Unraveling the depth-dependent causal dynamics of methanogenesis and methanotrophy in a high-latitude fen peatland
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The dynamics of methane (CH4) cycling in high-latitude peatlands through different pathways of methanogenesis and methanotrophy are still poorly understood due to the spatiotemporal complexity of microbial activities and biogeochemical processes. Additionally, long-term in situ measurements within soil columns are limited and associated with large uncertainties in microbial substrates (e.g. dissolved organic carbon, acetate, hydrogen). To better understand CH4 cycling dynamics, we first applied an advanced biogeochemical model, ecosys, to explicitly simulate methanogenesis, methanotrophy, and CH4 transport in a high-latitude fen (within the Stordalen Mire, northern Sweden). Next, to explore the vertical heterogeneity in CH4 cycling, we applied the PCMCI/PCMCI+ causal detection framework with a bootstrap aggregation method to the modeling results, characterizing causal relationships among regulating factors (e.g. temperature, microbial biomass, soil substrate concentrations) through acetoclastic methanogenesis, hydrogenotrophic methanogenesis, and methanotrophy, across three depth intervals (0–10 cm, 10–20 cm, 20–30 cm). Our results indicate that temperature, microbial biomass, and methanogenesis and methanotrophy substrates exhibit significant vertical variations within the soil column. Soil temperature demonstrates strong causal relationships with both biomass and substrate concentrations at the shallower depth (0–10 cm), while these causal relationships decrease significantly at the deeper depth within the two methanogenesis pathways. In contrast, soil substrate concentrations show significantly greater causal relationships with depth, suggesting the substantial influence of substrates on CH4 cycling. CH4 production is found to peak in August, while CH4 oxidation peaks predominantly in October, showing a lag response between production and oxidation. Overall, this research provides important insights into the causal mechanisms modulating CH4 cycling across different depths, which will improve carbon cycling predictions, and guide the future field measurement strategies.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 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) | 0,000 | 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 ».