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版纳植物园揭示干热胁迫对附生蓝藻地衣生物固氮酶活性影响

文章来源:西双版纳热带植物园    发布时间:2018-05-17  【字号:      】

  在许多自然林生态系统中,附生蓝藻地衣(即含有蓝藻共生藻的地衣)是重要的附生生物类群,具有较强的固氮能力,地衣生物固氮是自然林中氮素来源的重要途径之一。附生蓝藻型地衣的固氮酶活性受湿度、温度以及其自身的光合有机物储量等因素影响。目前相关的研究集中于地衣生物量和固氮总量的估算等方面,而关于气候变化条件下地衣固氮酶活性影响的研究却鲜有报导。

  中国科学院西双版纳热带植物园博士研究生柳帅在研究员刘文耀的指导下,以云南哀牢山地区山地森林中常见的附生蓝藻型地衣网肺衣(Lobaria retigera)为实验材料,采用原位与异地移植实验相结合的方法,模拟气候变化,研究增温、干旱胁迫对山地森林附生蓝藻地衣固氮酶活性的影响;通过一系列野外观测实验和室内测定分析,探讨影响附生地衣固氮酶活性的主要因素,揭示附生网肺衣的固氮活性对干热胁迫的响应机制。研究结果显示:高海拔样地网肺衣的固氮酶活性为7.8±1.2 μmol·g-1·day-1。从高海拔(2680m)山地森林样地分别移植到中海拔(2480m)、低海拔(1960m)两样地上后,随着温度增加、空气相对湿度降低,附生地衣的固氮酶活性分别下降了32.1%和57.7%。

  研究发现:在移植早期,地衣叶状体的含水量是决定网肺衣固氮酶活性的关键因素;而在移植后期,长期的干热胁迫导致的碳失衡是影响附生蓝藻地衣生物固氮的根本原因。基于该研究结果,研究人员认为干热胁迫或未来的气候变化不仅将显著降低山地森林中附生蓝藻地衣的生物固氮和生物量积累,也将显著影响亚热带森林附生地衣的生长和分布,以及生态系统的氮循环。

  相关结果发表在国际学术期刊Science of the Total Environment上。该研究得到国家自然科学基金、中科院生物多样性保护策略项目等的支持。

  论文链接

野外移植实验与室内控制试验示意图

不同样地网肺衣的固氮活性、生物量及其季节变化

不同含水量条件下网肺衣的光合速率和固氮酶活性




(责任编辑:任霄鹏)

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