记者近日获悉,中国科学院华南植物园揭示气候和底物化学计量比调控自生固氮,相关研究成果已于近期发表在学术期刊Earth's Future(《地球的未来》)上。
生物固氮是陆地生态系统重要的氮输入途径,通常包括共生和自生固氮两种方式。相比共生固氮而言,自生固氮在陆地生态系统的分布范围更广。自生固氮通常受到气候因子、底物特性和固氮微生物群落结构的影响。
传统观点认为,气候因子是驱动自生固氮空间格局的主要因素,因此温暖湿润的低纬度地区通常被认为具有更高的自生固氮速率。然而,许多区域尺度的研究发现,温暖湿润的低纬度地区并不一定表现出更高的自生固氮速率,并且相比气候因子而言,底物特性对自生固氮区域分布格局的影响可能更为显著。因此,自生固氮的空间分布格局及其影响因素有待进一步研究。
该研究以在中国东海岸不同位点采集的互花米草和芦苇凋落物为研究对象,开展了两项野外实验,并用全球数据进一步佐证。在同位分解实验中,来自不同位点的互花米草和芦苇凋落物被送回采样地点进行分解,以评估气候因子和底物特性对自生固氮区域格局的影响。在同质园分解实验中,来自不同位点的互花米草和芦苇凋落物被统一放置于崇明岛东滩进行分解,以进一步明确底物特性对自生固氮区域格局的作用。此外,通过全球数据分析进一步验证自生固氮的分布格局及其调控因素。
结果表明,互花米草和芦苇凋落物自生固氮速率的纬度格局并没有在温暖湿润的低纬度地区达到峰值。这种的现象也可以推广到其他自生固氮类型(土壤、叶片等)的全球分布格局。导致这种现象的原因是由于在区域和全球尺度上,自生固氮的空间分布格局受到气候因子和底物化学计量比的共同调控。为此,研究人员提出了一个新的理论框架来解释这种现象。
文/广州日报新花城记者:黄岚 通讯员:陈红锋
广州日报新花城编辑:黄馨怡