研究揭示陸地生態系統生物固氮對養分輸入的格局和機制

　　中國科學院華南植物園生態中心博士后鄭棉海在研究員莫江明的指導下，通過收集和整合分析全球不同自然生態系統（熱帶/亞熱帶森林、溫帶森林、北方森林、草地和苔原）、不同基質（土壤、凋落物、苔蘚、地衣、葉片和根瘤）和不同固氮類型（自由固氮和共生固氮）對養分（氮、磷和微量元素）輸入的響應格局；同時分析養分添加措施（養分添加速率、持續時間和輸入總量）和環境因子（溫度、降雨和氮沉降）對以上這些響應格局的作用。

生物固氮是陸地生態系統重要的氮素來源之一，其活性的高低影響了生態系統的養分循環和凈初級生產力。雖然已有多數控制性試驗研究表明養分是影響生物固氮的重要因子，但在全球尺度上，有關養分調控陸地生態系統生物固氮及其驅動因子的認識仍然很薄弱。研究表明，氮添加抑制生態系統生物固氮（-19%），微量養分添加促進生態系統生物固氮（+30.4%），而磷添加對生物固氮的影響取決于生態系統、基質和固氮類型。研究進一步發現中高緯度生態系統生物固氮對養分輸入的響應（32.9-61.3%）比低緯度生態系統的響應（8.5-36.9%）更敏感，并且中高緯度生態系統生物固氮的響應隨著緯度降低而減弱。此外，研究還揭示了養分添加措施沒有影響生物固氮的響應，但環境因子顯著影響生物固氮對養分輸入的響應；即隨著溫度、降雨量和大氣氮沉降速率的增加，中高緯度生態系統（低溫、低降雨和低氮沉降區域）生物固氮對養分輸入的響應減弱。

　　相關研究揭示了自然陸地生態系統生物固氮對養分輸入的響應格局以及環境因子對生物固氮響應的調控機制，暗示了未來部分全球變化（全球變暖、局部降水增加和氮沉降加劇）可能會降低養分對中高緯度生態系統生物固氮的限制。該研究結果已于近日發表在全球變化領域刊物Global Change Biology上。相關研究獲得國家自然科學基金、博士后創新人才支持計劃和博士后科學基金等資助。