欢迎光临必发888有限公司!
栏目
联系我们
公司地址:http://www.itanking.com
当前位置: 必发888 > 科学 >
新疆生地所发现藓类植物是荒漠生态系统对氮素增加响应最敏感的指示物种

生物土壤结皮广泛分布于干旱半干旱区荒漠和沙地,占地表活体覆盖的40%以上,是荒漠和沙地生态系统的重要生物组成,维系着土壤的稳定性,具有碳和氮的固定作用,影响着维管束植物的萌发、定居和存活,及植被的空间格局。作为荒漠生态系统工程师,生物土壤结皮为许多土壤微生物和微小动物提供了适宜的生境和食物来源,在干旱半干旱区发挥着重要的生态和水文功能,对区域生态健康起着十分重要的作用。气候变化,尤其是增温和降水的减少可能通过改变荒漠生物组成,如生物土壤结皮隐花植物种的组成而影响系统的功能和水文循环,进而关系到荒漠生态系统的稳定性与可持续发展。

随着全球工农业的发展,排放到大气中的氮素日益增加。通过氮沉降进入生态系统的氮素成为影响生态系统结构和功能的重要驱动因子。荒漠生态系统土壤氮素缺乏,氮素是继水分之后的第二大限制因子。因此,氮沉降的增加预计将会显著影响荒漠生态系统。

必发官网 1

为厘清生物土壤结皮对气候变化的水文学响应及对荒漠系统水量平衡的影响,中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站科研人员利用OTC进行长达10年的长期模拟研究,以入渗、凝结水和蒸发量变化作为生物土壤结皮水文功能的代用参数。研究发现,增温伴随降水的减少显著地改变藓类在结皮群落中的多度、盖度和生物量。相对而言,对蓝藻和地衣在结皮群落中的组成和结构影响不显著。由于结皮群落的种丰富度、多度、盖度和生物量在很大程度上由藓类决定,气候变化导致的结皮群落的这种变化直接降低了结皮对凝结水的捕获,增加了入渗,增大了地表蒸发,减少了表土层含水量,最终将改变原来水量平衡,限制草本植物的繁衍和定居,对生态恢复产生不利影响。

中国科学院新疆生态与地理研究所研究员张元明团队以准噶尔荒漠藻结皮、地衣结皮和藓类结皮三种不同发育类型的结皮为研究对象,通过设置不同的氮素添加量(0-3 g N m-2a-1),模拟氮沉降的增加,从结皮生长和生理的角度研究氮素增加的生态效应。

2015年6月李新荣考察毛乌素沙地

该研究成果在国际生态学刊物必发官网,Global Change Biology 在线发表。

研究发现,经过三年的模拟增氮实验,藻类结皮、地衣结皮和藓类结皮的总叶绿素、实际光化学效率YII、可溶性糖含量以及藓类个体生物量随着氮素增加先增加后减少,但各指标最大值的氮浓度基本呈现地衣”藻类”藓类。高氮对三种类型结皮的最大光化学效率均具有抑制作用。氮素增加对藻类结皮和地衣结皮的可溶性蛋白影响较小,但对藓类结皮可溶性蛋白的影响表现为先增加后降低的趋势。适度的氮素增加能够降低藓类植物的抗氧化酶活力,但是对藻类和地衣结皮无明显规律性的影响。

人物名片

该研究获国家自然科学基金创新研究群体、重点基金的资助。文章第一作者和通讯作者为西北研究院研究员李新荣。

综合该团队之前的研究结果,三种结皮类型对氮素响应浓度均低于草本植物,即生物土壤结皮比种子植物对氮素改变的响应要更敏感。而在生物土壤结皮中又以藓类结皮对氮素增加的响应最为敏感,受到的影响最大。因此,在荒漠生态系统中,藓类植物可以作为全球变化效应的指标植物。

李新荣,生于1966年。现为中国科学院西北生态环境资源研究院研究员、生态与农业研究室主任、沙坡头沙漠研究试验国家站站长、甘肃省寒区旱区逆境生理与生态重点实验室主任、中国科学院大学教授。

文章链接

相关研究成果分别以Sensitivity of the xerophytic moss Syntrichia caninervis to chronic simulated nitrogen depositionDivergence in physiological responses between cyanobacterial and lichen crusts to a gradient of simulated nitrogen deposition 为题发表于Annals of BotanyPlant and Soil

“我们从事野外生态学研究的科学家,与实验室的科学家有所不同,论文不仅要发表在杂志上,还要写在广袤的大地上。”

必发官网 2

文章链接:1 2

寻找最美科技人员

模拟研究使用的不同型号的OTC

必发官网 3

茫茫戈壁,一望无际的腾格里沙漠单调而乏味。

藻类结皮、地衣结皮和藓类结皮叶绿素变化情况

但在中科院沙坡头沙漠试验研究国家重点站站长李新荣眼里,沙漠是位最熟悉的“陌生人”。

必发官网 4

“金沙和森林一样珍贵,沙漠是上帝给我们的地标。沙漠孕育着特殊和未知的资源,我们必须保护沙漠、善待沙漠。”李新荣说。

荒漠藓类结皮景观

和酷暑严寒相伴,与风沙雨雪为伍。沙漠,就是他守护着的家园。

腾格里沙漠、毛乌素沙漠、科尔沁沙地、河西荒漠绿洲过渡区、古尔班通古特沙漠……从干旱区到半干旱区再到半湿润区,我国风沙最严重的地方都留下了李新荣和团队的足迹,都留下了他们采样研究的身影。

穿着冲锋衣,脚踩运动鞋,背着双肩包,手拎观测仪,任职站长18年来,他从未停下奔赴野外的脚步。“最美野外科技工作者”——李新荣当之无愧。

研发“人工地毯”固流沙

“我们在沙坡头站的实验地里进行了连续两年的试验,固沙效果明显。用我们的方法,人工结皮很快就形成了,如同地毯一样能牢牢‘锁住’流沙。”

沙坡头位于宁夏、内蒙古、甘肃三省交界点,腾格里沙漠东南缘,是古丝绸之路的必经之地。“那里沙多风大,一次大风沙就可以把铁路淹没。”我国近代气象科学、地理科学的奠基人竺可桢曾这样描述沙坡头。