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研究亮點(diǎn)

成都山地所在低磷脅迫環(huán)境中植物養分捕獲策略作用機理方面取得重要研究進(jìn)展

時(shí)間:2022-01-11   文章編輯:   文本大小:【 |  | 】  【打印

  土壤有效磷的不足是限制陸地生態(tài)系統碳匯能力的重要因素。不同成因的低磷脅迫在自然生態(tài)系統中廣泛存在,植物可通過(guò)根系釋放羧化物、磷酸酶和形成菌根共生體等多種養分捕獲策略(nutrient-acquisition strategies, NASs)來(lái)應對低磷脅迫。針對不同低磷脅迫環(huán)境中各種NASs作用機理及生態(tài)效應不清的科學(xué)難題,成都山地所周俊副研究員及其合作者對該問(wèn)題開(kāi)展持續研究,取得了重要研究進(jìn)展。 

  研究發(fā)現,在原生礦物磷占比超過(guò)95%的“年輕”土壤中,低風(fēng)化程度導致有效磷不足,植物通過(guò)根系釋放羧化物的策略來(lái)活化礦物磷,并可為其他不具備磷捕獲策略的植物提供有效磷。在以有機磷為主的“成熟”土壤中,強烈的風(fēng)化和淋溶作用導致有效磷不足2 mg/kg,與先前研究發(fā)現的羧化物與磷酸酶共同參與磷活化的策略不同,研究發(fā)現一種主要依靠磷酸酶而不需大量羧化物參與的NASs,該種策略可使根際土中約64%的有機磷被礦化。在缺磷的高寒草甸,連續8年增溫后,雜草和莎草的根系羧化物導致表層土壤的鈣磷含量降低了約11.7%,磷酸酶活性和有機磷均無(wú)顯著(zhù)變化,表明根系釋放羧化物的策略是高寒草甸優(yōu)勢植物獲取磷的主要機制。在低磷脅迫的干旱區堿性土壤中,根系釋放羧化物的策略可促進(jìn)次生碳酸鹽的形成,從而導致土壤無(wú)機碳匯能力的增加(圖1)。通過(guò)研究,提出了NASs多樣性和功能隨成土過(guò)程中養分梯度的變化模式及其對植被原生演替的潛在影響機制(圖2),還提出了一種在原位條件下篩選具備高效磷捕獲策略植物的技術(shù)。研究成果可用于支撐低磷地區生態(tài)系統的養分管理和生態(tài)修復中的植物優(yōu)化配置。 

  該研究由成都山地所與中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、西澳大學(xué)等單位合作完成,得到國家自然科學(xué)基金、四川省科技計劃和科技部第二次青藏科考等項目的資助。相關(guān)成果相繼發(fā)表于Trends in Ecology & EvolutionGlobal Change BiologyJournal of EcologyJournal of Plant Ecology《植物生態(tài)學(xué)報》上。 

  鏈接:

    論文1https://sourl.cn/uRh7VK  論文2https://sourl.cn/7fCZcS   

  論文3https://sourl.cn/XnZM9w  論文4https://sourl.cn/Vri2bN   

  論文5https://sourl.cn/W2nqbk 

 

 

 植物根系釋放羧化物影響干旱區堿性土壤中碳庫的機制 

 

 植物養分捕獲策略隨成土年齡的變化及其對原生演替的影響

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