传统观点认为,由于生物固氮是一个消耗能量的化学反应,当土壤可利用氮浓度增加时,兼性固氮者下调固氮速率(转而利用土壤氮),而专性固氮者被淘汰或取代。基于这样的认识形成的“氮富集抑制生物固氮”理论观点已被广泛接受和证实。然而,自然界中仍存在与此相悖的现象,即有很多富氮的生态系统高效固持外源氮。导致该“悖论”现象的机理有待进一步探索。
中国科学院华南植物园副研究员郑棉海团队从生物固氮“耗能”的角度出发,探索碳与生物固氮的关系。基于陆地生态系统672项相关研究进行整合分析,发现虽然氮添加抑制陆地生物固氮速率,但该抑制效应随着土壤有机碳的增加而减弱。在中、高碳土壤中(10-20、>20 mg/g SOC),氮添加处理对多种固氮策略(自生、共生固氮等)的负作用弱于在低碳土壤中(<10 mg/g SOC)的负作用。氮添加对固氮微生物丰度和多样性的负效应也随土壤有机碳浓度的增加而减弱。导致上述现象的可能原因是高浓度有机碳潜在提供更多“碳能”驱动生物固氮,以及固氮微生物需要维持自身碳氮化学计量比平衡。
前期,该研究团队已发现资源化学计量比对富氮森林生物固氮的影响。该研究从能量角度进一步揭示了有机碳与生物固氮的关系,完善了“氮富集抑制生物固氮”的传统认识,有助于理解氮富集生态系统固持外源氮的“悖论”现象,暗示了未来陆地生物固氮的模拟和预测需要考虑有机碳的作用。
相关研究成果于近日发表在《总体环境科学》(Science of the Total Environment)上。研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会项目等的支持。
溶解有机质是碳生物地球化学循环过程中的重要组成部分,与有机碳分解等多种生态系统功能密切相关。气候变暖背景下,湖泊沉积物有机碳分解特征的空间格局及驱动机制尚不清楚,阻碍了对变暖背景下湖泊碳汇功能的评估以......
稻田是我国常见的农田类型,通常比相邻旱地具有更高的土壤有机碳和微生物残体碳含量。然而,稻田和旱地土壤有机碳的微生物代谢特征尚不清楚。因此,解析土壤微生物碳代谢对土地利用方式的响应,对设计适当的农田管理......
河流是连接陆地与海洋生态系统两大碳库的通道,是全球碳循环的关键枢纽之一。河流溶解有机碳(DOC)属于活性较高的有机碳,易被氧化分解,是河流水体微生物的直接碳源,也是河流水体温室气体排放源之一。近些年来......
在全球气候和土地利用发生深刻变化的背景下,深层土壤有机碳在碳管理和碳循环中发挥着越来越重要的作用。然而,在区域尺度上,深层土壤样品获取困难,导致深层土壤有机碳的空间变异性及其影响因素研究缺乏。中国科学......
青藏高原雅鲁藏布江流域冻土湿地土壤有机碳储量丰富,并对气候变化颇为敏感。在全球气候变暖的作用下,青藏高原地区永久性冻土层消融面积不断扩大,加剧了冻土湿地土壤有机碳不稳定性。CO2排放速率的增加,促进了......
传统观点认为,由于生物固氮是一个消耗能量的化学反应,当土壤可利用氮浓度增加时,兼性固氮者下调固氮速率(转而利用土壤氮),而专性固氮者被淘汰或取代。基于这样的认识形成的“氮富集抑制生物固氮”理论观点已被......
传统观点认为,由于生物固氮是一个消耗能量的化学反应,当土壤可利用氮浓度增加时,兼性固氮者下调固氮速率(转而利用土壤氮),而专性固氮者被淘汰或取代。基于这样的认识形成的“氮富集抑制生物固氮”理论观点已被......
传统观点认为,由于生物固氮是一个消耗能量的化学反应,当土壤可利用氮浓度增加时,兼性固氮者下调固氮速率(转而利用土壤氮),而专性固氮者被淘汰或取代。基于这样的认识形成的“氮富集抑制生物固氮”理论观点已被......
除了光合作用,还有哪些因素会影响大气中的氧气含量?23日,记者从中国科学院地质与地球物理研究所获悉,该所研究人员发现,铁氧化物促进的有机碳埋藏是影响大气氧含量的一个独立因素,可以引起大气氧含量发生数量......
土壤是陆地生态系统中储量最大的活跃碳库。探究土壤有机碳周转及其对气候变暖的响应对准确预测未来气候变化至关重要。然而,土壤有机碳组成复杂,不同分子组分的化学结构和环境行为(如与土壤矿物的交互作用)存在差......