科學(xué)家首次揭示青藏高原“隱形氮源”

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來(lái)源：中國(guó)綠色時(shí)報(bào)

在豆科植物稀少、鮮有人工施肥補(bǔ)氮的青藏高原，廣袤草地的牧草如何獲得生長(zhǎng)所需的氮素？近日，北京林業(yè)大學(xué)董世魁教授團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，土壤中無(wú)數(shù)肉眼看不見(jiàn)的微生物扮演著“隱形氮源”的關(guān)鍵角色，相關(guān)成果發(fā)表于Global Change Biology和Journal of Plant Ecology等國(guó)際知名期刊。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，豆科植物與根瘤菌共生是自然生態(tài)系統(tǒng)氮素的主要來(lái)源。但在青藏高原，豆科植物占比不足一成，顯然不是固氮主力。董世魁團(tuán)隊(duì)歷時(shí)多年，在跨越2000公里的樣帶采集土壤樣本，運(yùn)用基因測(cè)序等技術(shù)，首次繪制出高原草地固氮微生物的“族群分布圖”。研究發(fā)現(xiàn)，這些微生物每年通過(guò)“非共生固氮”過(guò)程，為每公頃草地平均貢獻(xiàn)約3公斤氮素。整個(gè)青藏高原草地每年由此獲得的氮總量約50萬(wàn)噸，相當(dāng)于大氣沉降的四成，有效彌補(bǔ)了豆科植物稀缺帶來(lái)的氮素缺口。

研究還發(fā)現(xiàn)，微量元素的“鉬”是調(diào)控固氮速率的關(guān)鍵“鑰匙”。在全球氣候變暖、大氣氮沉降增加的背景下，團(tuán)隊(duì)通過(guò)10余年模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前低水平的氮沉降和適度增溫反而能顯著提升固氮效率，兩者共同作用時(shí)，固氮速率可激增兩倍以上。這意味著青藏高原高寒草地具備較強(qiáng)的內(nèi)部調(diào)節(jié)能力，能夠主動(dòng)應(yīng)對(duì)環(huán)境變化帶來(lái)的壓力。

業(yè)界專(zhuān)家認(rèn)為，這項(xiàng)研究首次系統(tǒng)揭示了高寒草地維持氮平衡的微觀機(jī)制，為評(píng)估高原生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、科學(xué)制定生態(tài)屏障保護(hù)策略提供了全新視角和關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。 （李淑艷）