華南植物園在生物固氮的環(huán)境響應(yīng)機(jī)制研究取得進(jìn)展
生物固氮是地球生態(tài)系統(tǒng)重要的氮素來源之一，也是驅(qū)動(dòng)陸地生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)和凈初級(jí)生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素。雖然許多研究表明全球變化（人類活動(dòng)和氣候變化等）對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生顯著的影響，但全球變化如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)生物固氮，目前仍然未知。
中科院華南植物園生態(tài)中心鼎湖山站生態(tài)系統(tǒng)管理研究組鄭棉海副研究員（課題組PI：莫江明研究員）通過整合分析人為干擾活動(dòng)（通過比較3類不同生態(tài)系統(tǒng)：未管理、恢復(fù)和人為干擾的系統(tǒng)）和全球環(huán)境變化（升溫，CO2濃度升高，降雨量增加，干旱加劇和氮沉降增加）對(duì)不同陸地生態(tài)系統(tǒng)生物固氮（自生和共生固氮）的影響。結(jié)果表明，人為干擾活動(dòng)降低了生態(tài)系統(tǒng)的自生固氮速率，但對(duì)共生固氮速率沒有顯著影響。升溫、CO2濃度升高和降雨量增加促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)固氮（分別增加152.7%，19.6%和73.1%），而干旱加劇和氮沉降抑制了生態(tài)系統(tǒng)固氮（分別降低30.4%和31.0%）。生物固氮對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)敏感度與生態(tài)系統(tǒng)類型和基質(zhì)組分有關(guān)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在各個(gè)環(huán)境變化因子下，加強(qiáng)人為干擾活動(dòng)一致降低了生態(tài)系統(tǒng)生物固氮速率。導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因可能是人為干擾活動(dòng)改變了陸地生態(tài)系統(tǒng)的土壤理化性質(zhì)（容重、質(zhì)地、含水率和pH）、植物和微生物特性（優(yōu)勢(shì)植物種數(shù)、植被蓋度和土壤微生物量）以及土壤資源（全碳、全氮、全磷、無機(jī)氮和無機(jī)磷）。上述研究首次系統(tǒng)地揭示了全球陸地生態(tài)系統(tǒng)生物固氮對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)格局，同時(shí)暗示了人為干擾活動(dòng)對(duì)生物固氮產(chǎn)生抑制作用，研究結(jié)果有助于我們準(zhǔn)確理解、評(píng)估、模擬和預(yù)測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)氮收支、凈初級(jí)生產(chǎn)力和生態(tài)系統(tǒng)反饋。
相關(guān)研究成果已發(fā)表在全球變化領(lǐng)域著名刊物Global Change Biology（IF2019=8.555；生態(tài)學(xué)7/168）上。該研究獲得國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目和廣東省自然科學(xué)基金等資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.15328
陸地生態(tài)系統(tǒng)生物固氮對(duì)人為干擾活動(dòng)和環(huán)境變化因子的響應(yīng)及其機(jī)制
