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科学家发现沙漠下层土壤中含有大量氮素(图)

http://www.sina.com.cn 2003年11月08日 13:01 新浪科技

在内华达阿马戈苏河谷的沙漠中,从土壤中过滤出去的氮素,积聚到了离地表几米处的下层土中。

  新浪科技讯 美国东部时间11月6日(北京时间11月7日)消息,在位于科罗拉多州的美国地质学测量局做博士后的水文学家米切尔-华尔伍德和内华达大学水文学家彼得-哈苏等,在11月7日《科学》发表文章,报告美国西南地区沙漠下层土中所含有氮素的量,比以前估计的量要多。这是在沙漠生态系统方面的重要发现。沙漠植物所生长的土壤环境是非常贫瘠的。沙漠的炎热土壤中,缺乏可被生物利用的基本营养,尽管在沙漠表层下方几米处,便储存着富足的氮素。

  作为氮素的硝酸盐是被偶然发现的。当时,还是美国新墨西哥州采矿技术研究所博士生的华尔伍德等,正因沙漠下层土中氯化物方面的课题,在著名的内华达测试基地钻探孔。他们发现,在土壤表层下方几米处,氯化物的浓度达到了峰值,表明在大约1万6千年以前,该地气候变得越来越干燥。奇怪的是,氮素的浓度也在该几米深处达到峰值。这使华尔伍德和哈苏等感到很不可思议,因为氮素通常是在土壤最上层一米处被浓缩的。

  氮素和氯化物的峰值浓度相对应表明,氮素像氯化物一样,并没有被植物或微生物所摄取,而是被从土壤中过滤出去了。为了进一步明确氮素的这种特性,华尔伍德和哈苏等又在美国西南部不同地区钻了4处探孔。尽管仅有两处新钻探孔的土壤成分亦表明氯化物和氮素之间的浓度密切相当,但华尔伍德和哈苏等几乎在所有探孔中都发现了下层土中的氮素,氮素的量为每公顷2千公斤至每公顷1万公斤。下层土中氮素的量比上层土中氮素的量高10倍多。

  华尔伍德等认为,因为沙漠面积占地球干燥土地面积的三分之一以上,所以其下层土中有可能储存着更大量的氮素。他们估计,与既往公认的氮素量相比较,地球土壤中的氮素要多16%,而在沙漠土壤中的氮素则要多71%。将来,如果美国西南地区的沙漠得到水源灌溉,或者当地气候变得更加潮湿,则下层土中储存的数量庞大的氮素,有可能过滤进入蓄水层中,并且污染地下水。

  如果不把这个问题搞清楚,那么许多事情都可能会受到该结论的影响。北卡罗莱那州杜克大学罗勃特-杰克森警告说,华尔伍德和哈苏等通过探孔分析所得到的结果,使得有待进一步明确的地区性和全球性疑问增多。此外,下层土中的氮素储存库也有助于搞清,在过去的20世纪里,为什么根系很深的木本植物侵入了美国西南地区。总之,该项研究结果非常有益,它促使我们再度对于沙漠的行为方式进行思索。(琛航编译)


  
 
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