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氮是對所有生物有機體生存至關(guān)重要的主要營養(yǎng)素之一，盡管大氣中的氮氣非常豐富，但對于大多數(shù)生物來說，這種形式很難進入，本文探討了氮如何被生物體利用，以及人類活動導(dǎo)致的氮水平變化對當?shù)睾腿蛏鷳B(tài)系統(tǒng)意味著什么。

氮氣循環(huán)的介紹

氮是對所有生物有機體生存至關(guān)重要的主要營養(yǎng)素之一，盡管氮氣在大氣中作為二氮氣（N2）非常豐富，但對于大多數(shù)生物來說，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)的初級生產(chǎn)力，只有當?shù)獨鈴亩獨廪D(zhuǎn)化為氨（NH3）時，它才能供初級生產(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，包括無機和有機形式。因此，氮在生態(tài)系統(tǒng)中經(jīng)歷許多不同的轉(zhuǎn)變，隨著有機體用于生長，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，例如細菌，古細菌和真菌。

自20世紀中期以來，人類對全球氮循環(huán)的影響越來越大，人類活動，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，事實上，有人預(yù)測，到2030年，人類活動所固定的氮量將超過微生物過程所固定的氮量（Vitousek 1997），有效氮的增加可以通過提高初級生產(chǎn)力和影響碳儲存來改變生態(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。

氮氣的影響

氮氣（N2）占地球大氣的近80％，而氮通常是限制許多生態(tài)系統(tǒng)中初級生產(chǎn)的營養(yǎng)物質(zhì)，為什么會這樣？因為植物和動物不能以這種形式使用氮氣，對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程稱為固氮，N2由于氮原子之間的三鍵強度，氣體是非常穩(wěn)定的化合物，并且需要大量的能量來破壞這種鍵，因此，只有一組選定的原核生物能夠執(zhí)行這種能量要求嚴格的過程，盡管大多數(shù)固氮是通過生物進行的，但是一些氮可以通過閃電或某些工業(yè)過程（包括化石燃料的燃燒）而無害地固定。