携式调制荧光仪——PAM-2000,并且在植物生理生态学等科研领域得到广泛应用,此后十几年中成为全球最畅销的调制荧光仪。
1996年,WALZ公司在浓缩PAM-2000功能的基础上,设计制造了一台更加方便携带的超便携式调制荧光仪——MINI-PAM。该仪器对PAM-2000的功能进行了浓缩,更加适合野外操作,同时价格也更加便宜。
2003年,WALZ公司在保留PAM-2000所有功能和优点的基础上,结合最新技术,将PAM-2000升级到了PAM-2100。
PAM-2100
系统描述
PAM-2100采用了独特的调制技术和饱和脉冲技术,从而可以通过选择性的原位测量叶绿素荧光来检测植物光合作用的变化。PAM-2100的调制测量光足够低,可以只激发色素的本底荧光而不引起任何的光合作用,从而可以真实的记录基础荧光Fo。PAM-2100具有很强的灵敏度和选择性,使其即使在很强的、未经滤光片处理的环境下(如全日照甚至是10000 μmol m-2 s-1的饱和光强下)也可测定荧光产量而不受到干扰。因此,PAM-2100不但适合在实验室人工控制的环境下测量,还可以在自然环境中甚至是强烈的全光照条件下开展野外科学研究。
PAM-2100是非常便携、强大的测量系统,它将各种光学和电子元件组装在一个24 cm×10.5 cm×11 cm的外壳中。测量光由655 nm的发光二极管(LED)发出,可在低频(600 Hz)和高频(20 kHz)间自动切换。光化光(光合生物实际可吸收利用进行光合作用的可见光)由卤素灯(白光)或红光LED(655 nm)提供。远红光(735 nm,促进光系统I迅速消耗掉在PQ处累积的电子)由LED发出。
PAM-2100的按键操作非常简单。基础测量只需单健操作。数据在内置电脑中自动分析、存储并且在显示屏上显示。除了“参数窗”外,在“动力学窗”还可显示曲线的实时变化。
PAM-2100利用光纤进行信号传输。光适应叶夹2030-B(专利产品)上配备微型光量子/温度传感器,可在记录荧光信号的同时,同步记录光合有效辐射(PAR)和温度变化。
PAM-2100内设10个标准Run(预先编好的间隔一定时间并按一定顺序执行特定命令的程序),用户只需一次按键就可进行复杂的实验。用户还可对这些标准Run进行编辑得到自己的User-Run(数量不限),来满足特殊的实验需要。
PAM-2100主机可以直接连接电脑(圆口)键盘,在野外现场,可以根据实验需要,不需电脑就可以进行特殊程序的编辑。
PAM-2100还可以设定单机操作软件DA-2100自动间隔一定时间执行某个Run或User-Run,而Run是可以无限扩展的,因此,可以说PAM-2100的功能几乎可以无限扩展。只要将主机和叶夹(均可固定在三角架上)固定好,按一次按键,(人不在现场看守)仪器可以自动进行非常复杂的测量过程。
此外,PAM-2100主机还可以连接电脑显示器或投影仪放大显示,非常适合进行教学使用。
特点
1) 声誉卓著的PAM-2000的升级版
2) 精巧、准确、迅速、操作简便的高级光合作用检测设备
3) 可单机操作(采用内置电脑,DA-2100软件记录),可连接外置电脑操作(Windows操作软件PamWin)
4) 便携式设计,带大屏幕液晶显示屏(可显示曲线变化)和20个按键
5) 强大的数据收集、分析和存贮功能
6) 可以预先编写和设定程序,进行特殊研究目的测量
7) 内置锂电池可满足长时间野外工作需要,并可连接外置12 V电池
8) 多种叶夹可供选择,专利设计的光适应叶夹2030-B可同时记录PAR和温度变化
9) 光源选择:自然光,内置光源(提供测量光、光化光、饱和脉冲和远红光),可选外置卤素灯光源(特别适合野外研究)
功能
1) 可测荧光诱导曲线的快速上升动力学O-I-D-P相和O-J-I-P相
2) 可测荧光诱导曲线的慢速下降动力学并进行淬灭分析(Fo, Fm, Fv/Fm, F, Fm, Fo’, dF/Fm’, qP, qN, NPQ, rETR等)
3) 可测光响应曲线和快速光曲线(RLC)
4) 仪器内置一系列标准实验(Run1~Run10),用户可对其进行编辑建立自己的User-Run
5) 可在线检测植物、微藻、地衣、苔藓等的光合作用变化
6) 单机操作功能强大,特别适合野外操作,实验室内单机操作时可连接电脑显示器或投影仪放大显示
应用领域
仪器设计特别适合野外使用,可用于研究光合作用机理、各种环境因子(光、温、营养等)对植物生理状态的影响、植物抗逆性(干旱、冷、热、涝、UV、病毒、污染、重金属等)、植物的长期生态学变化等。在植物生理学、植物生态学、植物病理学、农学、林学、园艺学、水生生物学、环境科学、毒理学、微藻生物技术、极地植物光合作用研究等领域有着广泛应用。
10个标准Run
Run 1:测量实际量子产量Yield(ΔF/Fm’)
Run 2:测量最大量子产量Fv/Fm
Run 3:记录诱导曲线并进行淬灭分析(采点率10 ms/点)
Run 4:记录诱导曲线并进行淬灭分析(采点率30 ms/点)
Run 5:qN 的驰豫动力学
Run 6:快速诱导动力学O-I-D-P相(线性时间)
Run 7:快速诱导动力学O-J-I-P相(对数时间)
Run 8:光响应曲线(需76 min)(稍加编辑即可测量快速光曲线)
Run 9:光响应曲线(需33 min)(稍加编辑即可测量快速光曲线)
Run 10:仪器自检
用户可根据实验需要,自行修改或编制程序。
MINI-PAM
MINI-PAM采用了独特的调制技术和饱和脉冲技术,从而可以通过选择性的原位测量叶绿素荧光来检测植物光合作用的变化。MINI-PAM的调制测量光足够低,可以只激发色素的本底荧光而不引起任何的光合作用,从而可以真实的记录基础荧光Fo。MINI-PAM具有很强的灵敏度和选择性,使其即使在很强的、未经滤光片处理的环境下(如全日照甚至是10000 μmol m-2 s-1的饱和光强下)也可测定荧光产量而不受到干扰。MINI-PAM是野外光合作用研究的强大工具。
超便携式调制叶绿素荧光仪MINI-PAM的特点在于快速、可靠的测量光合作用光化学能量转换的实际量子产量。此外,MINI-PAM秉承了WALZ公司PAM系列产品的一贯优点,通过应用调制测量光来选择性的测量活体叶绿素荧光。基于创新性的光电设计和高级微处理器技术,MINI-PAM在达到超便携设计的同时可以得到灵敏、可靠的结果。同时,MINI-PAM的操作非常简单。
测量光合量子产量只需一个按键(START)操作即可,仪器会自动测量荧光产量(F)和最大荧光(Fm),并计算光合量子产量(Y=ΔF/Fm),得到的数据会在液晶显示屏上显示同时自动存储。此外MINI-PAM还有许多模式(MODE)菜单,包括荧光淬灭分析(qP、qN和NPQ)和记录光响应曲线等,以满足用户的特殊需要。
连接光适应叶夹2030-B后,可以测量光合有效辐射(PAR)、叶片温度和相对电子传递速率(rETR)。内置电池可以满足1000次量子产量测量的需要,仪器内存可以存储4000组数据。
Windows操作软件WinControl可以进行数据传输、数据分析和遥控操作。
标准版的MINI-PAM采用红光作为测量光。根据用户需要,我们也可提供以蓝光(470 nm)作为测量光的MINI-PAM。
特点
1)声誉卓著的PAM-2000的浓缩版
2)精巧、准确、迅速、操作简便的高级光合作用检测设备
3)可单机操作(采用内置电脑),可连接外置电脑操作(Windows操作软件WinControl)
4)超便携式设计,带液晶显示屏和8个按键
5)强大的数据收集、分析和存贮功能
6)能耗低,内置锂电池可满足长时间野外工作需要,并可连接外置12 V电池
7)多种叶夹可供选择,专利设计的光适应叶夹2030-B可同时记录PAR和温度变化
8)光源选择:自然光,内置光源(提供测量光、光化光和饱和脉冲),可选外置卤素灯光源(特别适合野外研究)
功能
1)可测荧光诱导曲线并进行淬灭分析(Fo, Fm, Fv/Fm, F, Fm', ΔF/Fm’, qP, qN, NPQ, rETR, PAR和叶温等)
2)可测光响应曲线和快速光曲线(RLC)
3)51个内置模式菜单,方便参数设置和标准测量
4)可在线监测植物、微藻、地衣、苔藓等的光合作用变化
5)功能强大,特别适合野外操作,实验室内利用WinControl控制时可自编程序
10. 如何测量水体叶绿素浓度,蓝藻浓度,微囊藻浓度
采来的水样要用鲁哥固定液固定,浓缩后,再在显微镜下用血球计数板计数,就知道藻浓度了,叶绿素浓度可以用分光光度计