一些树木,如豆科或豆科的树木,与细菌形成共生关系,使它们能够从空气中吸收氮。对于大多数植物来说,氮来自土壤,但一些土壤,特别是那些新造林或受干扰的热带森林中的土壤,氮含量可能较低,这限制了树木的生长。
氮是 光合作用所需的关键营养素 。
通过一种被称为固氮的过程,一些植物已经适应了利用友好细菌的服务从空气中吸收氮。这使得树木能够在氮含量低的栖息地生长。
更高水平的氮可以导致更高水平的光合作用,并从大气中去除二氧化碳(一种强大的温室气体),有助于抵消人类活动产生的部分碳排放。
固氮 也提高了土壤中的氮含量,鼓励 非固氮物种生存。但这种明显的双赢局面也有弊端。
由 利兹大学地理学院的博士研究员威尔·巴克(Will Barker)领导的一个国际科学家团队发现,具有固定氮能力的树木会吸引昆虫和其他动物来吃它们的叶子,这个过程被称为食草性。
在《自然》杂志上发表的一篇科学论文中,研究人员报告说,在巴拿马的热带森林中, 固氮树的食草性比不固氮树多26%。
他们发现,与不固定氮的树木相比,固定氮的树木被消耗后,生长速度和存活率都较低。这将对进入森林土壤的新氮的数量产生影响,并将限制树木从环境中吸收二氧化碳的作用。
巴克先生说:“这些发现让我们对热带森林中不同类型树木的功能有了新的认识,并有助于为那些因伐木和农业而退化的热带地区重新造林。”
“例如,人们在重新造林的地点可以考虑包括多种固定氮和非固定氮的树木,这样他们就有足够的资源来确保固氮剂可以带来新的氮,即使在食草性受到限制的情况下。”
“然而,他们也不想种植所有的固氮树,因为这样的话,这些再生森林可能会不成比例地吸引动物害虫,从而消灭 固氮树。”
利兹大学地理学院副教授萨拉·巴特曼博士是这项研究的负责人,他说:“这些发现意义重大,因为几十年来,人们一直对土壤氮、磷的有效性或温度等非生物因素如何限制共生固氮感兴趣。”
“我们发现,通过树叶组织上的食草性与动物的相互作用,可能对确定热带森林土壤的氮含量有多肥沃至关重要。”
“我们预计我们在巴拿马发现的模式将适用于各种各样的生态系统。我们期待在未来进一步探索这一领域。”
论文- 热带固氮树种的广泛食草成本 -发表在 Nature.
其他参与研究的机构有:耶鲁大学环境学院;巴拿马史密森热带研究所;德克萨斯大学综合生物学系;Cary生态系统研究所,纽约。
资助者包括 自然环境研究 理事会和 Leverhulme信托。
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更多详情,请联系利兹大学新闻办公室的大卫·刘易斯:d.lewis@leeds.ac.uk
顶部图片来源:利兹大学Sarah Batterman博士。
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。