Root and leaf litter diversity below-ground shape soil carbon stabilization and priming through altered decomposition dynamics
IF 5.5
1区 环境科学与生态学
Q1 ECOLOGY
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Abstract
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根系和凋落叶的多样性通过改变分解动态来影响土壤碳的稳定和启动
根系和叶片周转是土壤有机碳动态和储存的主要贡献者。然而，虽然土壤中存在多种物种的根，并且叶片通常通过生物扰动过程并入土壤，但仍不清楚土壤中的凋落物混合如何影响凋落物分解过程。特别是，尚不清楚土壤如何与混合凋落物之间凋落物化合物（如氮[N]和单宁）的预期再分配相互作用（例如缓冲或放大），从而对凋落物分解和由此产生的碳(C)通量控制有机碳平衡产生影响。为了解决这个问题，我们在实验室中研究了13个C标记的单叶和根凋落物和15个实际凋落物混合物的（几乎完全）分解。我们研究了凋落物分解过程中的凋落物质量损失和凋落物N浓度，追踪了凋落物13c转化为有机碳的矿物相关有机质（MAOM）和颗粒有机质（POM）组分，并量化了凋落物对原生有机碳矿化（即启动）的影响。我们预计养分（尤其是氮）在初始养分含量不同的凋落物之间的转移可以：(1)刺激混合凋落物中的碳损失，尽管这种作用可能会受到凋落物单宁的阻碍；(2)促进有机碳形成；(3)限制有机碳矿化。正如假设的那样，凋落物多样性增加了凋落物的分解速率，但不是由于凋落物的N转移和固定。同样出乎意料的是，凋落物单宁的差异提高了分解速率。凋落物多样性促进了土壤MAOM - C的形成，但对土壤有机碳总量的影响微不足道。这是因为MAOM组分中的有机碳形成和引发混合效应被POM组分中的抵消了。在混合凋落物中，凋落物锰（Mn）的差异导致了非可加性MAOM‐C的增加和POM‐C的损失，表明Mn在凋落物之间的转移促进了木质素的降解和土壤MAOM的结合。Mn凋落物的差异性也降低了MAOM - C，增加了POM - C的启动。总的来说，我们证明了多样性效应，潜在地暗示了凋落物之间的营养转移，可以发生在地下的根凋落物中，以及生物结合的叶凋落物中。进一步表明，不同的养分参与了控制凋落物分解速率和土壤碳储量的多样性效应。在《华尔街日报》博客上阅读免费的《简明语言摘要》。
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来源期刊
Functional Ecology
环境科学-生态学
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4 months
期刊介绍：
Functional Ecology publishes high-impact papers that enable a mechanistic understanding of ecological pattern and process from the organismic to the ecosystem scale. Because of the multifaceted nature of this challenge, papers can be based on a wide range of approaches. Thus, manuscripts may vary from physiological, genetics, life-history, and behavioural perspectives for organismal studies to community and biogeochemical studies when the goal is to understand ecosystem and larger scale ecological phenomena. We believe that the diverse nature of our journal is a strength, not a weakness, and we are open-minded about the variety of data, research approaches and types of studies that we publish. Certain key areas will continue to be emphasized: studies that integrate genomics with ecology, studies that examine how key aspects of physiology (e.g., stress) impact the ecology of animals and plants, or vice versa, and how evolution shapes interactions among function and ecological traits. Ecology has increasingly moved towards the realization that organismal traits and activities are vital for understanding community dynamics and ecosystem processes, particularly in response to the rapid global changes occurring in earth’s environment, and Functional Ecology aims to publish such integrative papers.
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