Spatial heterogeneity of soil organic matter and microbial community composition across ice-wedge polygons and soil layers in Arctic lowland tundra
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Arctic lowland tundra is characterized by pronounced spatial heterogeneity that introduces uncertainty into predictions of permafrost soil carbon dynamics. In these ecosystems, edaphic variability is primarily structured along two spatial axes: ice wedge polygon microtopography at the terrain scale and soil layers at the pedon scale. Here, we investigated how polygon types (low-, flat-, and high-centered polygons) and major soil layers (organic topsoil, mineral subsoil, cryoturbated material, and upper permafrost) jointly shape soil organic matter pools, microbial community composition, and potential extracellular enzyme activities. Polygon-specific patterns in soil organic matter characteristics and microbial communities persisted across all soil layers, and soil-layer specific differences were consistent across polygon types, while interactive effects were comparatively minor. Low centered polygons showed reduced organic matter bioavailability, lower microbial abundances, and diminished hydrolytic enzyme potential compared to flat- and high-centered polygons. Organic topsoils emerged as pronounced microbial and enzymatic hotspots. The upper permafrost contained substantial amounts of relatively undecomposed organic matter and indicated a considerable potential for hydrolytic degradation upon thaw. Across both spatial axes, patterns in soil organic matter pools, and microbial communities were largely structured along gradients in organic matter inputs and redox conditions, which themselves arise from interactions in surface microtopography, hydrology, and vegetation. Overall, our findings demonstrate that a limited number of spatial units captures a disproportionate share of edaphic, microbial, and biogeochemical variability in Arctic lowland tundra soils. Explicitly accounting for polygon morphologies and major soil layers therefore provides a tractable framework for upscaling soil processes across spatially heterogeneous ecosystems and improving climate-relevant biogeochemical projections.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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 tête enseignante, 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 ».