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氮是高寒生态系统的限制性营养元素，对固氮细菌多样性及其影响因素的研究有助于解决高寒生态系统土壤氮缺乏的难题。
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所科研人员在祁连山区冰沟选择了两种典型植被进行样方调查和土壤样品采集。通过对其土壤理化性质进行测定，对两种植被土壤中的固氮细菌多样性和丰度用克隆文库（clone library）和定量PCR技术进行了检测。
固氮基因（nifH）克隆文库分析结果显示，所有可鉴定的固氮细菌均属于变形菌门，其中固氮螺菌（Azospirillum）是灌丛土壤中特有的固氮细菌；而荚瘤菌（Thiocapsa），德克斯氏菌（Derxia），外硫红螺菌（Ectothiorhodospira），中慢生根瘤菌（Mesorhizobium），克雷白氏杆菌（Klebsiella），剑菌（Ensifer），甲基细胞菌（Methylocella）和假单胞菌（Pseudomonas）是草甸土壤中特有的固氮细菌。系统发育分析将nifH 基因的序列分为5个分支：分支I，II和III主要是来源于草甸土壤的nifH 序列，而分支IV主要由来源于灌丛土壤的nifH 序列组成。nifH 基因的香农多样性指数的变化范围是1.5～2.8，草甸土壤中的多样性高于灌丛土壤；nifH 基因拷贝数的变化范围是4.0×106～6.9×107 copies g-1 soil，草甸土壤中的拷贝数低于灌丛土壤。冗余分析表明：灌丛土壤中，nifH 基因的多样性和拷贝数与地上生物量相关；草甸土壤中，nifH 基因的多样性主要受海拔的影响，而其拷贝数主要受土壤速效钾的影响。
该研究成果发表于Biogeosciences。
