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氮(N)和磷(P)的有效性对土壤微生物活动和生长至关重要,但微生物代谢中 N、P 限制的全球格局尚不清楚。研究人员通过建模 5259 个野外观测的生态酶化学计量数据,发现全球 P 限制更普遍,热带地区存在 N、P 共限制。该研究有助于预测全球变化下土壤生物地球化学循环。
氮(N)和磷(P)的可利用性对于土壤微生物的活动和生长来说至关重要。然而,土壤微生物代谢过程中氮(N)和磷(P)限制的全球格局在很大程度上仍然是未知的。研究人员对来自自然生态系统的 5259 个野外观测数据进行生态酶化学计量建模,以此评估全球表层土壤中微生物的氮(N)和磷(P)限制情况。
研究发现,微生物的磷(P)限制在全球范围内比氮(N)限制更为普遍,在低纬度地区表现得尤为强烈,而氮(N)限制则在寒冷环境中占主导。同时,在热带地区的土壤微生物中,广泛存在着氮(N)和磷(P)共限制的现象,这与长期以来认为低纬度地区主要限制养分是磷(P)而非氮(N)的观点相悖。这种共限制现象可能是由于在磷(P)限制条件下,微生物为了合成获取磷(P)的酶,对氮(N)的需求增加所致。
通过向上尺度化(空间分辨率为 0.1×0.1°)分析表明,在自然陆地表面区域中,分别有 39% 和 57% 的区域土壤微生物受到氮(N)和磷(P)的限制,其中 21% 的区域存在氮(N)和磷(P)共限制。作为一项对微生物氮(N)和磷(P)限制空间变化的全球评估,该研究结果突出了在低纬度地区,氮(N)的可利用性对于支持微生物获取磷(P)的重要性,同时也增进了人们在全球尺度上对微生物养分限制的理解。