新疆生地所发现藓类植物是荒漠生态系统对氮素增加响应最敏感的指示物种

随着全球工农业的发展，排放到大气中的氮素日益增加。通过氮沉降进入生态系统的氮素成为影响生态系统结构和功能的重要驱动因子。荒漠生态系统土壤氮素缺乏，氮素是继水分之后的第二大限制因子。因此，氮沉降的增加预计将会显著影响荒漠生态系统。

中国科学院新疆生态与地理研究所张元明研究员团队以准噶尔荒漠藻结皮、地衣结皮和藓类结皮三种不同发育类型的结皮为研究对象，通过设置不同的氮素添加量（0-3 g N m-2a-1），模拟氮沉降的增加，从结皮生长和生理的角度研究氮素增加的生态效应。

研究发现，经过三年的模拟增氮实验，藻类结皮、地衣结皮和藓类结皮的总叶绿素、实际光化学效率YII、可溶性糖含量以及藓类个体生物量随着氮素增加先增加后减少，但各指标最大值的氮浓度基本呈现地衣>藻类>藓类。高氮对三种类型结皮的最大光化学效率均具有抑制作用。氮素增加对藻类结皮和地衣结皮的可溶性蛋白影响较小，但对藓类结皮可溶性蛋白的影响表现为先增加后降低的趋势。适度的氮素增加能够降低藓类植物的抗氧化酶活力，但是对藻类和地衣结皮无明显规律性的影响。

综合该团队之前的研究结果，三种结皮类型对氮素响应浓度均低于草本植物，即生物土壤结皮比种子植物对氮素改变的响应要更敏感。而在生物土壤结皮中又以藓类结皮对氮素增加的响应最为敏感，受到的影响最大。因此，在荒漠生态系统中，藓类植物可以作为全球变化效应的指标植物。

相关研究成果分别以“Sensitivity of the xerophytic moss Syntrichia caninervis to chronic simulated nitrogen deposition”发表于Annals of Botany 和“Divergence in physiological responses between cyanobacterial and lichen crusts to a gradient of simulated nitrogen deposition”发表于Plant and Soil。

藻类结皮、地衣结皮和藓类结皮叶绿素变化情况

荒漠藓类结皮景观

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