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Enregistrement W3135655082 · doi:10.5194/egusphere-egu21-1105

Long-term silicon dynamics in terrestrial ecosystems: insights from 2-million years soil chronosequences

2021· article· en· W3135655082 sur OpenAlexaff
Félix de Tombeur, Benjamin L. Turner, Étienne Laliberté, Hans Lambers, Grégory Mahy, Michel‐Pierre Faucon, Graham Zemunik, Jean‐Thomas Cornelis

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueSilicon Effects in Agriculture
Établissements canadiensUniversity of British ColumbiaUniversité de Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWeatheringChronosequenceSoil waterSoil production functionGeologyBioturbationSoil carbonCarbonateSilicateEcosystemSoil scienceEnvironmental chemistryEnvironmental scienceGeochemistryPedogenesisChemistryEcologySedimentGeomorphology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

<p>Silicon (Si) is widely recognized as an important regulator of the global carbon (C) cycle via its effect on diatom productivity in oceans and the weathering of silicate minerals on continents. Si is also a beneficial plant nutrient, improving resistance to herbivory and pathogens and mitigating the negative effects of several abiotic stresses, including nutrient limitation. However, changes in Si sources and cycling during long-term development of terrestrial ecosystems remain poorly understood. We studied Si in soils and plants along two 2-Ma coastal dune chronosequences in southwestern Australia (Jurien Bay and Guilderton). Soil development along these chronosequences includes carbonate leaching in Holocene soils, formation of secondary Si-bearing minerals in Mid-Pleistocene soils, followed by their loss via dissolution, to yield quartz-rich soils of Early-Pleistocene age. The chronosequences also exhibit an extreme gradient of soil fertility in terms of rock-derived nutrients, and shifts from nitrogen (N) to phosphorus (P) limitation of plant productivity as soils age. Along each chronosequence, we quantified the pools of reactive Si-bearing phases and plant-available Si in the soils, and physically extracted soil phytoliths (amorphous silica formed in plant tissues). We also quantified Si, macronutrients and total phenols in the most abundant plants growing along the best-studied of the two chronosequences (Jurien Bay). We found that plant-available Si was lowest in young and carbonate-rich soils, because carbonates weathering reduces the weathering of silicate minerals by consuming protons, and Si is strongly sorbed by secondary minerals in alkaline soils. Plant-available Si increased in intermediate-age soils during the formation of secondary minerals (kaolinite), and finally decreased in old, quartz-rich soils, due to continuous desilication. As pedogenic Si pools became depleted with increasing soil age, Si availability was increasingly determined by soil phytoliths. At Jurien Bay, foliar Si increased continuously as soils aged, in contrast with foliar macronutrients that declined markedly in strongly weathered soils. Finally, foliar phenol concentrations declined with increasing soil age and were negatively correlated with foliar Si at the community and individual species level, suggesting a tradeoff between these two leaf defense strategies. Our results highlight a nonlinear response of plant-available Si to long-term pedogenesis, with an increase during carbonate loss and a decrease in the silicates weathering domain. They also demonstrate that the retention of Si by plants during ecosystem retrogression sustains its terrestrial cycling by leveraging the high reactivity of soil phytoliths compared with soil-derived aluminosilicates. Moreover, the continuous increase of plant Si concentrations as rock-derived nutrients are depleted suggests important plant benefits associated with Si in P-impoverished environments. This is in line with the resource availability hypothesis, which predicts that plants adapted to infertile soils have high levels of anti-herbivore leaf defenses. In particular, old and P-depleted soils increased the relative expression of Si-based defenses, while young soils where plant productivity is limited by N promoted leaf phenol accumulation. Overall, our results demonstrate that long-term ecosystem and soil development strongly influence soil-plant Si dynamics, with cascading effects on plant ecology and global Si and C biogeochemistry.</p>

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,689
Score d'incertitude au seuil0,752

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,218
Écart entre enseignants0,206 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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