气候变暖被认为可通过延长生长季、加快植物代谢以及在永久冻土融化后使根系向更深层延伸等途径，促进永久冻土地区植被生长。不过，新增植被能在多大程度上抵消永久冻土融化带来的碳释放，取决于氮素供应是否能够匹配植物需求。

在氮供应与需求如何在变暖情景下重新平衡方面，研究界此前认识仍有限。中国科学院植物研究所（IBCAS）杨元和教授团队的一项研究指出，苔藓相关微生物的生物固氮作用可能是此前被低估、但在升温条件下维持永久冻土生态系统植物生长的重要因素。

该研究于2月18日发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）。研究团队在青藏高原高山永久冻土区开展全生态系统升温实验，并量化了43项与植物氮需求、氮利用策略及土壤氮供应相关的指标，以综合评估变暖条件下氮供需动态及其驱动因素。

研究结果显示，升温显著提高了植物氮需求，但叶片氮回收效率未发生变化。研究人员据此表示，植物在升温下增加的氮需求主要依赖从土壤中吸收来满足。

通过15N同位素示踪，研究团队发现土壤氮转化过程总体保持稳定，而苔藓相关的生物固氮则显著增强。研究称，升温引起的固氮增强可贡献约48%的植被额外氮需求，显示苔藓相关固氮在支撑升温条件下植物生长方面具有重要作用。

为解释上述变化机制，研究进一步采用定量稳定同位素探针（qSIP）分析。结果显示，升温显著提升了与苔藓共生的活跃固氮微生物多样性及其氮同化能力。研究同时指出，这些微生物变化与升温导致的苔藓功能性状变化密切相关，提示植物与微生物之间可能存在协调响应。

研究团队表示，上述发现揭示了气候变暖背景下永久冻土生态系统氮供应与需求的重构过程，为理解这些气候敏感区域的碳氮相互作用提供了实验依据。