Soil organic matter diagenetic state informs boreal forest ecosystem feedbacks to climate change
Notice bibliographique
Résumé
The fate of soil organic carbon (SOC) in boreal forests is dependent on the integrative ecosystem response to climate change. For example, boreal forest productivity is often nitrogen (N) limited, and climate warming can enhance N cycling and primary productivity. However, the net effect of this feedback on the SOC reservoir and its longevity with climate change remain unclear due to difficulty in detecting small differences between large and variable carbon (C) fluxes needed to determine net changes in soil reservoirs. The diagenetic state of SOC – resulting from the physicochemical and biological transformations that alter the original biomolecular composition of detrital inputs to soil over time – is useful for tracing the net response of SOC at the timescales relevant to climate change not usually discernible from fluxes and stocks alone. Here, we test two hypotheses using a mesic boreal forest climate transect: (1) the SOC diagenetic state is maintained across this climosequence, and (2) the maintenance of the SOC diagenetic state is a consequence of coupled soil C and N cycling, signifying the role of enhanced N cycling supporting SOC inputs that maintain SOC stocks within the warmer-climate forests. Shifts in nonvascular to vascular plant inputs with climate observed in these and other boreal forests highlighted the need to carefully separate biogeochemical indicators of SOC source from those signifying diagenetic alteration. We thus evaluated and applied lignin biomarkers to assess the diagenetic alteration of SOC in these boreal forest organic soils and directly compared the lignin diagenetic state with that of soil organic nitrogen (SON) assessed through amino acid composition. The lignin diagenetic state remained constant across the climate transect, indicating a balance between the input and removal of lignin in these mesic boreal forests. When combined with previous knowledge of these forest ecosystems, including the diagenetic state of SON and direct measures of C fluxes and stocks, the results indicate a coupled increase in C and N cycling with climate warming that supports forest productivity and maintains SOC stocks. This balance could markedly shift as other factors begin to limit forest productivity (e.g., trace nutrients, water) with further climate change or affect forest nutrient allocation (e.g., forest age or compositional change). Further application of the approach presented here could be used to detect the limits of this and other ecosystem–climate feedbacks, by providing a tractable and parameterizable index of the lignin state across large spatial scales, necessary for ecosystem-scale parameterizations.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».