Published August 23, 2013
| Version v1
Publication
Open
Soil Respiration and Organic Carbon Dynamics with Grassland Conversions to Woodlands in Temperate China
Description
Soils are the largest terrestrial carbon store and soil respiration is the second-largest flux in ecosystem carbon cycling. Across China's temperate region, climatic changes and human activities have frequently caused the transformation of grasslands to woodlands. However, the effect of this transition on soil respiration and soil organic carbon (SOC) dynamics remains uncertain in this area. In this study, we measured in situ soil respiration and SOC storage over a two-year period (Jan. 2007-Dec. 2008) from five characteristic vegetation types in a forest-steppe ecotone of temperate China, including grassland (GR), shrubland (SH), as well as in evergreen coniferous (EC), deciduous coniferous (DC) and deciduous broadleaved forest (DB), to evaluate the changes of soil respiration and SOC storage with grassland conversions to diverse types of woodlands. Annual soil respiration increased by 3%, 6%, 14%, and 22% after the conversion from GR to EC, SH, DC, and DB, respectively. The variation in soil respiration among different vegetation types could be well explained by SOC and soil total nitrogen content. Despite higher soil respiration in woodlands, SOC storage and residence time increased in the upper 20 cm of soil. Our results suggest that the differences in soil environmental conditions, especially soil substrate availability, influenced the level of annual soil respiration produced by different vegetation types. Moreover, shifts from grassland to woody plant dominance resulted in increased SOC storage. Given the widespread increase in woody plant abundance caused by climate change and large-scale afforestation programs, the soils are expected to accumulate and store increased amounts of organic carbon in temperate areas of China.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
التربة هي أكبر مخزن للكربون الأرضي وتنفس التربة هو ثاني أكبر تدفق في دورة الكربون في النظام البيئي. في جميع أنحاء المنطقة المعتدلة في الصين، تسببت التغيرات المناخية والأنشطة البشرية في كثير من الأحيان في تحويل المراعي إلى غابات. ومع ذلك، لا يزال تأثير هذا التحول على تنفس التربة وديناميكيات الكربون العضوي في التربة غير مؤكد في هذا المجال. في هذه الدراسة، قمنا بقياس تنفس التربة في الموقع وتخزين مخزون الكربون العضوي في التربة على مدى عامين (يناير 2007 - ديسمبر 2008) من خمسة أنواع نباتية مميزة في بيئة الغابات السهوب في الصين المعتدلة، بما في ذلك الأراضي العشبية (GR)، والأراضي الشجيرية (SH)، وكذلك في الصنوبرية دائمة الخضرة (EC)، والصنوبرية المتساقطة (DC) والغابات العريضة الأوراق المتساقطة (DB)، لتقييم التغيرات في تنفس التربة وتخزين مخزون الكربون العضوي في التربة مع تحويلات الأراضي العشبية إلى أنواع مختلفة من الأراضي الحرجية. زاد التنفس السنوي للتربة بنسبة 3 ٪ و 6 ٪ و 14 ٪ و 22 ٪ بعد التحويل من GR إلى EC و SH و DC و DB، على التوالي. يمكن تفسير التباين في تنفس التربة بين أنواع النباتات المختلفة بشكل جيد من خلال مخزون الكربون العضوي في التربة ومحتوى النيتروجين الكلي في التربة. على الرغم من ارتفاع تنفس التربة في الغابات، إلا أن تخزين مخزون الكربون العضوي في التربة ووقت الإقامة زاد في الجزء العلوي من التربة الذي يبلغ 20 سم. تشير نتائجنا إلى أن الاختلافات في الظروف البيئية للتربة، وخاصة توافر ركائز التربة، أثرت على مستوى التنفس السنوي للتربة الناتج عن أنواع مختلفة من النباتات. علاوة على ذلك، أدت التحولات من هيمنة المراعي إلى هيمنة النباتات الخشبية إلى زيادة تخزين مخزون الكربون العضوي في التربة. نظرًا للزيادة الواسعة النطاق في وفرة النباتات الخشبية الناجمة عن تغير المناخ وبرامج التشجير واسعة النطاق، من المتوقع أن تتراكم التربة وتخزن كميات متزايدة من الكربون العضوي في المناطق المعتدلة في الصين.Translated Description (French)
Les sols sont le plus grand réservoir de carbone terrestre et la respiration des sols est le deuxième plus grand flux dans le cycle du carbone de l'écosystème. Dans la région tempérée de la Chine, les changements climatiques et les activités humaines ont souvent provoqué la transformation des prairies en zones boisées. Cependant, l'effet de cette transition sur la respiration du sol et la dynamique du carbone organique du sol (COS) reste incertain dans ce domaine. Dans cette étude, nous avons mesuré la respiration du sol in situ et le stockage du COS sur une période de deux ans (janvier 2007-décembre 2008) à partir de cinq types de végétation caractéristiques dans un écotone forêt-steppe de la Chine tempérée, y compris les prairies (GR), les arbustes (SH), ainsi que dans les conifères à feuilles persistantes (EC), les conifères à feuilles caduques (DC) et les forêts feuillues à feuilles caduques (DB), pour évaluer les changements de la respiration du sol et du stockage du COS avec les conversions des prairies en divers types de forêts. La respiration annuelle du sol a augmenté de 3%, 6%, 14% et 22% après la conversion de GR en EC, SH, DC et DB, respectivement. La variation de la respiration du sol entre les différents types de végétation pourrait être bien expliquée par le COS et la teneur totale en azote du sol. Malgré une respiration du sol plus élevée dans les zones boisées, le temps de stockage et de résidence du COS a augmenté dans les 20 cm supérieurs du sol. Nos résultats suggèrent que les différences dans les conditions environnementales du sol, en particulier la disponibilité du substrat du sol, ont influencé le niveau de respiration annuelle du sol produit par différents types de végétation. De plus, le passage des prairies à la dominance des plantes ligneuses a entraîné une augmentation du stockage du COS. Compte tenu de l'augmentation généralisée de l'abondance des plantes ligneuses causée par le changement climatique et les programmes de boisement à grande échelle, les sols devraient accumuler et stocker des quantités accrues de carbone organique dans les zones tempérées de la Chine.Translated Description (Spanish)
Los suelos son el mayor almacén de carbono terrestre y la respiración del suelo es el segundo mayor flujo en el ciclo del carbono del ecosistema. En toda la región templada de China, los cambios climáticos y las actividades humanas han provocado con frecuencia la transformación de los pastizales en bosques. Sin embargo, el efecto de esta transición en la respiración del suelo y la dinámica del carbono orgánico del suelo (COS) sigue siendo incierto en esta área. En este estudio, medimos la respiración del suelo in situ y el almacenamiento de COS durante un período de dos años (enero de 2007 a diciembre de 2008) de cinco tipos de vegetación característicos en un ecotono de estepa forestal de China templada, incluidos pastizales (GR), matorrales (SH), así como en coníferas perennifolias (EC), coníferas caducifolias (DC) y bosques caducifolios de hoja ancha (DB), para evaluar los cambios de la respiración del suelo y el almacenamiento de COS con conversiones de pastizales a diversos tipos de bosques. La respiración anual del suelo aumentó en un 3%, 6%, 14% y 22% después de la conversión de GR a EC, SH, DC y DB, respectivamente. La variación en la respiración del suelo entre diferentes tipos de vegetación podría explicarse bien por el COS y el contenido total de nitrógeno del suelo. A pesar de una mayor respiración del suelo en los bosques, el almacenamiento de COS y el tiempo de residencia aumentaron en los 20 cm superiores del suelo. Nuestros resultados sugieren que las diferencias en las condiciones ambientales del suelo, especialmente la disponibilidad de sustrato del suelo, influyeron en el nivel de respiración anual del suelo producido por diferentes tipos de vegetación. Además, los cambios del dominio de los pastizales a las plantas leñosas dieron como resultado un mayor almacenamiento de COS. Dado el aumento generalizado de la abundancia de plantas leñosas causado por el cambio climático y los programas de forestación a gran escala, se espera que los suelos acumulen y almacenen mayores cantidades de carbono orgánico en las zonas templadas de China.Files
journal.pone.0071986&type=printable.pdf
Files
(1.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7b139cbe0c1b98610ce85a55e3895205
|
1.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تنفس التربة وديناميكيات الكربون العضوي مع تحويل الأراضي العشبية إلى غابات في الصين المعتدلة
- Translated title (French)
- Respiration du sol et dynamique du carbone organique avec conversion des prairies en zones boisées dans la Chine tempérée
- Translated title (Spanish)
- Respiración del suelo y dinámica del carbono orgánico con conversiones de pastizales a bosques en China templada
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1996872729
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0071986
References
- https://openalex.org/W1489693740
- https://openalex.org/W1810287876
- https://openalex.org/W1932397188
- https://openalex.org/W1965578568
- https://openalex.org/W1969764600
- https://openalex.org/W1971813093
- https://openalex.org/W1974595693
- https://openalex.org/W1984866801
- https://openalex.org/W1988073107
- https://openalex.org/W1991942230
- https://openalex.org/W1993018109
- https://openalex.org/W1995183550
- https://openalex.org/W2006139795
- https://openalex.org/W2009202065
- https://openalex.org/W2011658089
- https://openalex.org/W2011806670
- https://openalex.org/W2018455479
- https://openalex.org/W2020807961
- https://openalex.org/W2025226570
- https://openalex.org/W2027815129
- https://openalex.org/W2027839745
- https://openalex.org/W2030210297
- https://openalex.org/W2034577771
- https://openalex.org/W2037724484
- https://openalex.org/W2045134881
- https://openalex.org/W2045641952
- https://openalex.org/W2047744778
- https://openalex.org/W2061044127
- https://openalex.org/W2067933746
- https://openalex.org/W2070278716
- https://openalex.org/W2077411904
- https://openalex.org/W2083857556
- https://openalex.org/W2084571644
- https://openalex.org/W2084845442
- https://openalex.org/W2104435517
- https://openalex.org/W2106530591
- https://openalex.org/W2107325428
- https://openalex.org/W2107871865
- https://openalex.org/W2113953899
- https://openalex.org/W2114182371
- https://openalex.org/W2114456168
- https://openalex.org/W2119065733
- https://openalex.org/W2124437404
- https://openalex.org/W2127838871
- https://openalex.org/W2128507124
- https://openalex.org/W2128833435
- https://openalex.org/W2133447468
- https://openalex.org/W2137250535
- https://openalex.org/W2137336591
- https://openalex.org/W2138399516
- https://openalex.org/W2140295639
- https://openalex.org/W2142313210
- https://openalex.org/W2147716564
- https://openalex.org/W2149168164
- https://openalex.org/W2151798806
- https://openalex.org/W2156657148
- https://openalex.org/W2157062135
- https://openalex.org/W2160206889
- https://openalex.org/W2161568916
- https://openalex.org/W2165678654
- https://openalex.org/W2167825219
- https://openalex.org/W2171542470
- https://openalex.org/W2171751119
- https://openalex.org/W2171946804
- https://openalex.org/W2489992962
- https://openalex.org/W4247951631
- https://openalex.org/W4255749590