Published July 19, 2018 | Version v1
Publication Open

Soil evaporation and organic matter turnover in the Sub-Taiga and Forest-Steppe of southwest Siberia

Creators

  • 1. University of Idaho
  • 2. Lawrence Livermore National Laboratory
  • 3. Interactions Sol Plante Atmosphère
  • 4. Federal Institute for Geosciences and Natural Resources
  • 5. Institute for Soil Science and Agrochemistry Research
  • 6. Institute of Soil Science
  • 7. Institut National de la Recherche Agronomique

Description

Southwest Siberia encompasses the forest-steppe and sub-taiga climatic zones and has historically been utilized for agriculture. Coinciding with predicted changes in climate for the region is the pressure of agricultural development; however, a characterization of the soil water and carbon dynamics is lacking. We assessed current soil water properties and soil organic carbon turnover in forests and grasslands for two sites that span the forest steppe and sub-taiga bioclimatic zones. Soil evaporation was 0.62 ± 0.17 mm d-1 (mean ± standard error) in grasslands and 0.45 ± 0.08 mm d-1 in the forests of the forest-steppe site. Evaporation at the sub-taiga site was 1.80 ± 1.70 mm d-1 in grasslands and 0.96 ± 0.05 mm d-1 in forest plots. Evaporation was significantly greater at the sub-taiga site than the forest-steppe site. The density of fine roots explained the soil water isotopic patterns between vegetation types and sites. We found soil organic matter turnover to be three times faster in the sub-taiga site than in the forest-steppe site. Our results show that while climate factors, in particular snow levels, between the two sites are drivers for water and carbon cycles, site level hydrology, soil characteristics, and vegetation directly interact to influence the water and carbon dynamics.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يشمل جنوب غرب سيبيريا مناطق السهوب الحرجية ومناطق التايغا المناخية الفرعية وقد تم استخدامه تاريخيًا للزراعة. يتزامن مع التغيرات المتوقعة في المناخ في المنطقة ضغط التنمية الزراعية ؛ ومع ذلك، لا يوجد توصيف لديناميكيات مياه التربة والكربون. قمنا بتقييم الخصائص الحالية لمياه التربة ودوران الكربون العضوي في التربة في الغابات والأراضي العشبية لموقعين يمتدان عبر مناطق السهوب الحرجية والمناطق المناخية الحيوية دون التايغا. كان تبخر التربة 0.62 ± 0.17 مم d -1 (متوسط ± الخطأ القياسي) في الأراضي العشبية و 0.45 ± 0.08 مم d -1 في غابات موقع السهوب الحرجية. كان التبخر في موقع التايغا الفرعي 1.80 ± 1.70 مم دي-1 في الأراضي العشبية و 0.96 ± 0.05 مم دي-1 في قطع الغابات. كان التبخر أكبر بكثير في موقع التايغا الفرعي من موقع السهوب الحرجية. أوضحت كثافة الجذور الدقيقة أنماط نظائر مياه التربة بين أنواع النباتات والمواقع. وجدنا أن دوران المواد العضوية في التربة أسرع بثلاث مرات في موقع التايغا الفرعي منه في موقع السهوب الحرجية. تظهر نتائجنا أنه في حين أن العوامل المناخية، ولا سيما مستويات الثلوج، بين الموقعين هي محركات لدورات المياه والكربون، فإن الهيدرولوجيا على مستوى الموقع، وخصائص التربة، والغطاء النباتي تتفاعل بشكل مباشر للتأثير على ديناميكيات المياه والكربون.

Translated Description (French)

Le sud-ouest de la Sibérie englobe les zones climatiques de steppe forestière et de sous-taïga et a toujours été utilisé pour l'agriculture. La pression du développement agricole coïncide avec les changements climatiques prévus pour la région ; cependant, il manque une caractérisation de la dynamique des sols, de l'eau et du carbone. Nous avons évalué les propriétés actuelles de l'eau du sol et le renouvellement du carbone organique du sol dans les forêts et les prairies pour deux sites qui couvrent la steppe forestière et les zones bioclimatiques sub-taïga. L'évaporation du sol était de 0,62 ± 0,17 mm j-1 (moyenne ± erreur type) dans les prairies et de 0,45 ± 0,08 mm j-1 dans les forêts du site de steppe forestière. L'évaporation au site sub-taïga était de 1,80 ± 1,70 mm j-1 dans les prairies et de 0,96 ± 0,05 mm j-1 dans les parcelles forestières. L'évaporation était significativement plus importante sur le site sub-taïga que sur le site forêt-steppe. La densité des racines fines expliquait les modèles isotopiques de l'eau du sol entre les types de végétation et les sites. Nous avons constaté que la rotation de la matière organique du sol était trois fois plus rapide dans le site sub-taïga que dans le site forêt-steppe. Nos résultats montrent que si les facteurs climatiques, en particulier les niveaux de neige, entre les deux sites sont des moteurs des cycles de l'eau et du carbone, l'hydrologie au niveau du site, les caractéristiques du sol et la végétation interagissent directement pour influencer la dynamique de l'eau et du carbone.

Translated Description (Spanish)

El suroeste de Siberia abarca las zonas climáticas de estepa forestal y subtaiga e históricamente se ha utilizado para la agricultura. Coincidiendo con los cambios pronosticados en el clima para la región está la presión del desarrollo agrícola; sin embargo, falta una caracterización de la dinámica del agua y el carbono del suelo. Evaluamos las propiedades actuales del agua del suelo y la rotación del carbono orgánico del suelo en bosques y pastizales para dos sitios que abarcan la estepa forestal y las zonas bioclimáticas subtaiga. La evaporación del suelo fue de 0.62 ± 0.17 mm d-1 (media ± error estándar) en pastizales y 0.45 ± 0.08 mm d-1 en los bosques del sitio bosque-estepa. La evaporación en el sitio subtaiga fue de 1.80 ± 1.70 mm d-1 en pastizales y 0.96 ± 0.05 mm d-1 en parcelas forestales. La evaporación fue significativamente mayor en el sitio subtaiga que en el sitio de la estepa forestal. La densidad de las raíces finas explicaba los patrones isotópicos del agua del suelo entre los tipos de vegetación y los sitios. Encontramos que la rotación de la materia orgánica del suelo es tres veces más rápida en el sitio subtaiga que en el sitio de la estepa forestal. Nuestros resultados muestran que, si bien los factores climáticos, en particular los niveles de nieve, entre los dos sitios son impulsores de los ciclos del agua y el carbono, la hidrología a nivel del sitio, las características del suelo y la vegetación interactúan directamente para influir en la dinámica del agua y el carbono.

Files

s41598-018-28977-8.pdf.pdf

Files (1.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:64273a2cf6f0febd4d0dd1436b366cbe
1.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تبخر التربة ودوران المواد العضوية في التايغا الفرعية والغابة - السهوب في جنوب غرب سيبيريا
Translated title (French)
Évaporation du sol et renouvellement de la matière organique dans la sous-taïga et la steppe forestière du sud-ouest de la Sibérie
Translated title (Spanish)
Evaporación del suelo y rotación de materia orgánica en la subtaiga y estepa forestal del suroeste de Siberia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2884543834
DOI
10.1038/s41598-018-28977-8

Is supplement to
https://openalex.org/W4388310224 (Other)
https://openalex.org/W4297535931 (Other)
https://openalex.org/W4252886933 (Other)
https://openalex.org/W2941001766 (Other)
https://openalex.org/W2900526884 (Other)
https://openalex.org/W2465853337 (Other)
https://openalex.org/W2349454828 (Other)
https://openalex.org/W1982366144 (Other)
https://openalex.org/W1975043628 (Other)
https://openalex.org/W1824336683 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Morocco

References

  • https://openalex.org/W105643089
  • https://openalex.org/W1543798581
  • https://openalex.org/W1773894613
  • https://openalex.org/W1957217422
  • https://openalex.org/W1969473919
  • https://openalex.org/W1969867135
  • https://openalex.org/W1971992366
  • https://openalex.org/W1972538957
  • https://openalex.org/W1977799940
  • https://openalex.org/W1979274669
  • https://openalex.org/W1990357248
  • https://openalex.org/W1990983744
  • https://openalex.org/W1999507140
  • https://openalex.org/W1999574610
  • https://openalex.org/W2003182480
  • https://openalex.org/W2012163149
  • https://openalex.org/W2013451815
  • https://openalex.org/W2013963050
  • https://openalex.org/W2019655958
  • https://openalex.org/W2035130679
  • https://openalex.org/W2036280472
  • https://openalex.org/W2036527778
  • https://openalex.org/W2039325920
  • https://openalex.org/W2052088810
  • https://openalex.org/W2054394363
  • https://openalex.org/W2061597930
  • https://openalex.org/W2070076803
  • https://openalex.org/W2082864823
  • https://openalex.org/W2082989301
  • https://openalex.org/W2084768775
  • https://openalex.org/W2095981349
  • https://openalex.org/W2100177426
  • https://openalex.org/W2102100244
  • https://openalex.org/W2102807708
  • https://openalex.org/W2104823477
  • https://openalex.org/W2116656543
  • https://openalex.org/W2122327042
  • https://openalex.org/W2124351276
  • https://openalex.org/W2124699081
  • https://openalex.org/W2137270765
  • https://openalex.org/W2138591667
  • https://openalex.org/W2139965832
  • https://openalex.org/W2141226893
  • https://openalex.org/W2143386838
  • https://openalex.org/W2149390613
  • https://openalex.org/W2152100096
  • https://openalex.org/W2156369004
  • https://openalex.org/W2157412927
  • https://openalex.org/W2159267296
  • https://openalex.org/W2163103579
  • https://openalex.org/W2165726882
  • https://openalex.org/W2166897237
  • https://openalex.org/W2171476639
  • https://openalex.org/W2171640837
  • https://openalex.org/W2210619247
  • https://openalex.org/W2315553855
  • https://openalex.org/W2344500505
  • https://openalex.org/W2403553499
  • https://openalex.org/W2404925905
  • https://openalex.org/W2560598832
  • https://openalex.org/W2769333621
  • https://openalex.org/W2786303303
  • https://openalex.org/W422232782