Bio-refinery of the whole Amorphophallus konjac by steam explosion and butanol fermentation using konjac waste

魔芋，多年生草本植物，是天然葡甘聚糖最主要的来源，在中国的种植面积位于世界前列。目前以魔芋为原料的产业局限于魔芋葡甘聚糖的生产，产品单一，产业技术落后，对于魔芋资源的综合开发利用十分欠缺。本论文以魔芋全株为原料，系统建立了魔芋全株资源综合利用的生物炼制路线。论文主要研究内容如下： （1）建立了魔芋块茎汽爆炼制魔芋粉的方法，制备得到满足农业部NY/T 494-2010 I级标准的魔芋粉，确定最佳汽爆处理强度为140 oC，5 min。针对新鲜魔芋易褐变和易溶胀的特点，优化并确定了亚硫酸钠乙醇结合浸泡的加工预处理方法。 （2）实现了魔芋飞粉中生物碱和神经酰胺活性物质的提取，确定以乙醇为溶剂提取魔芋飞粉生物碱的最佳提取时间为8 h；优化得到魔芋飞粉神经酰胺的提取条件为固液比1:8，乙醇浓度85%，提取温度80 oC，最佳提取率为1.68%。 （3）探索了魔芋飞粉作为碳源进行生物丁醇发酵的可行性，确定分步糖化发酵方式下添加β-甘露聚糖酶可得到最佳发酵结果。证明了分步糖化发酵方式在飞粉丁醇发酵上的优势，经分步糖化发酵后ABE总溶剂产量可达10.95 g/L，其中丁醇产量为7.10 g/L，产率为0.30 g/L/h，高于同步糖化发酵下总溶剂浓度6.64 g/L。魔芋飞粉相比于木质纤维素资源结构简单无需额外进行预处理，是一种良好的丁醇发酵原料。 （4）证实了生物碱的提取对飞粉发酵丁醇具有一定的促进作用。飞粉中生物碱含量下降，发酵产物中丁醇及总溶剂的浓度升高，发酵周期缩短。 （5）研究了魔芋栽培废弃物及加工废弃物的酶解性能。利用纤维素酶分别对栽培废弃物不同部位进行酶解，证明魔芋叶的酶解率高于茎；比较了加工废弃物魔芋皮在不同汽爆条件预处理后的酶解效果，结果表明魔芋皮经1.5 MPa，5 min汽爆处理后酶解率最高可达到97.78%，相比于未汽爆提高了27.12%

柴达木盆地东缘祁连圆柏轮宽序列标准化的方法研究

利用在青海柴达木盆地东缘山地获取的大量祁连圆柏树轮资料,对拟合并去除树木生长趋势即标准化方法进行探讨,提出了一种总体曲线方法。该方法用包含完整树木髓心、并且在40￣60年间达到生长顶峰的树轮资料拟合柴达木盆地东缘祁连圆柏的总体生长趋势曲线,并用广义的负指数函数来描述树木自茎的次生生长开始以来的径向生长过程。用相同的树轮资料建立估算缺失轮数的最初径向生长模型,其方差解释量高达90.9%。建立年表时包含髓心的样芯认定生理年龄为1年,不包含髓心的样芯用最初径向生长模型估算缺失轮数,然后全部样芯用生长趋势曲线对应国家自然科学项目(40371118);中国科学院知识创新工程项目(KZCX3-SW-321

20世纪80年代以来中国的气候变暖及其对自然区域界线的影响

20世纪80年代以来全球气候加剧变暖,已为世人所瞩目、利用代表性较好的全国160个站1951～1999年逐年逐月气温资料,分析了80年代以来我国年和四季温度的变化,发现中国的气候变暖表现为非均衡响应,区域和季节差异颇大.在区域变化上有‘北暖南冷’的趋势,在季节变化上有“冬暖夏凉”的特点。并从数理统计学角度,对温度变化进行显著性检验,得出长江以北地区基本达到了95％以上的信度水平.同时根据335个站,自1951年或50年代初建站以来至1999年日平均温度稳定通过≥10℃积温资料,对近19年与前30年资料进行对比分析,得出≥10℃积温及≥10℃持续日数的变化幅度,发现我国东部中亚热带、北亚热带、暖温带、中温带和寒温带普遍北移,北亚热带和暖温带北移明显,南亚热带和边缘热带变化不大,我国西部地区除滇西南、青藏高原和内蒙古西部所处的各温度带有北移或上抬趋势,其他地区变化不大或略有南压和下移

中国陕西关中及周边地区近500年来初夏干燥指数序列的重建

本文采用华山东峰、西峰和南峰的华山松树轮宽度差值年表重建了 1 5 0 0年以来中国陕西关中及周边地区的初夏干燥指数序列 ,对重建序列进行了统计特征分析 ,并同大尺度大气环流场进行了相关分析。结果表明 :华山年表的变化与该地区初夏平均干燥指数序列的变化具有很好的一致性 ,可用来重建该地区的初夏干燥指数序列 ;该地区在 1 5 0 2～ 1 5 1 1年、1 5 70～ 1 5 80年以及 1 80 7～ 1 81 4年间的初夏季节存在 3次较为严重的干旱 ;该地区初夏干燥指数变化存在着较为明显的周期特征 ,其中以 1 3a左右和 4a左右的周期最为显著 ,但周期特征在不同的历史阶段存在着明显的差异 ;重建序列在 1 784年前后发生了一次较大幅度的方差变化 ,而 1 5 87年前后的均值突变则表现为干燥指数值的急剧降低 ;该地区初夏季节的干燥程度可能与前期极涡的中心强度及冷空气活动有关

温室气体与气候:过去变化对未来的启示

对 2 0世纪气候变化原因存在的争议进行了综合分析 ,指出尽管气候变化的“温室气体理论”还存在许多来自冰芯和地质证据的冲击 ,然而大气温室气体含量增加对于气温的放大作用是肯定的。结合温室气体含量与气候变化这一论题 ,指出目前应重视的一些研究内容。同时简要分析了不同时间尺度气候变化的原因 ,认为太阳活动与地球气候系统之间关系研究将是一个活跃的领域

The extreme drought in the 1920s and its effect on tree growth deduced from tree ring analysis: a case study in North China

Using tree-ring analysis coupled with historical records, we investigated the possibility of developing a tree-ring network in North China, and the possible disturbance for the dieback of Meyer spruce (Picea meyeri) forest in typical steppe. Four tree-ring chronologies were employed: one for Meyer spruce and Korean spruce (Picea koraiensis) in eastern Inner Mongolia, and two for Chinese pine (Pinus tabulaeformis) in central Inner Mongolia. Significant parallel behaviour between the chronologies revealed the possibility of developing a large-scale tree-ring network in North China. In addition, the coincident growth decline in the 1920s in Chinese pine and Korean spruce chronologies revealed the most severe drought period for more than 200 years in North China, which was confirmed by converging lines of historical events. A clear correspondence between a peak in the age distribution (1933-1935) and a persistent drought event from 1922 to 1932 implied that the extreme drought in the 1920s was probably the underlying cause of Meyer spruce mortality.La sécheresse extrême des années 1920 et son effet sur la croissance des arbres : une étude dendrochronologique en Chine du Nord. La dendrochronologie et l'analyse de documents historiques ont été utilisées d'une part pour évaluer le potentiel d'une base de données dendrochronologiques régionale et d'autre part pour vérifier l'existence d'une perturbation responsable du déclin des forêts d'épicéa de Meyer (Picea meyeri) dans la steppe typique. Quatre séries dendrochronologiques ont été construites : une pour l'épicéa de Meyer et l'épicéa de Corée (Picea koraiensis) dans l'Est de la Mongolie intérieure et deux pour le Pin chinois (Pinus tabulaeformis) en Mongolie intérieure centrale. Les tendances observées dans ces quatre séries dendrochronologiques sont significativement comparables. Ainsi, ces quatre séries suggèrent un fort potentiel pour une base de données dendrochronologiques applicable aux échelles locale et régionale en Chine du Nord. De plus, le Pin chinois et l'épicéa de Corée ont tous deux montré un déclin de leur croissance dans les années 1920, ce qui indique une période de sécheresse sévère et soutenue inégalée depuis 200 ans en Chine du Nord. Ceci est confirmé par des événements historiques synchrones. Une nette correspondance entre un pic dans la distribution des âges (1933-1935) et une sécheresse soutenue de 1922 à 1935 impliquent que la sécheresse des années 1920 était probablement une des causes de la mortalité de l'épicéa de Meyer, espèce particulièrement sensible à la sécheresse

Tree-ring evidence of recent abnormal warming on the southeast Tibetan Plateau

National Natural Science Foundation of China [30670383, 40871097]; National Basic Research Program of China [2005CB422002

黑龙江漠河兴安落叶松与樟子松树轮生长特性及其对气候的响应

树木年轮(简称树轮)气候学是监测与重建全球气候变化的重要方法之一。针叶树树轮的生长能反馈出气温的变化,在高纬度地带尤为明显。该文分析了生长在我国最北部的兴安落叶松(Larixgmelinii)与樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)的树轮密度和宽度的特性。落叶松最大密度、晚材平均密度、早晚材宽度和轮宽都远高于樟子松。樟子松的所有密度变量的样本方差都明显高于兴安落叶松,宽度变量的样本方差却明显低于兴安落叶松。两树种密度变量的差值年表显著相关,宽度变量之间没有显著相关关系。落叶松与樟子松的晚材密度的形成受7、8月的最高温控制。另外,樟子松的晚材还与生长季节的长短相关。落叶松的年轮宽度对生长季节开始前的温度敏感,而樟子松的轮宽对气候变量没有很好的响应。结果表明,落叶松与樟子松的树轮最大密度都与生长季后期的温度显著相关,两树种的树轮信息对气候变化的重建有很大的潜力