Long-term pattern and magnitude of soil carbon feedback to the climate system in a warming world

Washington D.C.

American Association for the Advancement of Science

2017

101-105

Sonderdruck

203044

Science ; Jrg. 358 ; 6359 (2017) , 101-105

In a 26-year soil warming experiment in a mid-latitude hardwood forest, we documented changes in soil carbon cycling to investigate the potential consequences for the climate system. We found that soil warming results in a four-phase pattern of soil organic matter decay and carbon dioxide fluxes to the atmosphere, with phases of substantial soil carbon loss alternating with phases of no detectable loss. Several factors combine to affect the timing, magnitude, and thermal acclimation of soil carbon loss. These include depletion of microbially accessible carbon pools, reductions in microbial biomass, a shift in microbial carbon use efficiency, and changes in microbial community composition. Our results support projections of a long-term, self-reinforcing carbon feedback from mid-latitude forests to the climate system as the world warms.
In einem 26 Jahre dauernden Bodenerwärmungsexperiment in einem Laubwald in der mittleren Breitenregion haben wir Veränderungen des Kohlenstoffkreislaufs im Boden dokumentiert, um die möglichen Folgen für das Klimasystem zu untersuchen. Wir fanden heraus, dass die Bodenerwärmung zu einem vierphasigen Muster des Zerfalls des organischen Bodens und des Kohlendioxidflusses in die Atmosphäre führt, wobei Phasen mit erheblichem Kohlenstoffverlust im Boden mit Phasen ohne nachweisbaren Verlust abwechseln. Mehrere Faktoren beeinflussen den Zeitpunkt, die Größe und die thermische Akklimatisierung des Kohlenstoffverlusts im Boden. Diese umfassen die Erschöpfung von mikrobiell zugänglichen Kohlenstoffpools, die Verringerung der mikrobiellen Biomasse, eine Verschiebung der mikrobiellen Kohlenstoffnutzungseffizienz und Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaftszusammensetzung. Unsere Ergebnisse unterstützen Projektionen eines langfristigen, sich selbst verstärkenden Kohlenstoff-Feedbacks aus Wäldern der mittleren Breiten zum Klimasystem, während sich die Welt erwärmt.