Published March 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Patterns and environmental drivers of C, N, and P stoichiometry in the leaf‐litter‐soil system associated with Mongolian pine forests

Creators

  • 1. Beijing Forestry University
  • 2. State Forestry and Grassland Administration

Description

Ecological stoichiometry is an important approach to understand plant nutrient cycling and balance in the forest ecosystem. However, understanding of stoichiometric patterns through the leaf-litter-soil system of Mongolian pine among different stand origins is still scarce. Therefore, to reveal the variations in Mongolian pine carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) stoichiometry and stoichiometric homeostasis among different stand origins, we measured C, N, and P concentrations of leaves, litter, and soil, and analyzed the nutrient resorption efficiencies of leaves in differently aged plantations and natural forests from semi-arid and dry sub-humid regions. The results showed that (1) the stand origin had a significant effect on the C-N-P stoichiometry, and also significantly affected leaf N and P reabsorption efficiencies. Leaf N/P ratios indicated that Mongolian pine was co-limited by N and P in the NF, HB and HQ, and was mainly limited by P in MU. (2) With increasing stand age, C concentrations in the leaf-litter-soil system initially increased and then decreased, the N and P concentrations and reabsorption efficiencies in the leaf-litter-soil system were gradually increased. Overall, stand age had a significant effect on N concentrations, C/N and C/P ratios in the leaf-litter-soil system. (3) The C and N elements between the leaf-litter-soil system had a strong coupling relationship, and the P element between litter-soil had a strong coupling relationship. In addition, plantations exhibited greater N/P homeostasis than natural forests, and N/P exhibited greater homeostasis than N and P alone, which may be a nutrient utilization strategy for forests to alleviate N or P limitation. (4) Environmental factors have a significant influence on C-N-P stoichiometry in the leaf-litter-soil system, the most important soil properties and meteorological factors being soil water content and precipitation, respectively. These results will be essential to provide guidance for plantation restoration and management in desert regions.

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

Translated Description (Arabic)

يعد القياس المتكافئ البيئي نهجًا مهمًا لفهم دورة المغذيات النباتية والتوازن في النظام البيئي للغابات. ومع ذلك، فإن فهم الأنماط المتكافئة من خلال نظام تربة فضلات الأوراق في الصنوبر المنغولي بين أصول الحامل المختلفة لا يزال نادرًا. لذلك، للكشف عن الاختلافات في كربون الصنوبر المنغولي (C) والنيتروجين (N) والفوسفور (P) المتكافئ والتوازن المتكافئ بين أصول الحامل المختلفة، قمنا بقياس تركيزات C و N و P من الأوراق والقمامة والتربة، وتحليل كفاءات امتصاص المغذيات للأوراق في المزارع ذات الأعمار المختلفة والغابات الطبيعية من المناطق شبه القاحلة والجافة شبه الرطبة. أظهرت النتائج أن (1) أصل الحامل كان له تأثير كبير على القياس المتكافئ C - N - P، كما أثر بشكل كبير على كفاءة إعادة امتصاص الورقة N و P. أشارت نسب N/P إلى أن الصنوبر المنغولي كان محدودًا بشكل مشترك من قبل N و P في NF و HB و HQ، وكان محدودًا بشكل أساسي من قبل P في MU. (2) مع زيادة عمر الحامل، زادت تركيزات C في نظام فضلات الأوراق - التربة في البداية ثم انخفضت، وزادت تركيزات N و P وكفاءة إعادة الامتصاص في نظام فضلات الأوراق - التربة تدريجياً. بشكل عام، كان لعمر الوقوف تأثير كبير على تركيزات N، ونسب C/N و C/P في نظام فضلات الأوراق والتربة. (3) كان لعناصر C و N بين نظام فضلات الأوراق والتربة علاقة اقتران قوية، وكان لعنصر P بين الفضلات والتربة علاقة اقتران قوية. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت المزارع توازنًا أكبر من الغابات الطبيعية، وأظهرت توازنًا أكبر من N و P وحدها، والتي قد تكون استراتيجية استخدام المغذيات للغابات للتخفيف من قيود N أو P. (4) العوامل البيئية لها تأثير كبير على القياس المتكافئ C - N - P في نظام تربة فضلات الأوراق، وأهم خصائص التربة وعوامل الأرصاد الجوية هي محتوى مياه التربة وهطول الأمطار، على التوالي. وستكون هذه النتائج ضرورية لتوفير التوجيه لترميم المزارع وإدارتها في المناطق الصحراوية.

Translated Description (French)

La stœchiométrie écologique est une approche importante pour comprendre le cycle et l'équilibre des nutriments végétaux dans l'écosystème forestier. Cependant, la compréhension des modèles stœchiométriques à travers le système feuille-litter-sol du pin mongol parmi les différentes origines du peuplement est encore rare. Par conséquent, pour révéler les variations de la stœchiométrie et de l'homéostasie stœchiométrique du carbone (C), de l'azote (N) et du phosphore (P) du pin mongol entre les différentes origines du peuplement, nous avons mesuré les concentrations de C, N et P des feuilles, de la litière et du sol, et analysé l'efficacité de la résorption des nutriments des feuilles dans des plantations et des forêts naturelles d'âges différents provenant de régions semi-arides et subhumides sèches. Les résultats ont montré que (1) l'origine du peuplement avait un effet significatif sur la stoechiométrie C-N-P, et affectait également de manière significative les efficacités de réabsorption de N et P des feuilles. Les rapports N/P des feuilles ont indiqué que le pin mongol était co-limité par N et P dans le NF, le HB et le HQ, et était principalement limité par P en MU. (2) Avec l'augmentation de l'âge du peuplement, les concentrations de C dans le système feuille-litter-sol ont d'abord augmenté, puis diminué, les concentrations de N et de P et les efficacités de réabsorption dans le système feuille-litter-sol ont été progressivement augmentées. Dans l'ensemble, l'âge du peuplement a eu un effet significatif sur les concentrations d'azote, les rapports C/N et C/P dans le système feuille-litter-sol. (3) Les éléments C et N entre le système feuille/litière/sol avaient une forte relation de couplage, et l'élément P entre la litière/sol avait une forte relation de couplage. En outre, les plantations présentaient une plus grande homéostasie du N/P que les forêts naturelles, et le N/P présentait une plus grande homéostasie que le N et le P seuls, ce qui peut être une stratégie d'utilisation des nutriments pour les forêts afin d'atténuer la limitation en N ou en P. (4) Les facteurs environnementaux ont une influence significative sur la stœchiométrie C-N-P dans le système feuille-litter-sol, les propriétés du sol et les facteurs météorologiques les plus importants étant la teneur en eau du sol et les précipitations, respectivement. Ces résultats seront essentiels pour fournir des orientations pour la restauration et la gestion des plantations dans les régions désertiques.

Translated Description (Spanish)

La estequiometría ecológica es un enfoque importante para comprender el ciclo y el equilibrio de los nutrientes de las plantas en el ecosistema forestal. Sin embargo, la comprensión de los patrones estequiométricos a través del sistema de hojarasca-suelo del pino mongol entre los diferentes orígenes del rodal sigue siendo escasa. Por lo tanto, para revelar las variaciones en la estequiometría del carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P) del pino mongol y la homeostasis estequiométrica entre los diferentes orígenes del rodal, medimos las concentraciones de C, N y P de las hojas, la basura y el suelo, y analizamos las eficiencias de reabsorción de nutrientes de las hojas en plantaciones de diferentes edades y bosques naturales de regiones semiáridas y subhúmedas secas. Los resultados mostraron que (1) el origen del rodal tuvo un efecto significativo en la estequiometría de C-N-P y también afectó significativamente las eficiencias de reabsorción de N y P de las hojas. Las relaciones N/P de las hojas indicaron que el pino mongol estaba co-limitado por N y P en NF, HB y HQ, y estaba limitado principalmente por P en MU. (2) Con el aumento de la edad del pie, las concentraciones de C en el sistema hojarasca-suelo aumentaron inicialmente y luego disminuyeron, las concentraciones de N y P y las eficiencias de reabsorción en el sistema hojarasca-suelo aumentaron gradualmente. En general, la edad del pie tuvo un efecto significativo en las concentraciones de N, las relaciones C/N y C/P en el sistema de hojarasca-suelo. (3) Los elementos C y N entre el sistema hojarasca-suelo tenían una fuerte relación de acoplamiento, y el elemento P entre la hojarasca-suelo tenía una fuerte relación de acoplamiento. Además, las plantaciones exhibieron una mayor homeostasis de N/P que los bosques naturales, y N/P exhibió una mayor homeostasis que N y P solos, lo que puede ser una estrategia de utilización de nutrientes para que los bosques alivien la limitación de N o P. (4) Los factores ambientales tienen una influencia significativa en la estequiometría C-N-P en el sistema hojarasca-suelo, siendo las propiedades más importantes del suelo y los factores meteorológicos el contenido de agua del suelo y la precipitación, respectivamente. Estos resultados serán esenciales para proporcionar orientación para la restauración y gestión de plantaciones en regiones desérticas.

Files

ece3.11172.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ 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:fc4cd2cf3b91f1a7ff6e621ee92645b1
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الأنماط والمحركات البيئية للقياس المتكافئ في نظام فضلات الأوراق والتربة المرتبط بغابات الصنوبر المنغولية
Translated title (French)
Modèles et facteurs environnementaux de la stœchiométrie C, N et P dans le système foliaire‐litière‐sol associé aux forêts de pins de Mongolie
Translated title (Spanish)
Patrones y factores ambientales de la estequiometría C, N y P en el sistema de suelo dehojarasca asociado con los bosques de pinos de Mongolia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393021256
DOI
10.1002/ece3.11172

Is supplement to
https://openalex.org/W4292508614 (Other)
https://openalex.org/W4290937013 (Other)
https://openalex.org/W3158216053 (Other)
https://openalex.org/W3034560079 (Other)
https://openalex.org/W2555882278 (Other)
https://openalex.org/W2391467083 (Other)
https://openalex.org/W2103518131 (Other)
https://openalex.org/W2065521442 (Other)
https://openalex.org/W2027650199 (Other)
https://openalex.org/W1991028322 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1531651028
  • https://openalex.org/W1974516721
  • https://openalex.org/W1976084200
  • https://openalex.org/W1987047334
  • https://openalex.org/W2009031294
  • https://openalex.org/W2011396367
  • https://openalex.org/W2012456614
  • https://openalex.org/W2030485189
  • https://openalex.org/W2037816800
  • https://openalex.org/W2083294833
  • https://openalex.org/W2089045982
  • https://openalex.org/W2098039659
  • https://openalex.org/W2106192000
  • https://openalex.org/W2124963664
  • https://openalex.org/W2125382680
  • https://openalex.org/W2134674051
  • https://openalex.org/W2147070014
  • https://openalex.org/W2164087962
  • https://openalex.org/W2164473059
  • https://openalex.org/W2316514171
  • https://openalex.org/W2515668568
  • https://openalex.org/W2579963677
  • https://openalex.org/W2581651971
  • https://openalex.org/W2584519807
  • https://openalex.org/W2612846053
  • https://openalex.org/W2652478393
  • https://openalex.org/W2726649645
  • https://openalex.org/W2755321289
  • https://openalex.org/W2757100838
  • https://openalex.org/W2758582514
  • https://openalex.org/W2768977324
  • https://openalex.org/W2783135331
  • https://openalex.org/W2800105992
  • https://openalex.org/W2800983809
  • https://openalex.org/W2889206956
  • https://openalex.org/W2892278769
  • https://openalex.org/W2892536214
  • https://openalex.org/W2907835155
  • https://openalex.org/W2908954080
  • https://openalex.org/W2921443727
  • https://openalex.org/W2927303168
  • https://openalex.org/W2969692371
  • https://openalex.org/W2977376541
  • https://openalex.org/W2996076337
  • https://openalex.org/W3007526669
  • https://openalex.org/W3009030347
  • https://openalex.org/W3159082274
  • https://openalex.org/W3161624915
  • https://openalex.org/W3177897627
  • https://openalex.org/W3180714436
  • https://openalex.org/W4236983978
  • https://openalex.org/W4239661361
  • https://openalex.org/W4281251246
  • https://openalex.org/W4293415934
  • https://openalex.org/W4294363422
  • https://openalex.org/W4296884434
  • https://openalex.org/W4366225595
  • https://openalex.org/W4386726625
  • https://openalex.org/W754101415