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wusaite 2019-7-16 11:08

核武器的主要杀伤因素有冲击波、光辐射、贯穿辐射和放射性沾染。此外，核爆炸所产生的次级效应一一核电磁脉冲也会产生巨大的破坏作用。 1 冲击波冲击波是由于核爆炸时产生的巨大能量在百万分之几秒时间内从极为有限的弹体中释放出来，使气体等介质受到急剧压缩而产生的高速高压气浪。爆炸中心迅速向四周膨胀，在极短的时间（数秒至数十秒）内对人员、物体造成挤压、抛掷作用而产生巨大的破坏。冲击波所到之处，建筑物倒塌，砖瓦、沙子、玻璃碎片四处横飞，使人体出现肺、胃、肝、脾出血破裂等严重内伤和骨折。 2 光辐射光辐射是在核爆炸反应区内形成的高温高压炽热气团（火球）向周围发射出的光和热。光辐射会引起可燃物质的燃烧，造成建筑物、森林的火灾，使飞机、坦克、大炮成为废金属，并能引起人员的直接烧伤或间接烧伤，也可以使直接观看到火球的人员发生眼底烧伤。 3 贯穿辐射贯穿辐射是在核爆炸后的数秒钟内辐射出的高能丫射线和中子流，其穿透能力极强，能引起周围介质的电离，严重干扰电子通信系统，并可使人体的细胞和器官因电离而遭到破坏。 4 放射性沾染放射性沾染是核爆炸发生 1 分钟左右以后剩余的核辐射，它是由大量核反应产物的散布形成的。随着这些放射性产物的衰变，释放出对生物有害的丫射线、Ⅱ射线和 j3 射线，使人体受到伤害。放射性沾染的持续时间为几小时至几十天不等。参考文献吴范宏，徐虎 . 应用化学 . 上海：华东理工大学出版社 , 2016.08:77-78.

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食物的天然毒物和天然食物的安全性（八）：加工劣变（4）

jxz1963 2017-10-5 14:06

食物的天然毒物和天然食物的安全性（八）：食品加工引起的品质劣变（4）—— 光辐射对食物的影响对食物进行辐射作用，已进行了三十多年的试验。其内容是为了抑制种子发芽、昆虫蜕变、消毒、巴土杀菌和灭菌作用。其目的是为了长期贮存食物，使货架期延长，并可以避免过热、过冷对食物的不利影响。这种方法适于发展中国家，因为这些地方冷却剂难易应用，而且此方法在发展中国家有广阔的发展前途。但一些国家的卫生权威人士认为，食物辐射作用的食品添加剂，可能会引起处理过的食物发生化学变化。对于不同的处理方法，使用不同的辐射源和食物，就可能有不同的试验结果。经充分地动物喂养试验研究，以足够的致畸变试验，诱发试验，致癌性试验，和足够的微生物学研究，以及配合充分地化学分析，都已经对各种级别的食品辐射做了试验，以 500 千拉特（ Krad ）或低于它的辐射量，都是安全的（ FRAS ）。联合国粮农组织、国际原子能机构和世界卫生组织（ FAO/IAEA/WHO ）联合国专家会议，一致同意这个论点，并接受了由一种食品到其他项目所推出数据，当作计量单位兆拉特（ Mrad ）。科学家还认为对食品使用高剂量放射线辐射，没有毒性作用。同时使用低剂量放射量辐射这类食品时，也是无毒的。这种论断是科学工作者提高放射线浓度，使其辐射量达１兆拉特的试验结果作出的。经辐射后的食品，经动物试验是安全的，而几份结果说明，未发现受试动物小白鼠和大白鼠诱变活性。但有些文章指出， γ 射线辐射食品的辐射剂量增大，有不安全的因素，但分析其原因是原来食品就有不安全的诸如脂过氧化物，因为它们参加了反应引起潜在有害物的生成；再僻如，非酶褐变的产物，也是如此。用钴 γ 射线辐射 D- 葡萄糖和 D- 果糖溶液，其放射后生成了类似还原酮的产物。据说这种产物是有害的。 Mead 等人应用高能辐射线作引起化学变化的研究，试验受辐射物对病理症状和健康的影响作用，若脂类氧化程度越深，其影响就愈大。根据 Nawer （ 1973 ）所观点，认为过氧化物是通过游离基原理所生成，而且还有二次降解产物，丙烯醛和丁烯醛。至于脂肪和蛋白质之间通过辐射的发生反应，可能对生理有影响。辐射可以促进脂类的反应形成烷类和烃类物质。经周瑞宝教授 2017 年 9 月 22 日同意，本博客近期将陆续刊出周教授参与编著的新书《当代食物安全》的部分内容，希望得到网友的支持和响应，并积极进行热烈讨论。

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夜空黑暗吗？奥伯斯佯谬？算一算就知道了！

热度 1 jmluo0922 2015-10-12 17:43

晚夜的星空为什么黑暗？奥伯斯用他的逻辑推导出，如果宇宙是无穷的，恒星的数量就应该是无穷，由于星光的合成作用，夜晚的天空应该亮如白昼。但事实上，夜晚的天空除星星闪烁外，是黑暗的，当然是指没有月光的夜晚。显然事实与奥伯斯的推理产生了矛盾! 计算无穷宇宙地球的光辐射照度，的确是个难题！奥伯斯采用均匀化恒星的光辐射来近似计算，存在明显问题，我在前期博客提出了一些。 1、明暗是一个相对概念，依赖观测仪器和方法； 2、均匀化模型存在明显的逻辑漏洞；例如：除太阳以外，离我们最近的恒星的距离约为4.2光年，达到我们眼睛的照度与距离的平方成反比，亮度确定，我们感受到的光就是确定的。均匀化处理后，是难以保证这个确定关系的。夜晚太阳的光照被地球遮挡，虽然在地球附近的太空中有大量由它辐射的光子，但不能进入我们眼睛，对于夜晚照度的贡献应该接近零，没有贡献。如果均匀化处理太阳，结果肯定是有贡献的！这点大家要特别注意。 3、天体的遮挡效应，包括比恒星多得多的行星，陨石，星云等，以及近处恒星对远处恒星的遮挡。因此，恒星的光在太空中传播到地球是有衰减性的，并且可能出现完全遮挡的情况。此时，观测到的宇宙就有深度的限制。因此，我们在理解夜晚的天空受到的恒星光照的物理模型时，应该根据夜晚的实际情况来建立！事实上，虽然无穷的宇宙中有无穷多的恒星，但离我们的地球都十分遥远，除太阳以外，离我们最近的恒星的距离是4.2光年，距离第10位远的恒星就达到了10亿光年。因此，恒星在宇宙中的分布密度是十分小，而且距离遥远。达到我们眼睛几乎是平行光，光通量由瞳孔的大小决定。人眼、望远镜测量到的光照度由两部分组成，一部分星光（某个方向上的平行光）透过大气直接进入视野，在某个像点产生亮点，另外就是视野外恒星的光通过大气散射的影响。第一部分：平行星光选择距离最近4.2亿光年恒星作为例子，其光辐射到达地球的照度是与地球的距离R平方成反比的，恒星的亮度是有限的L，那么照度正比于L/R 2 ；假定在这个方向上每4.2亿光年出现同等恒星，第i个重复恒星的照度正比于L/(iR) 2 ，在不考虑遮挡的情况下，对于无限宇宙，该方向光照无限累积正比于： n趋近于∞时，无穷级和为π 2 /6 经过上面的估算，某方向光照，对于无限宇宙来讲是有限的，考虑遮挡会更小。第二部分，视野外恒星的散射贡献通过上面的结果可以发现，夜晚天空在某个方向的亮度取决于最近的恒星，可以近似将天空中星体发光看成半球面发光体，考虑大气散射进入眼睛的效应就可以计算出结果了。具体的算法我还没有考虑清楚，但我想平板电场强度计算模型是可以借鉴的，最终结果与光平均面亮度有关，并且是有限。如果您有什么想法，请留言哈！

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“乌云”还是“乌龙”，物理学家应该深刻思考的问题！

热度 7 jmluo0922 2015-7-10 14:01

我在科学网写博客，最主要的目标是澄清由于“两朵乌云”事件导致的，科学界特别物理学界对经典物理的错误理解，进而错误地发生了否定科学基本原则的所谓现代物理革命。迈克尔逊莫雷实验，高温物体光辐射的光谱分布，是不是经典物理思想不能理解，电磁理论不能解决的困难。当代物理学家，特别物理学研究的后来人，必须独立、认真进行思考，给出正确的结论。如果你的答案是真，那么就去完善现代物理理论，因为现代物理理论存在的深刻矛盾，即所谓的“神秘性”所掩盖的问题，还没有得到解决。我在此预祝你成功！假如你的判断与我相同，认为前人在理解这两个实验时，出现了严重的低级失误，那么否定经典物理思想就没有依据。与经典物理思想对立的现代物理就是对科学的颠覆，是一种破坏科学的行为。否定经典科学思想就是科学史上的“乌龙”事件！我说话是讲依据的，是完美主义者。对事对人不仅很严肃，而且往往用显微镜来寻找不足，这也许在科学研究上是优势，但生活中的我，活得十分痛苦。

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22种草原植物光合速率与光辐射关系的比较研究

热度 1 duzhanchi 2014-1-1 14:18

前言：本文通过对22种草原植物不同光辐射下的光合速率、光饱和点、近饱和点、半饱和点、光补偿点、光合的光辐射系数和光能利用效率等光-光合特性的研究，将其区分为强阳性、阳性和耐阴性三类。耐阴性植物日阴菅的各个光-光合特性指标，均显著低于阳性草原植物。草原植物的光-光合特性，可为分析其在群落中的生态位，深入揭示草原物质生产过程，划分光生态类型提供依据。为此，现将二十世纪八、九十年代在我国典型草原地区所测定的有关数据，进行整理分析，用博文发表，目的是供同行参考。 1. 实验条件与方法研究地点位于内蒙古锡林河畔，中科院内蒙古草原生态系统定位研究站；海拔高度约1200m，为典型草原地带，栗钙土。测定样品自天然草原移栽，土壤保持原状，盆栽，生长期间供水良好。光合测定在实验室进行，人工光源。CO 2 定量系统采用GXH--201型红外线CO 2 分析仪和同化室联用法。气源为大气。测定部位：单子叶植物为最上充分展开叶，双子叶植物为壮龄叶片。重复5次。由于针茅属植物的叶子卷曲成针状，其面积不易测准，所以，光合速率单位统一用μmol·kg -1 （叶干重）·s -1 表示。研究材料为22种草原植物，分属6科。其中，禾本科植物7种：羊草（ Leymus chinensis ）、大针茅（ Stipa grandis ）、贝加尔针茅（ Stipa baicalensis ）、冰草 ( Agropyron cristatum ) 、西伯利亚羽茅（ Achnatherum sibiricum ）、无芒雀麦( Bromus inermis )、芨芨草( Achnatherum splendens )，豆科植物6种：扁蓄豆 ( Melissitus ruthenica ) 、黄花苜蓿( Medicago falcata )、直立黄芪( Astragalus adsurgens ) 、华北岩黄芪( Hedysarum gmelinii )、多叶棘豆 ( Oxytropis myriophylla ) 、多茎野豌豆 ( Vicia multicaulis ) 。其余9种为：莎草科的日阴菅 ( Carex pediformis ) ，百合科的山葱（ Allium senescens ）、黄花( Hemerocallis minor )，鸢尾科的马蔺( Iris lacteal var. chinensis )，菊科的冷蒿（ Artemisia frigida ）、阿尔泰狗哇花( Heteropappus altaicus )，藜科的木地肤（ Kochia prostrata ），伞形科的防风（ Saposhnikovia divaricata ），胡颓子科的沙棘( Hippophaerhamnoides ) 。光合生态特性包括光饱和点、近饱和点、半饱和点、补偿点以及光辐射系数和光能利用效率。近饱和点指相对光合速率为95%时的光辐射强度，与光饱和点同属高光强。半饱和点指相对光合速率为50%时的光辐射强度，可视为低光强。光合的光辐射系数指光辐射每升高1 μmol·m -2 ·s -1 ，光合速率（ μmol·m -2 ·s -1 ）的增加量；用实测数据拟合出的双曲线方程式计算得出；用其可定量表示光辐射对光合速率的影响程度。光能利用效率用光合速率（ μmol·m -2 ·s -1 ）除以相应的光辐射量（ μmol·m -2 ·s -1 ）得出。 2. 研究结果 2.1. 光合速率的比较图1为22种植物光合速率随光辐射的变化。分析表明，二者呈双曲线函数关系，相关性极显著（α=0.001）。其光饱和光合速率、近饱和光合速率和半饱和光合速率均以阿尔泰狗哇花最高，分别达 279 、265和140μmol·kg -2 ·s -1 ，日阴菅最低，分别为73、69和36μmol·kg -2 ·s -1 。光辐射100 μmol·m -2 ·s -1 时的光合速率，以黄花最高，达92μmol·kg -2 ·s -1 ，大针茅最低，为24μmol·kg -2 ·s -1 。如分别将其分成3级，则光饱和点、近饱和点和半饱和点时的光合速率分别大于 22 0 、210和110μmol·kg -2 ·s -1 者有3种，即阿尔泰狗哇花、黄花和华北岩黄芪；分别小于80、70、40μmol·kg -2 ·s -1 者1种，为日阴菅。其余18种植物介于其间。而在弱光（光辐射100 μmol·m -2 ·s -1 ）下，其光合速率大于 60 μmol·kg -2 ·s -1 者有黄花、冰草和西伯利亚羽茅，小于30 μmol·kg -2 ·s -1 者有大针茅、贝加尔针茅、华北岩黄芪、沙棘和日阴菅，其余14种介于其间。图1. 22种草原植物的光-光合速率曲线 2.2. 光饱和点、近饱和点、半饱和点和补偿点的比较由表1可见，22种植物的光饱和点差别极大，其中华北岩黄芪、马蔺、山葱，在光辐射升到1680μmol·m -2 ·s -1 ，即测定地区最大光辐射时，尚未达到饱和，表明在自然条件下没有光饱和点。阿尔泰狗哇花和多叶棘豆为1680μmol·m -2 ·s -1 。日阴菅的光饱和点最低，为810μmol·m -2 ·s -1 ，其余16种介于1000~1600μmol·m -2 ·s -1 之间。近饱和点亦是华北岩黄芪、马蔺、山葱和阿尔泰狗哇花较高，大于1300μmol·m -2 ·s -1 ，日阴菅最低，小于700μmol·m -2 ·s -1 ，其余17种介于700~130μmol·m -2 ·s -1 之间。半饱和点以华北岩黄芪最高，达520μmol·m -2 ·s -1 ，日阴菅最低，为130，其余20种介于180~420μmol·m -2 ·s -1 之间。光补偿点以黄花苜蓿和扁蓿豆较高，大于40μmol·m -2 ·s -1 ，日阴菅、黄花、冰草较低，为11μmol·m -2 ·s -1 ，其余17种居中，介于13~38之间。表1 22种草原植物的光饱和点、近饱和点、半饱和点和补偿点（ μmol·m -2 ·s -1 ）植物种类光合作用的光特性植物种类光合作用的光特性光饱和点近饱和点半饱和点光补偿点光饱和点近饱和点半饱和点光补偿点羊草 1100 920 220 13 扁蓄豆 1460 1280 410 41 冰草 1100 880 190 11 华北岩黄芪 no 1630 520 16 西伯利亚羽茅 1100 880 190 18 直立黄芪 1300 1070 260 25 无芒雀麦 1100 940 270 18 黄花苜蓿 1360 850 320 48 芨芨草 1530 1160 210 16 多茎野豌豆 1300 1000 190 20 大针茅 1100 1040 370 13 多叶棘豆 1680 1280 260 20 贝加尔针茅 1100 900 240 16 冷蒿 1190 1040 310 36 日阴菅 810 620 130 11 阿尔泰狗哇花 1680 1430 400 27 马蔺 no 1340 260 14 木地肤 1240 1070 280 31 山葱 no 1340 380 20 防风 1500 1100 200 16 黄花 1030 780 180 11 沙棘 1240 1090 320 38 注：no表示在测定地区最大自然光辐射下仍未达到光饱和点。 2.3. 光合的光辐射系数的比较表2的数据显示，在高光强（900μmol·m -2 ·s -1 ）下，华北岩黄芪和阿尔泰狗哇花的光辐射系数较高，大于0.1μmol·kg -2 ·s -1 / μmol·m -2 ·s -1 ，日阴菅最低，小于0.02μmol·kg -2 ·s -1 / μmol·m -2 ·s -1 ，其余19种介于0.03~0.1之间。在弱光（μmol·m -2 ·s -1 ）下，黄花、冰草和西伯利亚羽茅的光辐射系数较高，大于0.45μmol·kg -2 ·s -1 / μmol·m -2 ·s -1 ，日阴菅、大针茅、贝加尔针茅、华北岩黄芪和沙棘的光辐射系数较低，小于0.27μmol·kg -2 ·s -1 / μmol·m -2 ·s -1 ，其余14种介于其间。表2 22种草原植物光合的光辐射系数（ μmol·kg -2 ·s -1 / μmol·m -2 ·s -1 ）植物种类光合的光辐射系数植物种类光合的光辐射系数强光（900时）弱光（100时）强光（900时）弱光（100时）羊草 0.061 0.443 扁蓄豆 0.099 0.304 冰草 0.053 0.501 华北岩黄芪 0.102 0.270 西伯利亚羽茅 0.053 0.489 直立黄芪 0.068 0.411 无芒雀麦 0.056 0.291 黄花苜蓿 0.098 0.288 芨芨草 0.039 0.374 多茎野豌豆 0.042 0.418 大针茅 0.073 0.218 多叶棘豆 0.052 0.378 贝加尔针茅 0.038 0.237 冷蒿 0.085 0.372 日阴菅 0.014 0.204 阿尔泰狗哇花 0.112 0.416 马蔺 0.053 0.398 木地肤 0.073 0.391 山葱 0.072 0.282 防风 0.046 0.434 黄花 0.071 0.680 沙棘 0.058 0.243 注：光辐射单位：μmol·m -2 ·s -1 。 2.4. 光能利用效率的比较如表3所示，在高光强（900μmol·m -2 ·s -1 ）下，光能利用效率以黄花和阿尔泰狗哇花较高，大于0.25μmol·kg -2 ·s -1 / μmol·m -2 ·s -1 ，日阴菅最低，为0.08μmol·kg -2 ·s -1 /μmol·m -2 ·s -1 ，其余19种介于0.11~0.22μmol·kg -2 ·s -1 /μmol·m -2 ·s -1 之间。在弱光（μmol·m -2 ·s -1 ）下，黄花、冰草和西伯利亚羽茅的光能利用效率大于0.65μmol·kg -2 ·s -1 /μmol·m -2 ·s -1 ，大针茅、贝加尔针茅、华北岩黄芪、沙棘和日阴菅的光能利用效率小于0.31μmol·kg -2 ·s -1 /μmol·m -2 ·s -1 ，其余14种介于其间。表3 22种草原植物的光能利用效率（ μmol·kg -2 ·s -1 / μmol·m -2 ·s -1 ）植物种类光能利用效率植物种类光能利用效率强光（900时）弱光（100时）强光（900时）弱光（100时）羊草 0.209 0.563 扁蓄豆 0.192 0.335 冰草 0.220 0.675 华北岩黄芪 0.180 0.293 西伯利亚羽茅 0.216 0.656 直立黄芪 0.204 0.503 无芒雀麦 0.152 0.347 黄花苜蓿 0.184 0.317 芨芨草 0.164 0.506 多茎野豌豆 0.181 0.572 大针茅 0.138 0.240 多叶棘豆 0.178 0.481 贝加尔针茅 0.117 0.292 冷蒿 0.206 0.431 日阴菅 0.082 0.310 阿尔泰狗哇花 0.244 0.470 马蔺 0.186 0.508 木地肤 0.202 0.469 山葱 0.163 0.321 防风 0.190 0.587 黄花 0.298 0.920 沙棘 0.137 0.279 注：光辐射单位：μmol·m -2 ·s -1 。 3. 分析与讨论 3.1. 不同类型草原植物光合速率的差异表4的数据显示，11种双子叶植物的平均光饱和点、近饱和点、半饱和点和补偿点均大于11种单子叶植物的平均值。方差分析表明，单子叶和双子叶植物的光补偿点差异极显著（ F=17.7F 0.001 =14.82 ），半饱和点和差异显著（ F=4.47F 0.05 =4.35 ），光饱和点和近饱和点差异较显著（均为 F=3.92F 0.1 =2.97 。此外，光饱和光合速率、强光下的光辐射系数和光能利用效率亦是双子叶高于单子叶，而弱光下的光合速率、光辐射系数和光能利用效率则相反，但差异均不显著。 6 种豆科植物的平均光饱和光合速率、光饱和点、近饱和点和光补偿点均高于7种禾本科植物的平均值。方差分析表明，光饱和光合速率、光饱和点和补偿点的差异均显著（分别为F=7.60F 0.05 =4.28 、 F=9.04F 0.05 =4.84 和F=7.02F 0.05 =4.84），近饱和点差异较显著（F=4.11F 0.1 =3.23）。此外，半饱和点和强光下的光辐射系数和光能利用效率亦是豆科高于禾本科，而弱光下的光合速率、光辐射系数和光能利用效率则相反，但差异均不显著。表4 不同类型草原植物光合速率的差异植物类型光合速率光饱和点近饱和点半饱和点光补偿点光合的光辐射系数光能利用效率光饱和时 100 时 900 时 100 时 900 时 100 时单子叶 171.9 48.6 1211 980 238 15 0.053 0.374 0.177 0.486 双子叶 199.4 43.1 1416 1167 316 29 0.076 0.357 0.191 0.431 禾本科 167.3 46.8 1161 958 240 15 0.053 0.365 0.174 0.468 豆科 195.9 41.7 1454 1184 327 28 0.077 0.345 0.186 0.417 注：1.100时和900时为光辐射量，单位为μmol·m -2 ·s -1 。 2. 光合速率的单位： μmol·kg -2 ·s -1 。 3. 光合的光辐射系数和光能利用效率的单位：μmol·kg -2 ·s -1 /μmol·m -2 ·s -1 。 3.2. 关于草原植物的光生态类型以光因子划分的植物生态类型，通常分为阳性植物、耐阴植物和阴性植物三类。以往的研究表明，阳性植物和阴性植物的光饱和点通常分别为1000~1500和100~200（400）μmol·m -2 ·s -1 ，但书中没有列出耐阴植物的光饱和点范围。从上述研究结果可以看出，有6种植物的光饱和点超过阳性植物的上线，有1种植物低于阳性植物的下线，但又显著超过阴性植物的上线，其余15种均在阳性植物范围之内。据此，可将22种草原植物区分为三类：（1）阳性植物：光饱和点在1000~1500μmol·m -2 ·s -1 之间，包括：羊草、冰草、西伯利亚羽茅、无芒雀麦、大针茅、贝加尔针茅、黄花、扁蓿豆、直立黄芪、黄花苜蓿、多茎野豌豆、冷蒿、木地肤、防风和沙棘。（2）强阳性植物：光饱和点大于1500μmol·m -2 ·s -1 ，包括：华北岩黄芪、马蔺、山葱、阿尔泰狗哇花、多叶棘豆和芨芨草；（3）耐阴植物：光饱和点小于1000μmol·m -2 ·s -1 ，只有日阴菅。此外，强阳性植物的光饱和光合速率、强光下的光辐射系数和光能利用效率一般亦具有较高水平；而耐阴植物的这几个指标均明显低于阳性植物。参考文献杜占池，杨宗贵，盛修武.草原植物光合和呼吸作用的测定--红外线气体分析仪和同化室联用法.草地生态研究方法（主编：姜恕）.北京：农业出版社，1988. 中国植被编辑委员会.（主编：吴征镒）中国植被.北京：科学出版社，1995. WalterLarcher. 植物生态生理学（第五版）（翟志席等译）.北京：中国农业大学出版社，1997. （测定者：杜占池杨宗贵）

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[转载]一周国际要闻（1月28日—2月3日）

crossludo 2013-2-4 13:24

一周国际要闻（1月28日—2月3日）本周焦点牵引光束首次在微观层面上吸引物质向光束源移动在“光镊”正被广泛应用于操作细胞甚至是纳米水平的物质时，真正的牵引光束却还是纸上谈兵吗？日前英国科学家经过多年的努力，首次成功在微观层面上真实牵引目标物体——聚苯乙烯颗粒向光束源移动。该成果实现了与科幻作品中所描述的相同的简单情形，并不是以往建立在光辐射压原理上的利用光去移动物体。而目前强大的“光镊”，把持住目标物体的关键仍是利用激光的焦点，想要移动物体首先要移动焦点。但牵引光束并不需要改变焦点就可以使目标物体向光源方向移动，且实验中已可以通过调整光束实现吸引不同尺寸的纳米颗粒。一周技术刷新英开发出基于自旋电子技术的3D存储芯片英国剑桥大学的科学家将电子保存数据与磁性记录数据相结合，开发出一种被称为自旋电子芯片的新型3D存储芯片。目前的存储芯片多为平面结构，数据只能前后左右移动，如同平房一样；而这种3D存储芯片则建造了一栋楼房，并在各个楼层间架设了楼梯，可实现数据在不同楼层间（三维空间中）的存储和传递，其将大幅提高目前存储设备的存储能力。近室温条件下单分子存储实现一个由美国麻省理工大学、印度科学教育研究院等单位科学家组成的国际小组，利用“石墨烯片”（由一层平面碳分子层附着锌原子构成），对以往的“分子存储”实验技术进行了改良，使其能在零摄氏度左右运行，并使制造工艺大大简化。目前造出的实验性存储设备导电性虽然只改变了20%，还不足以用作商业设备，但提出的理论解释了人们未曾预料的单电极转换现象，经过进一步研究，有望设计出新的有机分子，使导电性变化率更高。美英开发出拉伸时可变色的新纤维美国哈佛大学和英国埃克塞特大学材料科学家以一种生长在南美洲热带、俗称奇异猪莓的幻彩果实为灵感，开发出一种结构独特的新纤维，其能在拉伸时改变颜色，色彩可覆盖整个可见光谱的范围。纤维柔韧有弹性，本身还可作为一种智能材料感知热和压力。该新材料可作为新型体育纺织品在肌肉紧张程度不同的部位显出不同颜色。高分子薄膜缓释技术或成为疫苗接种新方法麻省理工学院的研究人员开发出一种类似于膏药的疫苗，这种疫苗由多层被植入DNA的高分子材料组成，高分子薄膜上有若干个微型针头，贴在皮肤上时能渗入皮肤中大约半毫米，足以使药物进入表皮细胞又不会引发疼痛。而这种通过高分子薄膜方式输送药物的接种效果优于电穿孔法，可提高DNA疫苗的有效性。一周之“首” 美首次实现两相斥离子环永久互连美国西北大学的科研人员实现了被许多科学家称之为不可能完成的任务：开发出一种能够制成新型的自由基化合物的方式，第一次将通常情况下会相互排斥的两个相同的阳离子环永久地连接起来。原本每个环都携带了4个正电荷，本应彼此排斥，但通过引入自由基，即化合物分子在光热等外界条件下共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团，营造出新的关系。这种新型化合物将有助于电池、半导体和电子存储设备制造的技术改进。前沿探索特殊硅结构可基于单光子产生多个电子空穴对美国加州大学戴维斯分校的科研人员通过计算机模拟证实，利用特殊的“硅BC8”结构，能够基于单个光子产生多个电子空穴对，从而使太阳能电池最大转化效率提升至42%。但略有遗憾的是，通过与传统的硅纳米粒子相结合，目前制成的太阳能电池模型仅能在紫外线的照射下工作，还不能在可见光照射下正常工作。石墨烯和人脑工程入选欧盟旗舰技术项目欧盟委员会日前宣布了“未来和新兴技术（FET）旗舰项目”的竞赛结果，多国联合科研项目——石墨烯和人脑工程最终胜出。其中石墨烯项目聚焦有独特性能的碳基材料石墨烯，这种二维材料有望在各个领域获得革命性的发展；而人脑工程项目（HBP）则希望通过打造一个综合的基于信息通信技术的研究平台来研发出最详细的人脑模型。二者将在今后10年中各获10亿欧元的科研资助。用DNA存储信息可达数万年之久数字内容的不断汇集正在对档案工作者构成挑战。而欧洲分子生物学实验室—欧洲生物信息学研究所（EMBL-EBI）的研究人员创建了一种可将数字化信息存储数万年之久的新技术，其采用DNA作为介质，小而密集，不需要任何电源存储，且储存规模远远超出全球所有的信息量，利用该技术可以在大约一杯DNA里存储至少1亿小时的高清视频文件。下一步则需要完善编码方案，为商业上可行的DNA存储模型铺平道路。美用皮肤细胞培养出一种心脏病模型大多数心律失常性右室发育不良/右室心肌病（ARVD/C）患者，在20岁之前没有征兆，因此很难研究该病的进展情况和相应疗法。但最近，美国桑福德-伯纳姆医学研究所和约翰·霍普金斯大学的研究人员合作，用一位该病患者的皮肤细胞培育出心肌细胞，并在培养皿中诱导出心脏病模型，再现了该病发作时的主要特征。这一成果有助于人们更好地研究该病，测试新的治疗方法。 “最”案现场纳米粒子成就世界最小隧道德国卡尔斯鲁厄理工学院和美国莱斯大学的研究人员，用镍纳米颗粒在一块石墨样品上挖掘出了直径只有几纳米的纳米隧道。该技术让材料内部在纳米层次上的组织和重新构建成为了现实，且多孔石墨结构在许多领域具有应用价值，如用其作为锂电池的电极时，通过使用适当的材料和孔径就可以控制充电时间；在医学上，多孔石墨可以作为药物缓释载体；此外，在传感器和太阳能电池制造领域该技术也具有一定前景。奇观轶闻用三维打印技术建造月球基地很多人都看好三维（3D）打印技术，但像欧洲空间局（ESA）这么有信心的可不多。日前，欧空局联合多家机构，正在验证通过3D打印的方法，用月球表层的风化土壤来建造月球基地的可行性。目前，他们已用1.5吨的模拟月壤造出了一块基地建材样品。如能进一步解决相关问题，建造月球基地的宏伟工程将变得更加简单。一去无返的火星之旅报名踊跃？！ 2012年，荷兰火星人公司宣称，打算从2013年开始挑选和训练宇航员，在2023年4月出发前往火星，并会将这一人类在火星上垦荒安家的过程作为“真人秀”的好素材在电视上播出。不过，这可是一次没有回头路的启程——派遣出的人类将永久性地移民到那尘埃遍布的星球上，每隔一年就会有新的移民者来到这里，从而让火星基地社区缓慢增长。据媒体称，该公司业已收到37000多个报名意向，其中仅中国人就有400多名。

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老芒麦叶片光合作用的光温生态特性研究

duzhanchi 2012-11-11 17:59

老芒麦 ( Elymus sibiricus ) ，亦称西伯利亚披碱草。具有分蘖能力强、生长快、产草量高、品质好等优良特性；是我国温带和西南地区中高山地带广泛种植的牧草品种之一。该植物在种草养畜和草地生态保护中有着重要作用。以往对其生态适应性、生物学特性、生产性能、育种和栽培管理等方面研究较多，光合生理生态特性研究为数很少。本文研究了这种牧草光合速率与光辐射和温度的关系。 1. 条件和方法研究地点位于内蒙古锡林河畔，中国科学院内蒙古草原生态系统定位站内。该地区属温带大陆性气候，典型草原地带，栗钙土，海拔高度约 1200m 。测定样品老芒麦移自当地天然草原，土壤保持原状，盆栽；生长期间供水良好，生长健壮。在实验室人工光源 ( 碘钨灯 ) 下，采用红外线 CO 2 分析仪和叶室联用法，开放气路系统，在不同生育期分别测定不同光辐射和温度下的光合速率。整个生育期共测定 7 次，依次为营养期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆初期、灌浆中期和灌浆后期。测定部位均为最上充分展开叶；通常重复 5 次。 2. 结果和分析 2.1 老芒麦叶片光合作用与光辐射的关系 2.1.1 老芒麦叶片光合速率随光辐射的变化图 1 为不同生育期老芒麦叶片光合速率随光辐射的变化。分析表明，光合速率与光辐射均呈双曲线关系，相关系数都大于 0.95 ，极显著。结果显示，在不同光辐射下，光合速率均随生育期后移而减小；但在弱光辐射下，光合速率降低幅度更大。如以营养期的光合速率为 100% ，则灌浆后期的相对光合速率在 90 、 180 、 520 和 1100 μ mol · m -2 · s -1 光辐射下依次为 14.2% 、 17.8% 、 21.8% 和 23.2% 。 2.1.2 老芒麦叶片光合作用的光特性光饱和点为植物呈现最大光合速率时的光辐射强度；近饱和点和半饱和点分别为最大光合速率 95% 和 50% 时的光辐射强度。光补偿点为光合速率为 0 时的光辐射强度。研究结果表明，光合作用的光特性均随生育期而变化。光饱和点，在营养期较低，随着植物的生长发育，逐步上升，到抽穗期出现最高值，其后渐渐下降；营养期和灌浆期分别为抽穗期的 79% 和 68% ；近饱和点与光饱和点的变动规律相同。半饱和点，随生育期后移而逐渐升高，在灌浆中后期出现最高值，为营养期的 142% 。光补偿点在生育前期较低，抽穗期较高，其后略降。（表1）表1 不同生育期老芒麦叶片光合作用的光特性（单位： μ mol · m -2 · s -1 ）项目营养期孕穗期抽穗期开花期灌浆初期灌浆中期灌浆后期光饱和点近饱和点半饱和点光补偿点 1100 660 150 14 1240 750 150 14 1390 880 160 16 1100 800 160 15 1100 800 200 15 950 600 260 15 950 690 260 15 2.1.3 老芒麦叶片光合作用的光辐射系数光合作用的光辐射系数为光辐射强度每变化 1 μ mol · m -2 · s -1 时，光合速率（ μ mol CO 2 · m -2 · s -1 ）的变化量。以此定量说明光辐射对光合速率的影响程度。从表2可以看出，在低辐射下，光辐射系数以营养期最高，其后，随生育期后移逐渐降低；灌浆后期仅为营养期的 17.8% 。在高辐射下，虽然亦是营养期最高，但随生育期的变化幅度较小，灌浆后期仅为营养期的 57.6% 。表2 不同生育期老芒麦叶片光合的光辐射系数（单位：μ mol · m -2 · s -1 / μ mol · m -2 · s -1 ）项目营养期孕穗期抽穗期开花期灌浆初期灌浆中期灌浆后期低辐射（ 100 ）时高辐射（ 900 ）时 0.067 0.0059 0.059 0.0047 0.054 0.0044 0.055 0.0046 0.033 0.0040 0.020 0.0079 0.012 0.0034 2.1.4 不同光辐射下老芒麦叶片的光能利用效率表3的数据表明，在不同的光辐射下，均以营养期的光能利用效率最高，孕穗期至开花期有所下降，但比较平稳；灌浆期降低幅度较大。灌浆后期与营养期比较，在光饱和点、近饱和点和半饱和点下，其光能利用率依次降低 72.0% 、 76.7% 和 85.7% 。表3 各生育期不同光辐射下老芒麦叶片的光能利用效率 (%) 项目营养期孕穗期抽穗期开花期灌浆初期灌浆中期灌浆后期光饱和点时近饱和点时半饱和点时 2.28 3.60 8.34 1.78 2.82 7.74 1.53 2.29 6.65 1.93 2.52 6.70 1.26 1.64 3.53 1.03 1.55 1.89 0.64 0.84 1.19 2.2 老芒麦叶片光合作用与温度的关系 2.2.1 老芒麦叶片光合速率随温度的变化图 2 显示，从低温开始，老芒麦的光合速率随温度上升而升高，到达一定温度后，光合速率保持平稳状态，此时处于最适温度阶段；当温度继续升高时，光合速率逐渐下降，直到高温补偿点，光合速率降至 0 。无论在最适温度的低温侧，还是在高温侧，光合速率与温度之间均呈二次多项式关系。分析表明，其相关系数均大于 0.98 。进一步比较可以看出，其光合速率随着生育期后移而降低的幅度，在最适温度下，降低幅度较小；在低温侧，温度愈低，降低幅度愈大；在高温侧，温度愈高，降低幅度愈大。如灌浆后期与营养期比较，在最适温度下降低 59% ；在低温侧的 20 ℃和 10 ℃分别下降 60% 和 76 ℃；在高温侧的 40 ℃和 50 ℃分别下降 65% 和 89% 。 2.2.2 老芒麦叶片光合作用的温度特性表4的数据表明，老芒麦光合作用的最适和适宜温度幅度，大致在开花期之前较宽，灌浆期相对较窄。温度饱和点以抽穗期之前较低，开花期之后升高，其后基本没有变化。高温补偿点在开花期之前较高，其后逐渐降低。低温补偿点的计算值在整个生育期几无变化。表4 不同生育期老芒麦叶片光合作用的温度特性（℃）项目营养期孕穗期抽穗期开花期灌浆初期灌浆中期灌浆后期最适温度幅度适宜温度幅度温度饱和点高温补偿点低温补偿点（计算值） 4 15 20 61 0.1 6 14 19 59 0.1 4 9 22 60 0.1 3 10 24 59 0.1 1 10 24 56 0.0 2 7 24 52 0.0 1 9 24 50 0.0 2.2.3 老芒麦叶片光合作用的温度系数光合作用的温度系数为温度每变化 1 ℃ 时，光合速率（ μ mol CO 2 · m -2 · s -1 ）的变化量，以此定量说明温度对光合速率的影响程度。计算结果显示，不同温度下其光合作用的温度系数不同；但在同一温度下，温度系数随生育期的变化趋势是一致的。现以 15 ℃（低温侧）和 35 ℃（高温侧）为例进行表述。由表5可见，老芒麦光合作用的温度系数，在最适温度的低温侧，以抽穗 - 开花期较高，之前和之后均相对较低，如 15 ℃时，以抽穗期为 100% ，则营养期和灌浆后期分别为 61.2% 和 31.1% ；在高温侧，以营养期较高，其后大致呈降低趋势，如 35 ℃时，以营养期为 100% ，则开花期和灌浆后期分别为 69.0% 和 37.5% 。表5 不同生育期老芒麦叶片光合作用的温度系数（单位：μ mol · m -2 · s -1 / ℃）项目营养期孕穗期抽穗期开花期灌浆初期灌浆中期灌浆后期低温侧（ 15 ℃时）高温侧（ 35 ℃时） 0.506 -0.553 0.524 -0.394 0.826 -0.411 0.814 -0.382 0.442 -0.332 0.435 -0.268 0.257 -0.207 2.2.4 不同光辐射下老芒麦叶片的光能利用效率老芒麦的光能利用系数，在不同温度下有所不同；但在同一温度下，其随生育期的变化趋势也是一致的。表6以最适温度、 10 ℃（低温侧）和 40 ℃（高温侧）为例予以说明。在整个生育期，均以最适温度时的光能利用效率最高，高温侧和低温侧均明显降低，如在营养期，以最适温度时为 100% ，则 10 ℃和 40 ℃时，分别为 80.3% 和 71.8% 。在某一温度下，老芒麦的光能利用效率均随生育期后移而降低，如在最适温度、 10 ℃和 40 ℃时，灌浆后期分别为营养期的 23.9% 、 15.2% 、 18.1% 。表6 各生育期不同温度下老芒麦叶片光合作用的光能利用效率 (%) 项目营养期孕穗期抽穗期开花期灌浆初期灌浆中期灌浆后期最适温度时 10 ℃时 40 ℃时 2.28 1.83 1.64 2.00 1.51 1.49 1.94 1.07 1.41 1.96 1.21 1.55 1.26 0.85 0.90 0.93 0.44 0.56 0.54 0.28 0.30 2.3 老芒麦与羊草、冰草、大针茅光合生态特性的比较从表7可以看出，老芒麦与羊草和冰草比较，其光饱和点、光补偿点、最适温度幅度均小于后二种植物；光饱和点时的光能利用效率显著地大于后二者；光饱和光合速率、高温补偿点和适宜温度幅度，高于羊草，低于冰草；温度饱和点低于羊草，与冰草相近。表 7 老芒麦与羊草、冰草、大针茅光合生态特性的比较项目老芒麦羊草冰草光饱和光合速率（ μ mol CO 2 · m -2 · s -1 ）光饱和点（ μ mol · m -2 · s -1 ）光补偿点（ μ mol · m -2 · s -1 ）最适温度幅度（℃）适宜温度幅度（℃）温度饱和度（℃）高温补偿点（℃）光饱和点时的光能利用效率（ % ） 25 1100 14 4 15 20 61 2.28 21 1710 21 6 11 25 59 1.23 28 1750 20 10 18 19 63 1.60 备注：测定期间为营养期。（测定者：杜占池杨宗贵）

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