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地球环境研究所揭示长期盐渍化土壤中磷循环的微生物胞外酶机制
【发布时间:2023年08月14日 】【来源:中科院地球环境研究所】
        伴随着全球变化后的海平面上升,滨海潮汐湿地将受到盐渍化的影响,加剧生态系统磷限制,可能会限制滨海潮汐湿地生产力和碳汇能力。然而,一些研究发现滨海潮汐湿地植物在盐渍化条件下仍可保持较高的生产力。但这些滨海潮汐湿地植物如何应对盐渍化引起的磷限制及其机制尚不清楚。

  基于此,我们在国家林草局闽江河口湿地生态系统定位观测研究站,利用滨海潮汐淡水湿地土壤和耐盐植物短叶茳芏建立中型生态系统,并对其进行了短期(6月)和长期(3.5年)盐渍化处理。研究结果表示,短期盐渍化不会改变植物或微生物生物量N/P,而长期盐渍化则会增加植物或微生物生物量N/P。因此,短期盐渍化不会改变生态系统磷限制,但长期盐渍化会加剧磷限制。同时,短期和长期盐渍化均减少了不稳定的无机磷库,而长期盐渍化还减少了水解性有机磷库和原生矿物磷库。原生矿物磷库和水解性有机磷库分别与根际丛枝菌根真菌生物量和土壤碱性磷酸单酯酶活性呈负相关,表明长期盐渍化可通过生物策略获取磷。土壤真菌的相对丰度增加,从而促进土壤碱性磷酸单酯酶活性分解有机磷,而滨海潮汐湿地植物增强与根际丛枝菌根真菌的共生关系,通过释放羧酸盐以活化原生矿物磷库(图1)。

  综上,我们的研究结果表明:滨海湿地植物在短期盐渍化中依赖非生物策略获取磷,而长期盐渍化下更加依赖生物策略获取磷。通过生物磷获取策略维持滨海潮汐湿地生态系统生产力

  上述成果以“Incorporating biotic phosphorus-acquisition strategies into soil phosphorus transformation under long-term salinization in a tidal wetland”为题发表在国际著名期刊Catena 。研究得到国家自然科学基金等支持。福州大学硕士研究生范天宁为第一作者,福州大学罗敏教授和中科院地球环境研究所陈骥研究员为通讯作者。

  Fan, T., Luo, M., Tan, J., Hu, D., Chen, X., Huang, J., Li, S., Guo, P., Chen, J. (2023), Incorporating biotic phosphorus-acquisition strategies into soil phosphorus transformation under long-term salinization in a tidal wetland. CATENA. 231:107274.

  论文原文链接如下:https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107274

  

  图1 潮汐淡水湿地生态系统短期和长期盐碱化过程中非生物和生物磷获取策略的潜在机制

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