青藏高原均匀海拔米以上,素有“寰球屋脊”,“雪域高原”和“第三极”之称,是地球上海拔最高的高原(图1)。由于海拔高、天气冰冷,青藏高原产生了大批的多年冻土,成为北半球面积最大的高寒冻土散布区。
图1唐古拉山口(照相:寇丹)
在这个产生着多年冻土的冰冷的高原上,各类植物在刚强地成长着,形成了范例各类的植被群落。做为散布最为宽泛的植被范例,高寒草地约占高原面积的60%以上,首要由高寒草原、高寒草甸和池沼化草甸构成(图2)。个中,高寒草原和高寒草甸离别首要散布在天气干旱的高原西部和善候潮湿的高原东部,而池沼化草甸做为一种隐域植被细碎散布在高原面上。不论是草甸仍然草原植物,都需求经过汲取泥土中的氮大概牢固大气中的氮来保持自身的成长。因而,青藏高原植物成长的隐私大概与氮素亲切关系。
为了揭穿影响青藏高原植物成长的“氮素”隐私,华夏科学院植物协商所杨元合协商组于-年间在青藏高原开展了大局限的冻土样带调查,猎取了大批冻土样本(图3-4)。基于这些郊野调查,结公约位素和分子生物学手艺、生态系统模子等多种本领,他们发掘了如下两个与植物成长亲切关系的“氮素”隐私。
图2池沼化草甸景观(照相:寇丹)
图3青藏高原冻土采样(照相:寇丹)
图4郊野收集的冻土样本(照相:寇丹)
隐私一:
天气变暖靠山下,青藏高原冻土消融后释放的氮对植物成长的影响较弱。初期来自北极地域的协商说明,天气变暖引起的冻土消融会经过两个道路致使植物可欺诈氮的大批释放:一是冻土中封存的植物可欺诈性氮的直接释放,二是冻土中封存的有机氮经过度声明放植物可欺诈性氮。
其它,来自北极地域的协商还说明,冻土中封存的可欺诈性氮的含量和有机氮的分声明放速度均高于表层泥土。由于北极冻土区运动层(夏季消融、冬季凝结的条理)浅,植物也许汲取欺诈冻土消融释放的可欺诈性氮从而推进其成长。与之比拟,青藏高原冻土区均匀运动层厚度在2米如下,这致使高寒植物难以汲取欺诈冻土消融释放的可欺诈性氮。
进一步协商发掘,与表层泥土比拟,青藏高原冻土中封存的可欺诈性氮的含量以及有机氮的分声明放速度均低于运动层泥土(图5),这进一步瘦弱了冻土消融氮释放对青藏高原植物成长的影响。
图5运动层与冻土层泥土氮变化进程及其调控要素的不同(画图:毛超)
隐私二:
青藏高原的处境改变致使氮对该地域植物成长的束缚效用巩固。这首要由三个方面的出处所致使。
第一,如上所述,青藏高原冻土消融后释放的可欺诈性氮对植物成长的影响较弱。
第二,大气CO2浓度补充和善候变暖推进了青藏高原的植物成长,从而补充了高寒植物对氮的需求量(图6)。
第三,处境改变致使青藏高原草地生态系统中的氮向大气的释放速度补充,从而致使植物可欺诈性氮的损失量补充(图6)。
上述三个方面的联合效用致使在目下处境改变靠山下氮对青藏高原植物成长的束缚效用呈巩固趋向。
图s-s期间青藏高原冻土区氮轮回改变特性(画图:张典业和寇丹)
上述两个隐私以两篇协商论文的气象近期发布在国际学术期刊NatureCommunications和GlobalChangeBiology。植物所已卒业博士协商生寇丹和在读博士协商生毛超离别为论文第一做家,杨元合协商员为通信做家。上述协商获得了国度天然科学基金、第二次青藏高原归纳科学调查协商等项方针赞助。
起原:华夏科学院植物协商所
和暖提醒:近期,