Foszfor formák, valamint foszfatáz termelési

Összes foszfor volt egy szegény előrejelzője a foszfatáz-aktivitás, mert magában foglalja a foszfor egy része primer ásványi is elzáródott ellenszegülő formák, mindketten víztározók, hogy nem lehet szubsztrát foszfatáz enzimes tevékenység (1. Táblázat, Ábra. 2A). Ennek az eredménynek a magyarázata: (1) A teljes p olyan ásványi formákat tartalmaz, amelyek ki vannak zárva a talajok és növények közötti p ciklus hurokjából, és (2) a teljes p magában foglalja a növények számára szintén nem elérhető szervetlen formákat is. A foszfor számos szerves és szervetlen formában jelen van a talajban,és a porgnak csak egy kis része hajlamos a foszfát felszabadítására a foszfatáz-reakció után24. Av. A P (Bray, Olsen, gyanta-P) hagyományosan a P rendelkezésre állásának jó proxyjaként jelenik meg az ökoszisztémákban. Azonban av. P nem korrelált a foszfatáz aktivitással (1. táblázat, ábra. 2B), jelezve, hogy av. P A P tényleges rendelkezésre állására vonatkozik, de nem a rendszer potenciális kapacitására, hogy foszfatázok segítségével felszabadítsa a P-t. Ehelyett azonnali képnek tekinthető az azonnal rendelkezésre álló P. rendelkezésre álló P. a növényi és mikrobiális mosogatók közötti egyensúly, valamint a szerves anyagból származó források, amelyek részben foszfatáz aktivitással vannak szabályozva. Így a foszfatáz csak a forrás kifejezésre vonatkozik, míg a rendelkezésre álló P-t a mosogató kifejezések is szabályozzák. Az összegyűjtött adatokból nem derül ki minta az av p és a foszfatáz között. Mindazonáltal a magas av talajok. Porg és Porg (ábra. 2C, D)A leghasznosabb p frakciók a potenciális foszfatázaktivitás előrejelzéséhez25. A szerves frakció nagyon ellenszenves és mérsékelten labilis formákat tartalmaz,de mint a foszfatáz természetes potenciális szubsztrátja, ez a rendszer megfelelő mutatója a labilis foszfor előállításához. Ez megerősíti azt az elképzelést, hogy nemcsak a labilis, hanem a mérsékelten labilis formákra is szükség van24 a talaj-növény rendszer tápanyag-korlátainak számszerűsítéséhez. Ezért a szerves P-tartály és a beléptető ajtó (foszfatáz aktivitás) kombinációja a rendszer p-ciklikus kapacitásának jobb mutatója lehet, mint a rendelkezésre álló formák közvetlen mérése. Sajnos, annak ellenére, hogy statisztikailag a PORG robusztusságát teszteltük a savas foszfatáz indikátoraként, a P frakciómérések összeállítása adatbázisunkban sokkal alacsonyabb volt, mint a TC és a TN esetében. Emiatt a Porg-ot kizárták a szerkezeti egyenlet modellezéséből. Az 1. táblázat azonban azt mutatja, hogy a Porg hogyan korrelált a TN-vel (1.táblázat, R2 = 0.44, p < 0.001), TC (R2 = 0.50, p < 0.001), valamint a mikrobiális szén (R2 = 0.42, p < 0.01), mindkét először szerepel a bemutatott SEM. Ez egyértelműen azt jelzi, hogy a magasabb nitrogéntartalmú talajok is szélesebb tározók a Porg számára, feltehetően azért, mert több szerves anyagot halmoznak fel. A SEM eredményét, valamint a TN és a TC lehetséges közvetlen hatásait a foszfatáz-termelésre vonatkozóan a következő részben tárgyaljuk. Mindazonáltal a TN és a TC a talaj Porg jó proxyinak is tekinthető, megerősítve azt az elképzelést, hogy a P talaj szerves frakciója jó mutatója lehet a savas foszfatáz potenciális aktivitásának.

a nitrogéntartalom és az éghajlat foszfatáz aktivitásra gyakorolt hatása

a savas foszfatázaktivitás eloszlásának főbb nagy léptékű mintáit az éghajlati viszonyok és a talaj tápanyag-koncentrációja magyarázza. A talaj tn a foszfatáz aktivitási gradiensek jó előrejelzője, amely a három vagy öt változót tartalmazó lineáris modellekben a foszfatáz variancia körülbelül 50% – át magyarázza (ábra. 4, TN β együttható 0,51), amelyeket a teljes globális adathalmazra alkalmaztak. Elemzésünk összhangban van azokkal a tanulmányokkal, amelyek a foszfatáz aktivitás n műtrágyáz általi stimulálásáról számolnak13. Mikroorganizmusok, s feltehetően növények, gondolat, hogy válaszol, hogy elemi egyensúlyhiány a források által termelő enzimek célzás az elem need26. P csak akkor válik növekedéskorlátozóvá, ha és ha más források, például az N rendelkezésre állása elegendő. A teljes nitrogént megfelelő referenciaértéknek tekintették a természetes és mezőgazdasági talajok n-hozzáférhetőségének meghatározásához27, 28, 29, 30, 31. Mivel az N A fő növekedéskorlátozó tápanyag a világ számos területén, a P-hez viszonyított magas N rendelkezésre állás szükséges ahhoz, hogy az organizmusok elkezdjenek befektetni a foszfatáz,egy fehérje,ezért egy N-gazdag molekula32, 33, 34. Ezért a foszfatáz aktivitásának TN-vel történő növelésének megfigyelt mintája a növények és mikrobák megnövekedett n-befektetéséből származhat a magasabb N-hozzáférhetőségű p-enzimekké történő megszerzésében35. A TN gyakran jól korrelál a mikrobiális biomasszával és a mikrobiális C36-tal, ami viszont összefügg a magas savas foszfatáz aktivitással, amint azt adatbázisunk is mutatja. Ezek a minták azonban részben a mikrobiális közösség összetételétől is függhetnek, mivel a baktériumok versenyképesebbek, mint a magas N környezetben lévő gombák.9

elemzésünk azt mutatja, hogy az n hatását az éghajlati viszonyok modulálták. A SEM elemzés különösen a vízellátás (MAP) fontos szerepét határozta meg a foszfatáz aktivitásában, amely közvetlen, de erős közvetett hatással van a TN-re és a TC-re (ábra). 3), mivel a magasabb csapadékmennyiségű helyek gyakran több TN-t is tartalmaztak. Ez a következtetés összhangban van az enzimatikus termelést különböző vízkészletek mellett tanulmányozó kísérletek többségével, amelyek alacsonyabb foszfatáz aktivitást mutattak aszály körülményei között37. E vizsgálatok egy része arról számolt be, hogy a talaj szárazsága csökkentette a talaj foszfatáz aktivitását, csökkentette a P mineralizációját és a rövid távú rendelkezésre álló P-t, és növelte a litter37 p-tartalmát. A vízhiány felelős lehet a mikrobiális biomassza és foszfatáz rendkívül alacsony szintjéért az arid és semiarid biomákban. A zord éghajlati viszonyokkal rendelkező területek alacsonyabb alombevitellel, bomlásképességgel, mikrobiális és növényi biomasszával, valamint enzimaktivitással kapcsolatosak38. Másrészt a rendelkezésre álló vízspektrum másik végének hatásai, mint például az elárasztott területeken (mocsarak, elárasztott erdők), nagymértékben függnek a víz telítése miatti lecsökkentési körülményektől és a P-sugárzástól (lásd 3.2 pont).

adataink azt mutatják, hogy a foszfatáz függ az éghajlati mintáktól, de a talajban lévő TN koncentrációtól is. Eredményeink arra utalnak, hogy a foszfatáz aktivitásának szabályozására különböző időléptékű folyamatok kapcsolódnak. Egyrészt, számos tanulmány számolt be fokozott foszfatáz termelés n megtermékenyítés kísérletek, felfedve egy rövid távú ellenőrzése az enzimatikus termelés. Másrészt, ahol az éghajlati viszonyok kedvezőek és a termelékenység magasabb, a növények és a mikrobák modulálták a tápanyag-medencéket. Ismeretes, hogy a szerves P és az elzáródott p összege a talajokban nagyobb p-medencévé válik, növekvő időjárási intenzitással.40 Adatbázisunkban a TN és az organikus p is erősen korrelál, ezért azt javasoljuk, hogy a TN foszfatáz aktivitásra gyakorolt hatását is erősen befolyásolja a hosszú távú ökoszisztéma-evolúció.

SEM modellünk a hőmérséklet (MAT) pozitív közvetlen hatását is azonosította, amely serkenti a termelékenységet a foszfatáz aktivitásra (ábra. 3) de negatív közvetett hatás a TN-n keresztül (valószínűleg a kemény körülményekhez kapcsolódik), így a MAT szinte nincs teljes hatása a foszfatáz aktivitásra. A különböző típusú biomákról szóló számos tanulmány szerint a növények termelékenysége és mikrobiális aktivitása magasabb hőmérsékletek41 vagy a foszfatáz aktivitásának növekedése a légköri felmelegedés trendje42. Ezzel szemben úgy gondolják, hogy a hideg hőmérséklet és a késleltetett bomlás csökkenti az N-T41.

Mintákat a foszfatáz-aktivitás a különböző életközösségek

Több tanulmány arra utal, hogy a kapcsolatok között N s O foglaljon most, foszfatáz aktivitás kitart egész biomes43, de bizonyíték nem volt eddig hiányzott. Az n jelenléte a talajban a fő tényező, amely magyarázza a foszfatáz aktivitását a mérsékelt éghajlaton, de a foszfatáz aktivitását a világ más részein tapasztalható szélsőséges éghajlati viszonyok is erősen csökkentették. A foszfatáz aktivitás alacsony alpesi környezetben (adatbázis átlaga 1,4 µmol g−1 h−1), valószínűleg korlátozza az alacsony pedogenetikai fejlődés meredek vagy köves nagy magasságú területeken, magas hő amplitúdóval és hideg körülmények között(SEM AMP teljes hatás -0,2). A fiatal talajokon történő közvetlen apatit időjárási viszonyok magas rendelkezésre állása szintén kis foszfatázszükséglethez vezethet. A száraz és félsivatagos területeken a csapadék alacsony aránya szintén nagyon alacsony foszfatáz aktivitással járt (az adatbázis átlaga 4,28 µmol g−1 h−1) olyan talajokban, amelyek általában TN kimerültek44. A száraz területeken a víz rendelkezésre állása a fő korlátozás, de a hideg körülmények gátolhatják a boreális területeken a termelést és a bomlást. A stagnáló boreális vizes talajok rendkívül gazdagok lehetnek szerves anyagokban, amelyekben a szerves p csapdába esik, így nem érhető el mind a növények, mind a mikrobák számára. Ez megmagyarázná, hogy a rendkívül magas foszfatáz-aktivitás (adatbázis átlagos 46.7 µmol g−1 h−1) találtam néhány peatlands45, valamint azt is jelzi, egy erősebb P mint N korlátozás ilyen körülmények között, mint N még lehet fenntartani be enzim termelése P megszerzése. Az aktivitás azonban nagyon alacsony lehet A Sziklás talajjal rendelkező boreális területeken, alacsony időjárási ráták46 és nagyon magas n korlátozás.

az alacsony nitrogén, alacsony szén-dioxid -, illetve rövid vegetációs időszak éghajlati körülmények között, átlagos éves foszfatáz aktivitás várhatóan alacsony lesz a talaj, a Földközi-tengeri ökoszisztémák. Mindazonáltal a Földközi-tengeri térségekben végzett vizsgálatok magas aktivitásról számoltak be37, és ebben a vizsgálatban az átlagos aktivitás meglehetősen magas volt (9,97 µmol g−1 h−1). A mediterrán ökoszisztémák szezonalitása erős, és a legtöbb mérést tavasszal vagy ősszel végezték, amikor a talaj hőmérséklete és a vízfeltételek optimálisak a termeléshez42, ezért az enzimaktivitás magasabb lehet az éves átlagnál. A felső talajrétegek enzimatikus tartalma a súlyos szezonalitásban szenvedő közösségekben, például a Földközi-tengeri Bázisban37, az évszakok között kétszeresére változhat. Egy másik hipotézis az, hogy a mediterrán ökoszisztémák talajaiban a magas foszfatázértékek alacsony P-tartalomhoz kapcsolódnak15, 47,48,49. Több enzimre is szükség lehet, mert ezekben a rendszerekben a szklerofill fás növényzet az erdő jelentős részét képviseli, ami több energiát igényel a lebomláshoz.

a foszfort a trópusi ecosystems50 fő korlátozó tápanyagának tekintették, amely az alacsony P talaj szubsztrátokhoz kapcsolódik. Tanulmányunk szerint a foszfatáz aktivitás a trópusi és szubtrópusi ökoszisztémákban (az adatbázis átlaga 8,8 µmol g−1 h−1) erősen függ a TN-tartalomtól. Az adatkészletünkben szereplő trópusi és szubtrópusi területek alacsony TN-értékkel rendelkeztek (átlagosan 3.77 g kg-1), ahogy az a régi, magas ásványi tartalmú talajoktól és egy nagy n-medencétől elvárható. Ezeken a viszonylag gyenge talajú területeken a legfontosabb enzimaktivitás az alomrétegen történik, ami elősegíti a nagyon gyors tápanyagbiciklizést és a gyors mineralizációt. Ezenkívül az egyes elárasztott trópusi erdőkben gyakori csökkentett körülmények a korábban nem elérhető P felszabadulását eredményezhetik a P39 kötésére képes vas-oxidok feloldásával. Ezt a folyamatot kompenzálhatja a vas-foszfát képződése és a vas-hidroxidok megnövekedett szorpciós kapacitása.39 A labilis p útvonalak ezekben a környezetekben szorosan kapcsolódnak az Fe és S ciklusokhoz.

A mérsékelt övi területeken magasabb volt a foszfatáz aktivitás (14,4 µmol g−1 h-1). Ezek az ökoszisztémák gyakran nem korlátozódnak a vízre, és a magas légköri lerakódások miatt gyakran jól fejlett talajszinttel és magas nitrogéntartalommal rendelkeznek22. Hasonló tevékenységekről számoltak be a mérsékelt égövi erdők esetében is (23,5 és 6.63 µmol g−1 h−1 in O, illetve Ah horizontok) 51.

felfedezni a különbségeket között életközösségek részleges maradványok telkek volna ábrázolni a multiregression modellek kölcsönhatások beleértve TN, MAT, TÉRKÉP, valamint AMP (Ábra S3, Tábla S5). A foszfatázok a mérsékelt övi és trópusi területeken (S3 ábra), valamint az alpesi és száraz területeken (nem látható) kapcsolódtak a TN-hez. A TN hatása nem a fő tényező, amely megmagyarázza a foszfatáz aktivitási eltérését a mediterrán területeken a víz rendelkezésre állásának és a hőmérsékletnek a rendszer tápanyag-ciklusának korlátozására való hajlama miatt.

Foszfatáz aktivitás, illetve a talaj időjárás

A feltárt különbségek foszfatáz aktivitás kapcsolódó fokos a talaj időjárás, valamint az ökoszisztéma fejlődését. A foszfatáz aktivitás az adatkészletünkben a közepes viharvert talajokban volt a legmagasabb (ábra. 5D). Ez a minta párhuzamosítja a TN-t (ábra. 5a), szén (F = 61,0, P < 0,0001, kiegészítő ábra. 3) és mikrobiális biomassza (F = 27,5, P < 0,0001, ábra. S2), ami az enzimaktivitás, a mikrobiális biomassza és a tápanyag-állapot közötti kapcsolatra utal16, 52. Bár a chronosequences és az időjárási szakaszok nem szigorúan összehasonlíthatók, mindkét változási mintának közös trendje van. Az alacsony és magas időjárási viszonyok közötti különbségek összehasonlíthatók a kronoszequenciákban leírt fiatal és öreg talajok közötti különbségekkel. Allison et al.Az 53 leírta a kronoszequencia magasabb n-és C-szintjeit, de a c, N és P-szintek az utolsó fázisban, a legrégebbi talajokon csökkennek53. Ennek ellenére a talaj p-tartalma sokkal gyorsabban kimerül, mint a C, így a C:P és N:P arányok folyamatosan növekednek a talaj életkorával53, 54. Peltzer et al.55 összefoglalta a talaj tulajdonságainak várható változásait az idő múlásával, beleértve a talaj n és C tartalmának kezdeti növekedését, majd későbbi csökkenését. A mikrobiális biomassza fokozatosan növekszik a talaj chronosequence első szakaszaiban, amíg fokozatosan nem válik a teljes biomassza foszfor (növényi és mikrobiális) első halmazává 9. Ez arra utal, hogy a növények és a szaprotróf mikrobák között intenzív verseny alakul ki a talaj foszforjáért az érett talajokban9. Alacsonyabb foszfatáz aktivitás n korlátozással a vulkanikus szigetek retrogresszált helyein56, mint az adatkészletünk erősen viharvert talajaiban, ahol az enzimatikus aktivitás nagyon fontos összetevője az alomrétegen, mint a talaj (ábra). 5D). Nehéz felmérni a tápanyagok rendelkezésre állásának és a talaj mikrobiotájának a változás mértékéhez való viszonylagos hozzájárulását55. A mikrobiális közösségek bakteriális dominanciáról gombás dominanciára való áttérése gyakori az n-korlátozott savas talajokban9, 52, és egy ilyen eltolódás a foszfatáz aktivitás fontos hajtóerejévé válhat. Emellett pozitív visszacsatolási hurok alakulhat ki a tápanyag-korlátozás fokozására: az alacsonyabb tápanyagkoncentrációk megváltoztatják a mikrobiális közösségeket, csökkentik a bomló aktivitást és tovább fokozzák a tápanyag-korlátozást.

A közösségi és erdőtípus hatásai

a foszfatáz aktivitás és a TN szintén jelentősen különbözött a közösségek között (1.ábra). 5B,E). A foszfatáz aktivitás következetesen magasabb volt az erdőkben (12,4 µmol g−1 h−1), mint a gyepekben (4,83 µmol g−1 h−1) (még akkor is, ha megosztják a talaj időjárási állapotát), vagy kezelt vagy zavart földterületen (6,72 µmol g−1 h−1). Wardle et al.Az 57-esek arról számoltak be, hogy a tápanyagbiciklin és az enzimaktivitás szorosan összefügg a fent és lent található biótákkal. A gyepek olyan növényfajokból álló rendszerek, amelyek gyorsan ciklálják a tápanyagokat, ami előnyös a bakteriális dominancia szempontjából (magas n körülmények között versenyképesebb)52. A bomlástermékek feletti növényösszetétel kontrollja összefüggésfüggő, de az erdei talajokon a baktériumok feletti gombák nagyobb aránya várható. A gyökér szimbiotikus mikorrhizális gombák a foszfatáz hatékony előállítói58, és fontos ellenőrzést gyakorolnak a tápanyag-uptake59, 60 felett. Ez annak köszönhető, hogy a mikorrhiza a talajjal érintkezik, és hatékonyabban lép kölcsönhatásba az ásványi és szerves környezetekkel61. A talaj mycorrhiza-típusainak bőségét a gazdafajok eloszlása határozza meg, a legelők és az erdei talajok pedig a mychorrhiza59, 62 változatosságát mutatják, ami hozzájárulhat a végső foszfatáz-termeléshez. A különböző fafajok együttélése foltos mikrobiális eloszlást eredményez az erdőkben az “egyfa” hatások54 által a mikrobiális közösségek változékonyságára. A talajközösségek, beleértve a gyökéradagolókat és a talajmérnöki szervezeteket, szintén meghatározzák a végső specifikus enzimprofilokat. Jó példa erre az epigeikus földigiliszták és termeszek,amelyek Mutualista kapcsolatai hozzájárulhatnak a magasabb foszfatáz aktivitáshoz. 63 Megfigyeljük azonban, hogy a tápanyag-terhelhetőség és az elsődleges termelékenység közötti különbségeket mutató erdei és gyepes talajok ellenére a TN és a savas foszfatáz közötti közös minta e különbségek alapját képezi (S4.ábra).

az adatkészletünkben összegyűjtött erdei közösségekből származó információk lehetővé tették számunkra, hogy azonosítsuk az angiosperm és a gymnosperm talajok közötti különbségeket (1.ábra). 5F). A talaj foszfatáz szignifikánsan magasabb volt az angiosperm erdőkben (14,5 vs 8,2 µmol g−1 h−1), mint a gymnospermeknél. Ez a minta összhangban volt a mediterrán és mérsékelt övi biomákkal, de nem azokkal a trópusi vagy szubtrópusi helyekkel, ahol az angiospermium dominanciája nem tette lehetővé ezt az összehasonlítást. E két faosztály közötti különbség arra enged következtetni, hogy az erdőkben a talaj foszfatáz aktivitásának jelentős részét növényi gyökerek és Mutualista mychorrhiza termelik. Alacsonyabb biológiai aktivitás várható a gymnospermális talajokban, amelyek jobban alkalmazkodnak a zord körülményekhez (a mediterrán erdők vízterhelése és a boreális erdők alacsonyabb hőmérséklete) az angiospermális erdőkhöz képest. Adatbázisunkban azonban nem azonosítottuk nagy különbségeket a csapadékban az erdő mindkét csoportja között, ami arra utal, hogy az enzimatikus különbségek inkább a biológiai különbségektől, mint az éghajlati különbségektől függenek. Az angiospermális talajban a magasabb foszfatáz aktivitás összefügghet a TN értékekkel (1.ábra). 4C). Egyes tanulmányok rámutattak arra, hogy az alacsony Nitrogénfelhasználási hatékonyság (NUE) jelentős hátránynak tűnik az n-korlát alatti gymnosperm növények számára64, amely megakadályozhatja a foszfatáz exudációját. A foszfatáz aktivitásában mutatkozó különbségek mögött a mikrobiális élet, a mikorrhiza dominancia65 vagy az angiosperm és a gymnosperm osztályok66 között megfigyelt sztöchiometria is állhat. Korábbi vizsgálatok azt jelentették, hogy az angiospermeknél magasabb a Szövet P-tartalma, mint a gymnosperms66-nál, ami talán magasabb foszfatáz-követelményhez és így magasabb enzimaktivitáshoz vezet. A P differenciált igénye fontos biológiai tulajdonságként merül fel,amely mindkét különálló evolúciós utat hajthatta volna.

A globális változás foszfatáz aktivitásra gyakorolt hatásainak előrejelzésére gyakorolt hatások

a Föld számos tájképét és ökoszisztémáját az elmúlt évtizedekben súlyosan zavarták. A helyi földgazdálkodással együtt olyan globális folyamatok, mint a légköri CO2-dúsítás vagy az emelkedő tengerszint, átalakítják világunkat. A jövőbeni éghajlat-és környezetváltozásnak a talaj-és enzimaktivitásra gyakorolt hatásait nehéz megjósolni, mivel a talaj kémiai tulajdonságai és a talaj feletti és alatti élet közötti összefüggések még mindig kevéssé ismertek. A magasabb légköri CO2-szint a foszfatáz szintézist serkentheti az alom minőségének megváltoztatásával, valamint a növényi és mikrobiális termelés fokozásával57, 67, amelyből a P gyorsabb forgalmára számíthatunk. adataink arra utalnak,hogy a növekvő hőmérséklet hasonló változásokat eredményezhet (ábra. 4), de arra is utal, hogy a CO2 és a hőmérséklet lehetséges hatásait a víz korlátozása korlátozhatja.

a Földközi-tenger medencéjére, Közép-Amerikára és Dél-Amerika egyes területeire, Dél-Afrikára és Ausztráliára vonatkozó Előrejelzések68. Bizonyíték van arra, hogy a vízkorlátozás erősen befolyásolja a talaj szerves anyagainak és különböző növényi szöveteknek a sztöchiometriáját. Az aszály összefüggésbe hozható az oldható szerves C és P csökkenésével az alacsonyabb mikrobiális biomassza és aktivitás42 miatt, ami a száraz és félszáraz területeken is megfigyelhető a tanulmányunkban. A szárazság idején több Porg szabadul fel, mivel rövid távon magasabb az alomtermelés, de a rendelkezésre álló szervetlen P – és foszfatázaktivitás csökken, ami erős közép – és hosszú távú p-határértéket eredményez43. Ezenkívül a pozitív visszacsatolások felgyorsíthatják a P veszteséget az oldható p gyors kimosódásával az újbóli nedvesítés során, a mikrobák ozmotikus sokkjával vagy a tápanyag-aggregátumok kimosódásával30. A növekvő vízhiány és a szélsőséges események nagyobb valószínűsége csökkentheti a foszfatázaktivitást, ami egyes ökoszisztémák lebomlását, valamint a víztől és tápanyagoktól kevésbé függő közösségek fokozatos változását idézi elő (pl. mediterrán erdő a cserjések felé). Ez a változás pozitív visszacsatolásként értelmezhető az éghajlatváltozással kapcsolatban, mivel kevesebb C-t elfognak biomasszaként, és az ökoszisztéma CO2-forrássá válhat. A globális változásra vonatkozó legtöbb előrejelzés a tűz gyakoriságának növekedését is jelenti különböző biomákban, például a circumboreal forests (akár 50%)69 vagy a mediterrán országokban70, amelyek jelentős hatással vannak a C költségvetésre. A P-és foszfatázaktivitás különböző formái a tűz után jelentősen alacsonyabbak lehetnek19 és a mikrobiális biomassza lesz a P-státusz és a hasznosítás fő tényezője. A boreális erdőben a tűz növelheti a túlélő és úttörő növények számára rendelkezésre álló P-t.

A globális változás az előrejelzések szerint az antropogén műtrágyázás miatt magasabb n bemenetet eredményez.13 A modell (ábra. 3) azt jósolja, hogy a foszfatáz tevékenységek magasabbak lesznek a légköri-n lerakódásnak kitett ökoszisztémákban. Az invazív fajok közös jellemzője, hogy a talaj n-hozzáférhetősége, különösen a gyenge tápanyag-tartalmú talajok esetében, amely a globális változás feltörekvő hajtóerejeként fog felmerülni világszerte. Egyes rendszerek, amelyek nem szenvednek hidrikus stressztől, ezért várhatóan a P korlátozás és a magasabb foszfatáz aktivitás felé tolódnak71.

modelljeink és szakirodalmi összeállításaink bizonytalan forgatókönyvet sugallnak a következő évekre: a magasabb CO2-szint, az N-műtrágyázás és a hőmérséklet hatása várhatóan növeli a foszfatáz aktivitását és a Porg forgalmának sebességét a talajban, de csak akkor, ha elegendő víz áll rendelkezésre. Más területeken a vízkorlátozás p korlátozást és alacsonyabb foszfatáz aktivitást vált ki, ami a visszatérő tüzek által súlyosbítható.

Ez a tanulmány az első, amely a talajban a foszfatáz aktivitás globális mintáit elemezte. A talaj TN a fő tényező, amelyet megvizsgáltunk, elmagyarázva a foszfatáz aktivitás térbeli gradienseit globális szinten. A magasabb hőmérséklet és a csapadék pozitív kapcsolatban állt a foszfatáz aktivitással. A csapadék foszfatáz aktivitásra gyakorolt hatásának fontos része közvetett volt, amely a víz rendelkezésre állásának a TN talajra gyakorolt hatása révén következett be. Ha az éghajlati viszonyok nem kifejezetten korlátozottak -például a mérsékelt övi és trópusi erdők -, az n talaj a vizsgált tényezők között a savas foszfatáz aktivitás korlátozásának legmeghatározóbb tényezőjeként keletkezik. Más, hőmérséklet-vagy vízkorlátozáson átesett helyeken azonban a foszfatáz aktivitásának fő ellenőrzését az éghajlat –például száraz vagy mediterrán területek-gyakorolná. A mikrobák és a növények közötti Mutualista kölcsönhatások garantálhatják a P-ciklust, de a foszfatáz kémiai rögzítése, felszabadulása és hatékony alkalmazása végső soron korlátozhatja a P-felvételt. A talaj geokémiai körülményei fontos szerepet játszanak a foszfatáz aktivitás meghatározásában, és különösen fontosak lehetnek a trópusi rendszerekben. Ez a tanulmány megállapította, hogy bizonyos globális, mind regionális változók empirikusan kapcsolódó talaj foszfatáz tartalom, de a komplexitás, illetve mennyire fontos ez a kérdés érdemi további kombinációt, a kísérletezés, a szélesebb adatgyűjtés a természetes talajon (különösen a boreális, alpesi száraz helyek). Az ilyen vizsgálatok tartalmaznia kell elemzése a különböző O s N medencék, beleértve a mikrobiális növényi O s N a megértés, a csatlakozó a N s O ciklusok, mint egy mechanizmus eredő, a tanulmány, amely szervezetek lehet, hogy kompenzálja az antropogén zavarokat geokémiai ciklusok. A jövőbeni munkára azért is szükség van, hogy meghatározzuk a globális változásnak a talajokra gyakorolt hatásait szerte a világon a sztöchiometrikus kapcsolatok minden típusú ökoszisztémára vonatkozó változásainak robusztus modelljeinek kifejlesztésére.