永久凍土の生態系では,温暖化下での植物成長のための窒素補給におけるモスの重要な役割
Wei Zhou1,2,3, Yuxuan Bai1,2, Yuhong Xie1,2,3
1State Key Laboratory of Forage Breeding-by-Design and Utilization, Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China.
気候変動により,チベットの永久凍土地帯の植物用窒素需要が増加している. モスに関連した窒素固定は,この需要を部分的に満たし,炭素-気候フィードバックに影響を与え,増加する唯一の土壌プロセスです.
科学分野:
- エコロジー エコロジー エコロジー
- バイオジオケミストリー バイオジオケミストリー
- 気候変動研究 気候変動研究
背景:
- 寒い生態系における気候変動は,植物の生産性を高め,土壌の炭素損失を補う可能性がある.
- この補償は,土壌の窒素 (N) の供給がプラントの増加したN需要を満たすことに依存しています.
- 現在の土壌のN供給プロセスが,増加するプラントのN需要をサポートする能力に関して,不確実性が存在します.
研究 の 目的:
- チベット永久凍土の生態系における植物窒素需要と土壌窒素供給に対する温暖化の影響を評価する.
- 温暖化下での植物窒素吸収の増加に適応できる土壌窒素供給プロセスを特定する.
- モスに関連した窒素固定が窒素の可用性を調節する役割とその炭素-気候フィードバックへの影響を理解する.
主な方法:
- チベット高原で生態系全体の温暖化実験を行った.
- 2年間のプラントのN需要と土壌のN供給に関連する43の変数を定量化しました.
- バクテリアによる窒素固定を追跡するために,15Nの組み込み技術を使用しました.
主要な成果:
- プラントNの需要は,温暖化の2年後に大幅に増加しました.
- 葉のN再吸収は変わらず,外部からのN入力への依存度が大きいことを示した.
- モスに関連した生物学的N固定は,温暖化に肯定的に反応した唯一のN供給プロセスであり,植物によるN需要の増加を部分的に補償した.
結論:
- モスに関連した窒素固定は,温暖化条件下での植物による増加したN需要を満たすための重要な初期段階の貢献者として浮上しています.
- 温暖化によるモスの特徴の変化と,ダイアゾトロフの炭素の利用可能性の増加は,Nの固定を強化する.
- これらの発見は,植物の生産性の動態と永久凍土の炭素-気候フィードバックに関する洞察を提供し,モス-土壌-微生物の相互作用を強調しています.
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