Published January 20, 2021
| Version v1
Publication
Open
Responses of Litter Decomposition and Nutrient Dynamics to Nitrogen Addition in Temperate Shrublands of North China
- 1. Xinzhou Teachers University
- 2. Jiangsu Normal University
- 3. Shanxi University
- 4. Peking University
Description
Plant litter decomposition is a crucial ecosystem process that regulates nutrient cycling, soil fertility, and plant productivity and is strongly influenced by increased nitrogen (N) deposition. However, the effects of exogenous N input on litter decomposition are still poorly understood, especially in temperate shrublands, which hinders predictions of soil C and nutrient dynamics under the context of global change. Temperate shrub ecosystems are usually N-limited and particularly sensitive to changes in exogenous N input. To investigate the responses of Vitex negundo and Spiraea trilobata litter decomposition to N addition, we conducted a field experiment in Vitex - and Spiraea -dominated shrublands located on Mt. Dongling in Beijing, North China. Four N treatment levels were applied: control (N 0 ; no N addition), low N (N 1 ; 20 kg⋅N⋅ha –1 ⋅year –1 ), moderate N (N 2 ; 50 kg⋅N⋅ha –1 ⋅year –1 ), and high N (N 3 ; 100 kg⋅N⋅ha –1 ⋅year –1 ). The litter decomposition in V. negundo was faster than that in S. trilobata , which may be due to the differences in their nutrient content and C/N ratio. N addition increased the amount of remaining N in the two litter types but had no effect on the remaining mass, C, or P. Nitrogen treatment did not affect the litter decomposition rates ( k ) of either litter type; i.e., N addition had no effect on litter decomposition in temperate shrublands. The neutral effect of N addition on litter decomposition may be primarily explained by the low temperatures and P limitation at the site as well as the opposing effects of the exogenous inorganic N, whereby exogenous N inhibits lignin degradation but promotes the decomposition of readily decomposed litter components. These results suggest that short-term N deposition may have a significant impact on N cycling but not C or P cycling in such shrub ecosystems.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد تحلل فضلات النباتات عملية نظام بيئي حاسمة تنظم دورة المغذيات وخصوبة التربة وإنتاجية النبات وتتأثر بشدة بزيادة ترسب النيتروجين. ومع ذلك، لا تزال آثار مدخلات N الخارجية على تحلل القمامة غير مفهومة بشكل جيد، خاصة في أراضي الشجيرات المعتدلة، مما يعوق التنبؤات بديناميكيات التربة C والمغذيات في سياق التغير العالمي. عادة ما تكون النظم الإيكولوجية للشجيرات المعتدلة محدودة N وحساسة بشكل خاص للتغيرات في مدخلات N الخارجية. للتحقيق في استجابات تحلل فضلات Vitex negundo و Spiraea trilobata إلى N بالإضافة إلى ذلك، أجرينا تجربة ميدانية في شجيرات Vitex - و Spiraea التي تهيمن عليها تقع على جبل دونغلينغ في بكين، شمال الصين. تم تطبيق أربعة مستويات من العلاج: التحكم (N 0 ؛ لا توجد إضافة N)، انخفاض N (N 1 ؛ 20 كجم N⋅هكتار –1 سنة –1 )، N معتدل (N 2 ؛ 50 كجم N⋅ هكتار –1 سنة –1 )، وارتفاع N (N 3 ؛ 100 كجم N⋅هكتار –1 سنة –1 ). كان تحلل القمامة في V. negundo أسرع من ذلك في S. trilobata ، والذي قد يكون بسبب الاختلافات في محتوى المغذيات ونسبة C/N. زادت N بالإضافة إلى كمية N المتبقية في نوعي القمامة ولكن لم يكن لها أي تأثير على الكتلة المتبقية، C، أو P. لم تؤثر معالجة النيتروجين على معدلات تحلل القمامة ( K ) من أي من نوعي القمامة ؛ أي، لم يكن لإضافة N أي تأثير على تحلل القمامة في أراضي الشجيرات المعتدلة. يمكن تفسير التأثير المحايد لإضافة N على تحلل القمامة في المقام الأول من خلال انخفاض درجات الحرارة وحدود P في الموقع بالإضافة إلى التأثيرات المعاكسة لـ N غير العضوية الخارجية، حيث تمنع N الخارجية تحلل اللجنين ولكنها تعزز تحلل مكونات القمامة المتحللة بسهولة. تشير هذه النتائج إلى أن ترسب N على المدى القصير قد يكون له تأثير كبير على N التدوير ولكن ليس C أو P التدوير في مثل هذه النظم الإيكولوجية للشجيرات.Translated Description (French)
La décomposition de la litière végétale est un processus écosystémique crucial qui régule le cycle des nutriments, la fertilité du sol et la productivité des plantes et qui est fortement influencé par l'augmentation des dépôts d'azote (N). Cependant, les effets de l'apport d'azote exogène sur la décomposition de la litière sont encore mal compris, en particulier dans les zones arbustives tempérées, ce qui entrave les prévisions de la dynamique du C du sol et des nutriments dans le contexte du changement global. Les écosystèmes arbustifs tempérés sont généralement limités en N et particulièrement sensibles aux changements dans l'apport en N exogène. Pour étudier les réponses de la décomposition de la litière de Vitex negundo et de Spiraea trilobata à l'addition d'azote, nous avons mené une expérience sur le terrain dans des arbustes dominés par Vitex et Spiraea situés sur le mont. Dongling à Pékin, dans le nord de la Chine. Quatre niveaux de traitement N ont été appliqués : contrôle (N 0 ; pas d'addition de N), faible N (N 1 ; 20 kg⋅N ⋅ ha –1 ⋅an –1 ), N modéré (N 2 ; 50 kg⋅N ⋅ ha –1 ⋅an –1 ) et N élevé (N 3 ; 100 kg⋅N⋅ha –1 ⋅an –1 ). La décomposition de la litière chez V. negundo était plus rapide que chez S. trilobata , ce qui peut être dû aux différences dans leur teneur en nutriments et leur rapport C/N. L'addition d'azote a augmenté la quantité d'azote restant dans les deux types de litière, mais n'a eu aucun effet sur la masse restante, C ou P. Le traitement à l'azote n'a pas affecté les taux de décomposition de la litière ( k ) de l'un ou l'autre type de litière ; c.-à-d. que l'addition d'azote n'a eu aucun effet sur la décomposition de la litière dans les zones arbustives tempérées. L'effet neutre de l'addition d'azote sur la décomposition de la litière peut s'expliquer principalement par les basses températures et la limitation en P sur le site ainsi que par les effets opposés de l'azote inorganique exogène, par lequel l'azote exogène inhibe la dégradation de la lignine mais favorise la décomposition des composants de la litière facilement décomposés. Ces résultats suggèrent que les dépôts d'azote à court terme peuvent avoir un impact significatif sur le cycle de l'azote, mais pas sur le cycle du C ou du P dans ces écosystèmes arbustifs.Translated Description (Spanish)
La descomposición de la hojarasca vegetal es un proceso crucial del ecosistema que regula el ciclo de nutrientes, la fertilidad del suelo y la productividad de las plantas, y está fuertemente influenciada por el aumento de la deposición de nitrógeno (N). Sin embargo, los efectos de la entrada de N exógeno en la descomposición de la basura aún se conocen poco, especialmente en los matorrales templados, lo que dificulta las predicciones de C del suelo y la dinámica de los nutrientes en el contexto del cambio global. Los ecosistemas de arbustos templados suelen ser limitados en N y particularmente sensibles a los cambios en la entrada de N exógeno. Para investigar las respuestas de la descomposición de la basura de Vitex negundo y Spiraea trilobata a la adición de N, realizamos un experimento de campo en matorrales dominados por Vitex y Spiraea ubicados en el monte Dongling en Pekín, norte de China. Se aplicaron cuatro niveles de tratamiento de N: control (N 0 ; sin adición de N), N bajo (N 1 ; 20 kg⋅N ⋅ ha –1 ⋅año –1 ), N moderado (N 2 ; 50 kg⋅N ⋅ ha –1 ⋅año –1 ) y N alto (N 3 ; 100 kg⋅N⋅ha –1 ⋅año –1 ). La descomposición de la camada en V. negundo fue más rápida que en S. trilobata , lo que puede deberse a las diferencias en su contenido de nutrientes y relación C/N. La adición de N aumentó la cantidad de N restante en los dos tipos de camada, pero no tuvo efecto sobre la masa restante, C o P. El tratamiento con nitrógeno no afectó las tasas de descomposición de la camada ( k ) de ninguno de los tipos de camada; es decir, la adición de N no tuvo efecto sobre la descomposición de la camada en matorrales templados. El efecto neutro de la adición de N en la descomposición de la camada puede explicarse principalmente por las bajas temperaturas y la limitación de P en el sitio, así como por los efectos opuestos del N inorgánico exógeno, por lo que el N exógeno inhibe la degradación de la lignina pero promueve la descomposición de los componentes de la camada fácilmente descompuestos. Estos resultados sugieren que la deposición de N a corto plazo puede tener un impacto significativo en el ciclo de N, pero no en el ciclo de C o P en dichos ecosistemas de arbustos.Files
pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:cca1a32ce358a97f630812f39d79bbc0
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استجابات تحلل القمامة وديناميكيات المغذيات لإضافة النيتروجين في أراضي الشجيرات المعتدلة في شمال الصين
- Translated title (French)
- Réponses de la décomposition de la litière et de la dynamique des nutriments à l'ajout d'azote dans les arbustes tempérés du nord de la Chine
- Translated title (Spanish)
- Respuestas de la descomposición de la basura y la dinámica de los nutrientes a la adición de nitrógeno en los matorrales templados del norte de China
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3124393515
- DOI
- 10.3389/fpls.2020.618675
References
- https://openalex.org/W1135027430
- https://openalex.org/W1721948859
- https://openalex.org/W1903557245
- https://openalex.org/W1965827652
- https://openalex.org/W1987455229
- https://openalex.org/W1990189614
- https://openalex.org/W1994204871
- https://openalex.org/W1999233266
- https://openalex.org/W2002536669
- https://openalex.org/W2007287535
- https://openalex.org/W2012456614
- https://openalex.org/W2021443858
- https://openalex.org/W2032629254
- https://openalex.org/W2036038332
- https://openalex.org/W2036410101
- https://openalex.org/W2038031561
- https://openalex.org/W2042960229
- https://openalex.org/W2044135430
- https://openalex.org/W2045902684
- https://openalex.org/W2048820656
- https://openalex.org/W2050887397
- https://openalex.org/W2053958999
- https://openalex.org/W2066108798
- https://openalex.org/W2070246554
- https://openalex.org/W2080439601
- https://openalex.org/W2100328882
- https://openalex.org/W2106118332
- https://openalex.org/W2106216867
- https://openalex.org/W2109814966
- https://openalex.org/W2112828989
- https://openalex.org/W2114616170
- https://openalex.org/W2115744265
- https://openalex.org/W2117332491
- https://openalex.org/W2118885226
- https://openalex.org/W2120042888
- https://openalex.org/W2130066470
- https://openalex.org/W2135044843
- https://openalex.org/W2137270765
- https://openalex.org/W2144474193
- https://openalex.org/W2146323422
- https://openalex.org/W2154384910
- https://openalex.org/W2157883338
- https://openalex.org/W2159349270
- https://openalex.org/W2159549065
- https://openalex.org/W2160637085
- https://openalex.org/W2161369182
- https://openalex.org/W2166728971
- https://openalex.org/W2166908783
- https://openalex.org/W2168034067
- https://openalex.org/W2170152961
- https://openalex.org/W2170180767
- https://openalex.org/W2170817041
- https://openalex.org/W2171127082
- https://openalex.org/W2180779181
- https://openalex.org/W2289057322
- https://openalex.org/W2334511798
- https://openalex.org/W2468347385
- https://openalex.org/W2529334881
- https://openalex.org/W2618671486
- https://openalex.org/W2622340687
- https://openalex.org/W2749506261
- https://openalex.org/W2768318442
- https://openalex.org/W2782015335
- https://openalex.org/W2795859844
- https://openalex.org/W2899598152
- https://openalex.org/W2981709503
- https://openalex.org/W2990888525
- https://openalex.org/W3010350049
- https://openalex.org/W3045432967
- https://openalex.org/W4206262807
- https://openalex.org/W4232465861
- https://openalex.org/W4243911650
- https://openalex.org/W4244427970
- https://openalex.org/W4245796621
- https://openalex.org/W872567583