氮是對(duì)所有生物有機(jī)體生存至關(guān)重要的主要營(yíng)養(yǎng)素之一，盡管大氣中的氮?dú)夥浅ＸS富，但對(duì)于大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，這種形式很難進(jìn)入，本文探討了氮如何被生物體利用，以及人類活動(dòng)導(dǎo)致的氮水平變化對(duì)當(dāng)?shù)睾腿蛏鷳B(tài)系統(tǒng)意味著什么。

氮?dú)庋h(huán)的介紹

氮是對(duì)所有生物有機(jī)體生存至關(guān)重要的主要營(yíng)養(yǎng)素之一，盡管氮?dú)庠诖髿庵凶鳛槎獨(dú)猓∟2）非常豐富，但對(duì)于大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，這種形式在很大程度上是難以接近的，這使得氮成為稀缺資源，并且經(jīng)常限制許多生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力，只有當(dāng)?shù)獨(dú)鈴亩獨(dú)廪D(zhuǎn)化為氨（NH3）時(shí)，它才能供初級(jí)生產(chǎn)者使用，例如植物。

除了N2和NH3之外，氮還以許多不同的形式存在，包括無(wú)機(jī)和有機(jī)形式。因此，氮在生態(tài)系統(tǒng)中經(jīng)歷許多不同的轉(zhuǎn)變，隨著有機(jī)體用于生長(zhǎng)，在某些情況下，能量，它從一種形式變?yōu)榱硪环N形式。氮的主要轉(zhuǎn)化是固氮，將氮轉(zhuǎn)化為其多種氧化態(tài)是生物圈中生產(chǎn)力的關(guān)鍵，并且高度依賴于各種微生物組合的活動(dòng)，例如細(xì)菌，古細(xì)菌和真菌。

自20世紀(jì)中期以來(lái)，人類對(duì)全球氮循環(huán)的影響越來(lái)越大，人類活動(dòng)，如制造肥料和燃燒化石燃料，已經(jīng)顯著改變了地球生態(tài)系統(tǒng)中固定氮的數(shù)量，事實(shí)上，有人預(yù)測(cè)，到2030年，人類活動(dòng)所固定的氮量將超過(guò)微生物過(guò)程所固定的氮量（Vitousek 1997），有效氮的增加可以通過(guò)提高初級(jí)生產(chǎn)力和影響碳儲(chǔ)存來(lái)改變生態(tài)系統(tǒng)，由于氮在所有生態(tài)系統(tǒng)中的重要性以及人類活動(dòng)的重大影響，氮及其轉(zhuǎn)化受到了生態(tài)學(xué)家的極大關(guān)注。

氮?dú)獾挠绊?/p>

氮?dú)猓∟2）占地球大氣的近80％，而氮通常是限制許多生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)生產(chǎn)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為什么會(huì)這樣？因?yàn)橹参锖蛣?dòng)物不能以這種形式使用氮?dú)?，?duì)于可用于制造蛋白質(zhì)，DNA和其他生物學(xué)上重要的化合物的氮，必須首先將其轉(zhuǎn)化為不同的化學(xué)形式，將N2轉(zhuǎn)化為生物可利用的氮的過(guò)程稱為固氮，N2由于氮原子之間的三鍵強(qiáng)度，氣體是非常穩(wěn)定的化合物，并且需要大量的能量來(lái)破壞這種鍵，因此，只有一組選定的原核生物能夠執(zhí)行這種能量要求嚴(yán)格的過(guò)程，盡管大多數(shù)固氮是通過(guò)生物進(jìn)行的，但是一些氮可以通過(guò)閃電或某些工業(yè)過(guò)程（包括化石燃料的燃燒）而無(wú)害地固定。