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古代土壤微生物的变化如何预测北极的未来

  • 科学
  • 2020-08-29 09:12:02
  • 来源:

艾伯塔大学(University of Alberta)科学家的一项新研究表明,在上一个冰期结束时,北极多年冻土中的微生物群落发生了巨大变化,而且由于现代气候变化,这种变化可能再次发生。

研究人员比较了在上一个冰河时代(即更新世)末期形成的多年冻土中发现的微生物群落与现代时期(即全新世)初期的微生物群落。

研究合著者,科学学院副教授布莱恩·兰尼尔(Brian Lanoil)解释说:“我们发现,微生物群落和化学参数在每个时代之前都是稳定的,直到它们受到气候变化的影响而超过阈值为止。”

“超过该阈值后,就会突然转向新的微生物群落和新的土壤化学。我们认为现代气候变化可能导致北极生态系统中的土壤状态发生类似的转变,而后果不明。”

研究人员假设,这种土壤变化可能会产生不利于现有微生物群落的新土壤剖面,并产生广泛影响。

Lanoil解释说:“由于土壤是植物生长的地方,几乎是所有陆地生活的地方,因此这可能会对整个北极生态系统产生重大影响。” “我们的工作表明这是以前发生过的事情,并且有可能由于当前的气候变化而再次发生。”

土壤微生物对于许多生态系统功能都很重要,微生物群落的急剧变化可能导致这些土壤的功能发生许多变化。例如,当前环境中的微生物负责处理碳和氮,而这些系统的变化可能会影响北极生态系统中的碳和氮循环。

但是Lanoil指出,需要做进一步的研究,以更好地理解在超过阈值后形成的新微生物群落的功能及其对更广泛生态系统的潜在影响。

博士补充说:“我们的发现也可能解释了从田间和实验室土壤变暖实验获得的矛盾结果背后的原因。” 该研究的主要作者,学生Alireza Saidi-Mehrabad。“这种差异很可能是因为基于实地的研究涉及对土壤的适度加热。相反,在基于实验室的培养中,少量的多年冻土融化会导致对温度升高的快速响应,从而导致土壤化学和化学性质发生重大变化。微生物群落结构。”

这项研究的其他合作者包括科学系教授,加拿大北部环境变化研究主席Duane Froese;以及 Patrick Neuberger,Lanoil实验室的前研究生;以及美国大学公共卫生学院的研究生 Morteza Hajihosseini 。

该研究的资金由阿尔伯塔省创新研究生奖学金,ArcticNet,加拿大自然科学与工程研究委员会,北方科学培训计划和美国大学的北方研究奖提供。

这项研究“跨越更新世-全新世边界的多年冻土微生物群落结构变化”发表在环境科学前沿。

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