新闻公告青藏高原及其周缘山地冰川呈加速退缩趋势，导致大量裸地出露。氮元素通常为裸地原生演替初期的主要限制因子，在自然生态系统中氮的输入主要依赖于生物固氮。生物固氮包括共生固氮和自由固氮，其中自由固氮在通量上可以接近甚至超过共生固氮，且可以分布于生态系统发育的各个阶段，然而冰川退缩后自由固氮速率的分布格局和影响因素尚不明确。中科院成都山地所贡嘎山站与成都理工大学的研究人员针对青藏高原东缘贡嘎山海螺沟冰川退缩区，研究了不同演替阶段土壤剖面不同层次的自由固氮速率及其影响因素。
结果表明，在原生演替最早期的土壤结皮中以蓝细菌的光合自由固氮为主，而冠层封闭后主要以凋落物层的异养自由固氮为主。自由固氮速率随土壤深度急剧下降，且以凋落物层中最高。就凋落物层而言，固氮灌木阶段的自由固氮速率显著低于演替后期的非固氮植物阶段。碳的生物可利用性是影响异养自由固氮速率的主要因素，其次是氮的生物可利用性和碳氮比，而nifH基因丰度的影响不显著，这说明能量供给限制了原生演替早期的异养自由固氮速率，同时也说明了固氮基因表达受资源有效性的严格调控，而不是组成型表达。本研究加深了对冰川退缩区碳氮耦合循环的认识，研究结果也可以为冰川退缩区裸地的生态恢复和管理提供理论支撑。
本研究受到国家自然科学基金（41701288和41630751）、中科院青年创新促进会（2017424）和中科院“西部青年学者”A类项目的资助。研究成果最近发表于国际期刊Soil Biology and Biochemistry上。
原文链接：
图1 冰川退缩后原生演替不同阶段的固氮速率.（a）自然光照条件下测定，（b）室内黑暗培养条件下测定。
图2 冰川退缩后原生演替不同阶段的固氮微生物群落结构（基于nifH基因）
图3 结构方程模型结果显示碳的生物可利用性是冰川退缩区异养自由固氮的主要控制因子