通往肥沃森林的崎岖之路

森林下面的岩石可以作为一种以前未知的氮源。
2011年9月1日

森林下面的岩石可以作为一种以前未知的氮源。

本周发表在《自然》(Nature)杂志上的一项研究揭示了基岩(在土壤下发现的岩石)能否为生长在上面的树木和植物提供氮。氮是生物体内最丰富的四种元素之一,是蛋白质和DNA的主要成分。这意味着当氮是一种有限资源时,氮的缺乏会阻碍生长。

该研究的共同作者之一本杰明·霍尔顿教授解释说:“过去人们认为氮只以雨水的形式或通过一种叫做根瘤菌的特殊细菌从大气中进入生态系统。”他们在加州大学完成的研究表明,“(某些)岩石材料中含有大量的氮”。

基石沉积岩是由沉积在海底的古代生物形成的,随着时间的推移,沉积岩中含有有机物中被困住的氮。生长在这种岩石上的森林能够利用岩石侵蚀时储存的氮。相比之下,火成岩不富含氮,因为它是由熔岩凝固形成的。

通过比较两个地点,他们能够看到生长在沉积岩上的森林与生长在火成岩上的森林在氮组成上的明显差异。在沉积岩上方的森林中发现了与它们生长的岩石组成相同的可探测的氮的痕迹,但在火成岩上方的森林中却完全没有。位于沉积岩上的森林的氮含量是生长在火成岩上的树木的两倍多。犹他州的森林

霍尔顿教授解释说:“这是一个新的发现,氮实际上存在于岩石中,可以为森林和其他植物生态系统所利用。有了更多的氮,它们就能生长得更快,因此可能会储存更多的二氧化碳。”这可能会对确定热点地区产生影响,在这些地区种植树木,作为碳抵消计划的一部分。

这一发现也具有潜在的全球意义,因为地表下75%的岩石是由沉积岩组成的。这有助于改进气候变化模型,因为可用的氮量可能比之前假设的多30%。这对森林生长模式可能产生的影响已得到该小组的区域证实,但将进行更多的研究来评估其全球意义。

这项工作突出了一个有趣的平衡。这两种化石燃料(二氧化碳的来源)和沉积岩(氮的来源)都是在几十亿年前的同一时间形成的。当我们燃烧化石燃料时,这些储存的碳被释放出来,但其中一些被重新吸收到当代的树木中,部分被同样古老的岩石中的氮所施肥。

采访本杰明·霍尔顿关于基岩作为氮的来源

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