Первые оценки производства тонких корней в тропических торфяных болотах и ​​твердых лесах центральной части бассейна Конго.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 12315 (2023) Цитировать эту статью

543 доступа

10 Альтметрика

Подробности о метриках

Тропические торфяники представляют собой экосистемы с высокой плотностью углерода, поскольку они накапливают частично разложившийся растительный материал. Значительная часть этого органического вещества может быть получена из мелких корней (FRP). Однако существует мало оценок FRP для тропических торфяников, и ни одна из них не относится к крупнейшему в мире комплексу торфяников в центральной части бассейна Конго. Здесь мы сообщаем о FRP, используя повторные фотографии корней из прозрачных трубок in situ (минихизотронов), измеренных на глубине 1 м в течение трех месячных периодов (от засушливых до влажных сезонов), в торфяном болотном лесу с преобладанием пальм, лиственных пород. преобладают торфяно-болотные леса и твердые леса. Мы находим FRP равным 2,6 ± 0,3 Мг C га-1 год-1, 1,9 ± 0,5 Мг C га-1 год-1 и 1,7 ± 0,1 Мг C га-1 год-1 в трех типах экосистем соответственно (среднее ± стандартное значение). ошибка; существенных различий между типами экосистем нет). Эти оценки находятся в пределах опубликованного диапазона FRP во всем мире. Кроме того, наша оценка лиственных торфяных болот аналогична единственному другому исследованию FRP в тропических торфяниках, также с преобладанием лиственных пород, в Микронезии. Мы также обнаружили, что FRP уменьшался с глубиной и был самым высоким в засушливый сезон. В целом мы показываем, что миниризотроны можно использовать в качестве метода с низким уровнем помех для оценки FRP в тропических лесах и торфяниках.

Органическое вещество почвы является крупнейшим наземным резервуаром органического углерода на Земле1, 2. Большая часть органического вещества почвы образуется в результате надземной и подземной продукции растений через опад и корни3. Из этих двух источников органического вещества почвы корни более эффективно превращаются в стабильные органические соединения благодаря их биохимическому составу и прямому контакту с почвенными микробами и минеральными поверхностями2,3,4. Кроме того, по оценкам, на тонкие корни, обычно имеющие диаметр менее 2 мм5, приходится до 30% годовой чистой первичной продукции6, что делает их важным источником органического углерода в почве7. Таким образом, важно получить точные измерения производства мелких корней (FRP).

В глобальном масштабе две основные закономерности указывают на важность оценки FRP в тропических торфяниках. Во-первых, FRP находится на самом высоком уровне в тропиках, что неудивительно, учитывая общие высокие показатели продуктивности экосистем8,9,10,11. Во-вторых, торфяники накапливают частично разложившийся органический материал из мертвой растительности, в результате чего образуются одни из самых углеродоемких экосистем на Земле12, 13. Поэтому понимание FRP в этих системах является приоритетом. Тем не менее, оценки FRP редки в тропических торфяниках во всем мире: насколько нам известно, была опубликована только одна оценка FRP в этой экосистеме, из Микронезии14. Для крупнейшего в мире комплекса тропических торфяников, расположенного в центральной части бассейна реки Конго13, у нас нет оценок FRP. Недостаток оценок FRP в тропических торфяниках частично обусловлен методическими трудностями работы в этих средах, особенно изучения подземных процессов в условиях заболачивания.

Крайне важно, что стандартные методы оценки FRP в тропических лесах terra Firme (незатопленных, неречных) непригодны для тропических торфяных почв. Применение врастающих кернов (клеток, заполненных почвой без корней, которая улавливает рост новых корней) и ризотронов (вертикально вырезанные почвенные ямы с окном для измерения тонкого роста корней)15 затруднено в тропических торфяниках из-за плотного корневого мата (удаление всех корней из торфа для прорастания кернов затруднено) и заболоченных условиях (окна ризотрона не видны, поскольку они находятся под водой). Чтобы преодолеть эти проблемы при оценке FRP на территории нашего исследования в торфяниках центрального бассейна Конго, мы использовали метод миниризотрона, недавно разработанный для мангровых почв — систему EnRoot16. Система миниризотрона EnRoot состоит из прозрачных акриловых трубок, установленных в почве, в которые можно вставить модуль визуализации, позволяющий делать повторяющиеся фотографии с течением времени и определять скорость изменения длины корня17. Это позволяет точно оценить FRP тропических торфяников.