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Soil priming effect in the organic and mineral layers regulated by nitrogen mining mechanism in a temperate forest
Land Degradation & Development ( IF 3.6 ) Pub Date : 2024-08-27 , DOI: 10.1002/ldr.5270 Qing Chang 1, 2 , Ziping Liu 1, 2 , Tianyu Zhang 1, 2 , Shasha Liu 1, 2 , Bai Liu 1, 2 , Xianlei Fan 1, 2 , Di Meng 1, 2 , Kun Zhang 1, 2 , Edith Bai 1, 2, 3
Land Degradation & Development ( IF 3.6 ) Pub Date : 2024-08-27 , DOI: 10.1002/ldr.5270 Qing Chang 1, 2 , Ziping Liu 1, 2 , Tianyu Zhang 1, 2 , Shasha Liu 1, 2 , Bai Liu 1, 2 , Xianlei Fan 1, 2 , Di Meng 1, 2 , Kun Zhang 1, 2 , Edith Bai 1, 2, 3
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Soil organic carbon (SOC) in temperate forests is a crucial part of the global C cycle. The C and nitrogen (N) inputs may greatly increase in forest ecosystems affected by atmospheric CO2 concentration, N deposition, and other climate change, which may further affect SOC dynamics in temperate forests. Nevertheless, how C and N inputs interact to influence the soil priming effect (PE) in the organic and mineral layers of temperate forests remains unclear. Here, we used easily available C and N sources, such as 13C-glucose with 2% SOC contents and ammonium nitrate (input C:N ratio = 10), to examine the effects and mechanisms of exogenous C and N inputs on soil CO2 production and PE in both soil layers of a temperate forest. Our research revealed that exogenous C input caused a positive PE in both soil layers, with the mineral layer showing a larger PE per unit of SOC than the organic layer (OL). Although C input increased C loss from native SOC, soil net C accumulation still increased. The C and N inputs decreased the soil PE in both soil layers, suggesting that N input alleviates substrate N limitation and weakens microbial N mining in both soil layers. Meanwhile, the C and N inputs increased the exogenous C remaining in the organic layer, which was beneficial for soil C sequestration. Compared to the organic layer, the response of the mineral layer to C and N inputs was weaker. This study suggests that C and N interact to affect PE on SOC decomposition and this interaction should be considered in modeling and prediction of soil C cycling.
中文翻译:
温带森林氮开采机制对有机层和矿物层的土壤引发效应
温带森林中的土壤有机碳 (SOC) 是全球 C 循环的重要组成部分。在受大气CO2 浓度、氮沉积和其他气候变化影响的森林生态系统中,C 和氮 (N) 输入可能会大大增加,这可能会进一步影响温带森林的 SOC 动态。然而,C 和 N 输入如何相互作用影响温带森林有机层和矿物层中的土壤引发效应 (PE) 仍不清楚。在这里,我们使用了容易获得的 C 和 N 来源,例如 SOC 含量为 2% 的 13C-葡萄糖和硝酸铵(输入 C:N 比 = 10),以研究外源 C 和 N 输入对温带森林两个土壤层土壤 CO2 产生和 PE 的影响和机制。我们的研究表明,外源 C 输入导致两个土壤层的 PE 均为正,矿物层每单位 SOC 的 PE 大于有机层 (OL)。尽管 C 输入增加了原生 SOC 的 C 损失,但土壤净 C 积累量仍然增加。C 和 N 输入降低了两个土层的土壤 PE,表明 N 输入减轻了基质氮的限制,削弱了两个土层的微生物氮开采。同时,C 和 N 输入增加了有机层中残留的外源 C,有利于土壤 C 的固存。与有机层相比,矿物层对 C 和 N 输入的响应较弱。这项研究表明,C 和 N 相互作用会影响 PE 对 SOC 分解的影响,在土壤 C 循环的建模和预测中应考虑这种相互作用。
更新日期:2024-08-27
中文翻译:
温带森林氮开采机制对有机层和矿物层的土壤引发效应
温带森林中的土壤有机碳 (SOC) 是全球 C 循环的重要组成部分。在受大气CO2 浓度、氮沉积和其他气候变化影响的森林生态系统中,C 和氮 (N) 输入可能会大大增加,这可能会进一步影响温带森林的 SOC 动态。然而,C 和 N 输入如何相互作用影响温带森林有机层和矿物层中的土壤引发效应 (PE) 仍不清楚。在这里,我们使用了容易获得的 C 和 N 来源,例如 SOC 含量为 2% 的 13C-葡萄糖和硝酸铵(输入 C:N 比 = 10),以研究外源 C 和 N 输入对温带森林两个土壤层土壤 CO2 产生和 PE 的影响和机制。我们的研究表明,外源 C 输入导致两个土壤层的 PE 均为正,矿物层每单位 SOC 的 PE 大于有机层 (OL)。尽管 C 输入增加了原生 SOC 的 C 损失,但土壤净 C 积累量仍然增加。C 和 N 输入降低了两个土层的土壤 PE,表明 N 输入减轻了基质氮的限制,削弱了两个土层的微生物氮开采。同时,C 和 N 输入增加了有机层中残留的外源 C,有利于土壤 C 的固存。与有机层相比,矿物层对 C 和 N 输入的响应较弱。这项研究表明,C 和 N 相互作用会影响 PE 对 SOC 分解的影响,在土壤 C 循环的建模和预测中应考虑这种相互作用。