Conversion of boreal forests to agricultural systems: soil microbial responses along a land-conversion chronosequence
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Boreal regions are warming at more than double the global average, creating opportunities for the northward expansion of agriculture. Expanding agricultural production in these regions will involve the conversion of boreal forests to agricultural fields, with cumulative impacts on soil microbial communities and associated biogeochemical cycling processes. Understanding the magnitude or rate of change that will occur with these biological processes will provide information that will enable these regions to be developed in a more sustainable manner, including managing carbon and nitrogen losses. This study, based in the southern boreal region of Canada where agricultural expansion has been occurring for decades, used a paired forest-adjacent agricultural field approach to quantify how soil microbial communities and functions were altered at three different stages post-conversion (< 10, > 10 and < 50, and > 50 years). Soil microbial functional capacity was assessed by quantitative PCR of genes associated with carbon (C), nitrogen, and phosphorous (P) cycling; microbial taxonomic diversity and community structure was assessed by amplicon sequencing. RESULTS: Fungal alpha diversity did not change, but communities shifted from Basidiomycota to Ascomycota dominant within the first decade. Bacterial alpha diversity increased, with Gemmatimonadota groups generally increasing and Actinomycetota groups generally decreasing in agricultural soils. These altered communities led to altered functional capacity. Functional genes associated with nitrification and low molecular weight C cycling potential increased after conversion, while those associated with organic P mineralization potential decreased. Stable increases in most N cycling functions occurred within the first decade, but C cycling functions were still changing 50 years post conversion. CONCLUSIONS: Microbial communities underwent a rapid shift in the first decade, followed by several decades of slower transition until stabilizing 50 years post conversion. Understanding how the microbial communities respond at different stages post-conversion improves our ability to predict C and N losses from emerging boreal agricultural systems, and provides insight into how best to manage these soils in a way that is sustainable at the local level and within a global context.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 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 ».