Soil carbon and climate warming in tropical forests: using experimentation and elevation to reveal responses across space and time

热带森林的土壤碳和气候变暖:利用实验和海拔来揭示跨空间和时间的响应

基本信息

  • 批准号:
    NE/T012226/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 86.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Fellowship
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Climate change is predicted to release carbon stored in terrestrial ecosystems, causing a major acceleration of future climate change. This carbon release is predicted to occur through increased rates of decomposition and respiration by plants and soil microorganisms under warming. However, the acceleration could be constrained in the long-term if microorganisms adjust their community-wide physiology to metabolise less carbon under higher temperatures. Despite the significance of this potential feedback, we have little information on the magnitude and mechanisms by which it occurs in tropical forests, which contain two-thirds of global terrestrial plant biomass and a third of global soil carbon. I address this uncertainty, by combining a unique tropical forest soil warming experiment with a series of 'natural' experiments along tropical forest elevation/temperature gradients. I will use cutting-edge techniques in soil biogeochemistry and microbiology to determine the magnitude and mechanisms of carbon release from these soils under warming, and the mechanisms by which it may be constrained, particularly by the physiological and community-wide changes in microbial communities. By combining experimental study of short-term microbial responses and observational study of long-term responses across elevation gradients, I will gain unique integrated insights, enabling the extrapolation of findings to landscape scales, and providing key information urgently needed by Earth-system models. In summary, this project will directly address what has been identified as the most significant cause of uncertainty in predicting the feedbacks between climate change and terrestrial ecosystems: the magnitude and mechanisms for tropical forest soil carbon release under climate warming, and the role of microbial communities in constraining this release.
据预测,气候变化将释放储存在陆地生态系统中的碳,导致未来气候变化的加速。据预测,这种碳的释放是通过植物和土壤微生物在变暖情况下加速分解和呼吸而发生的。然而,如果微生物在更高的温度下调整其整个群落的生理机能以代谢更少的碳,那么这种加速可能会受到长期的限制。尽管这种潜在的反馈具有重要意义,但我们对热带森林中发生这种反馈的程度和机制知之甚少,而热带森林包含全球陆地植物生物量的三分之二和全球土壤碳的三分之一。我解决这个不确定性,通过结合一个独特的热带森林土壤变暖实验与一系列的“自然”实验沿着热带森林海拔/温度梯度。我将使用土壤生物化学和微生物学的尖端技术来确定变暖下这些土壤中碳释放的幅度和机制,以及它可能受到限制的机制,特别是微生物群落的生理和群落范围的变化。通过结合短期微生物响应的实验研究和跨越海拔梯度的长期响应的观察研究,我将获得独特的综合见解,使研究结果外推到景观尺度,并提供地球系统模型迫切需要的关键信息。总之,该项目将直接解决在预测气候变化和陆地生态系统之间的反馈方面被确定为最重要的不确定性原因:气候变暖下热带森林土壤碳释放的幅度和机制,以及微生物群落在限制这种释放中的作用。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Seedling growth declines in warmed tropical forest soils
  • DOI:
    10.1111/btp.13238
  • 发表时间:
    2023-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    A. Nottingham;Maria Montero‐Sanchez;M. Slot;Hubert A. Szczygieł;E. Velasquez;P. Meir
  • 通讯作者:
    A. Nottingham;Maria Montero‐Sanchez;M. Slot;Hubert A. Szczygieł;E. Velasquez;P. Meir
Tropical forests and global change: biogeochemical responses and opportunities for cross-site comparisons, an organized INSPIRE session at the 108th Annual Meeting, Ecological Society of America, Portland, Oregon, USA, August 2023.
  • DOI:
    10.1111/nph.19511
  • 发表时间:
    2024-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D. Cusack;Sasha C. Reed;K. Andersen;D. Cinoğlu;M. Craig;Lee H. Dietterich;J. Hogan;Jennifer A Holm;A. Nottingham;Rebecca Ostertag;F. Soper;Tana Wood;M. Wong
  • 通讯作者:
    D. Cusack;Sasha C. Reed;K. Andersen;D. Cinoğlu;M. Craig;Lee H. Dietterich;J. Hogan;Jennifer A Holm;A. Nottingham;Rebecca Ostertag;F. Soper;Tana Wood;M. Wong
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  • DOI:
    10.1111/1365-2435.14050
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Nottingham A
  • 通讯作者:
    Nottingham A
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  • DOI:
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    2023
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Martin Vivanco A
  • 通讯作者:
    Martin Vivanco A
Frog: A Global Machine-Learning Temperature Calibration For Branched Gdgts In Soils And Peats
  • DOI:
    10.1016/j.gca.2021.12.007
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    P. Véquaud;A. Thibault;S. Derenne;C. Anquetil;S. Collin;S. Contreras;A. Nottingham;Pierre Sabatier;J. Werne;A. Huguet
  • 通讯作者:
    P. Véquaud;A. Thibault;S. Derenne;C. Anquetil;S. Collin;S. Contreras;A. Nottingham;Pierre Sabatier;J. Werne;A. Huguet
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  • 资助金额:
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