Biogeochemical responses of plants, soils and microbes to permafrost degradation in a subarctic peatland
Notice bibliographique
Résumé
Permafrost peatlands are particularly sensitive to climate warming. The thawing of permafrost in these ecosystems accelerates the decomposition of old organic matter in deep soil layers and re-activates the cycling of carbon (C) and nutrients. Several studies showed that the thawing of permafrost in subarctic peatlands increases nitrogen (N) availability, ecosystem productivity as well as methane (CH4) and C dioxide (CO2) emissions. The mobilisation of other nutrients like phosphorus (P) or potassium (K) and the stoichiometric changes occurring in plants, soils and microbes in these fragile ecosystems are nevertheless poorly understood. In June 2018 we collected plant and soil samples across several permafrost thaw gradients in a palsa mire complex at Stordalen (Abisko, 68°N, Sweden). We selected three contrasting situations across the gradients: a) peat mounds with an intact permafrost core (‘palsa’ areas), b) semi-degraded palsas (‘transition’ area), and c) completely degraded palsas with no permafrost (‘collapsed’ area). For each situation we collected samples of the aboveground vegetation and soil samples at 5-10, 40-45, 70-75 and 95-100 cm (layers A-D), encompassing peat (A and B) and mineral soil layers (C and D). We determined total C, N, P and K, extractable organic C (EOC), total extractable N (TEN), extractable organic N (EON), ammonium (NH4+), nitrate (NO3-), extractable organic and inorganic P (EOP and EIP), microbial enzymatic activity, microbial C, N and P and pH in soil samples at each of the four depths across the gradient. We also determined total C, N, P and K in aboveground vegetation samples. The uppermost soil layer A showed the most statistically significant changes across the gradient of permafrost thaw, namely a 2-fold increase of total N and total P, 3- fold increase of EIP, 4-fold increase of EOP and 5-fold increase of NH4+, along with an increase of potential extracellular enzymatic activity. The fraction of total P immobilised by microbes was highest in the uppermost soil layer of palsas, where microbial P reached 33% of total P. In layer B, there were also several significant changes, such as a 4-fold increase of EOC and TEN and 12-fold increase of NH4+ in transition areas, and a 4-fold increase of EOP in collapsed areas. In addition, foliar chemistry changed significatively across the gradient of permafrost thaw, with a generalised increase of N, P and K, and a decrease of the CN and NP ratios. Along with these changes in foliar chemistry there was an increase of the stocks of N, P and K in biomass across the gradient. The biogeochemical and stoichiometric changes observed in plants, soil and microbes at different soil layers and across the gradient of permafrost thaw evidence that ongoing and future environmental changes will have a major impact on the functioning of these fragile ecosystems in the Subarctic.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».