Vinculando las propiedades del suelo y las comunidades bacterianas con el carbono de la materia orgánica durante la sucesión de la vegetación
Autores: Yang, Bin; Zhai, Jie; He, Mengjie; Ma, Ruihao; Li, Yusong; Zhang, Hanyu; Guo, Jiachang; Hu, Zhenhua; Zhang, Wenhui; Bai, Jinhua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Vinculando las propiedades del suelo y las comunidades bacterianas con el carbono de la materia orgánica durante la sucesión de la vegetación
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Sucesión de la vegetación
Almacenamiento de carbono en el suelo
Dinámica de la comunidad bacteriana
Carbono de materia orgánica
Modelado de ecuaciones estructurales
Taxones bacterianos
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El cambio en el uso del suelo impulsado por la sucesión de la vegetación mejora significativamente el almacenamiento de carbono en el suelo, sin embargo, los mecanismos microbianos subyacentes a este proceso siguen siendo poco comprendidos. Este estudio tiene como objetivo elucidar los vínculos mecánicos entre la dinámica de la comunidad bacteriana y la estabilización del carbono de la materia orgánica a través de cuatro etapas de sucesión de la vegetación en la Meseta de Loess: tierras de cultivo abandonadas (AF), etapa de pastizales (GS), etapa de matorrales (SS) y etapa forestal (FS). Analizamos las fracciones de carbono de la materia orgánica del suelo (SOM_C), propiedades fisicoquímicas y comunidades bacterianas (secuenciación de 16S rRNA), empleando modelado de ecuaciones estructurales para cuantificar las vías causales. Los resultados mostraron que el contenido de carbono total de la materia orgánica del suelo (TOM_C), carbono de materia orgánica labile (LOM_C), carbono de materia orgánica disuelta (DOM_C) y carbono de biomasa microbiana (MBC) aumentó progresivamente con la sucesión, alcanzando su punto máximo en la etapa forestal (FS), con 23.87 g/kg, 4.13 g/kg, 0.33 mg/kg y 0.14 mg/kg, respectivamente. Además, la sucesión de la vegetación también condujo a la heterogeneidad en la estructura de la comunidad bacteriana. El número de unidades taxonómicas operativas bacterianas (OTUs) del suelo para las cuatro etapas de sucesión fue de 9966, 13,463, 14,122 y 10,413, siendo la etapa de matorrales la que mostró el mayor número de OTUs. Nueve taxones bacterianos estaban fuertemente correlacionados con la estabilización de SOM_C. Afectados por las bacterias del suelo, las propiedades fisicoquímicas del suelo y la biomasa de la hojarasca influyen directamente en SOM_C, siendo la vía fisicoquímica (coeficiente de ruta: 0.792, < 0.001) de mayor impacto en el carbono de la materia orgánica que la vía de la hojarasca (coeficiente de ruta: 0.221, < 0.001). Este estudio establece que la sucesión de la vegetación mejora el contenido de SOM_C no solo a través de un aumento en las entradas de hojarasca, sino también al remodelar las comunidades bacterianas hacia taxones que estabilizan el carbono a través de interacciones fisicoquímicas.
Descripción
El cambio en el uso del suelo impulsado por la sucesión de la vegetación mejora significativamente el almacenamiento de carbono en el suelo, sin embargo, los mecanismos microbianos subyacentes a este proceso siguen siendo poco comprendidos. Este estudio tiene como objetivo elucidar los vínculos mecánicos entre la dinámica de la comunidad bacteriana y la estabilización del carbono de la materia orgánica a través de cuatro etapas de sucesión de la vegetación en la Meseta de Loess: tierras de cultivo abandonadas (AF), etapa de pastizales (GS), etapa de matorrales (SS) y etapa forestal (FS). Analizamos las fracciones de carbono de la materia orgánica del suelo (SOM_C), propiedades fisicoquímicas y comunidades bacterianas (secuenciación de 16S rRNA), empleando modelado de ecuaciones estructurales para cuantificar las vías causales. Los resultados mostraron que el contenido de carbono total de la materia orgánica del suelo (TOM_C), carbono de materia orgánica labile (LOM_C), carbono de materia orgánica disuelta (DOM_C) y carbono de biomasa microbiana (MBC) aumentó progresivamente con la sucesión, alcanzando su punto máximo en la etapa forestal (FS), con 23.87 g/kg, 4.13 g/kg, 0.33 mg/kg y 0.14 mg/kg, respectivamente. Además, la sucesión de la vegetación también condujo a la heterogeneidad en la estructura de la comunidad bacteriana. El número de unidades taxonómicas operativas bacterianas (OTUs) del suelo para las cuatro etapas de sucesión fue de 9966, 13,463, 14,122 y 10,413, siendo la etapa de matorrales la que mostró el mayor número de OTUs. Nueve taxones bacterianos estaban fuertemente correlacionados con la estabilización de SOM_C. Afectados por las bacterias del suelo, las propiedades fisicoquímicas del suelo y la biomasa de la hojarasca influyen directamente en SOM_C, siendo la vía fisicoquímica (coeficiente de ruta: 0.792, < 0.001) de mayor impacto en el carbono de la materia orgánica que la vía de la hojarasca (coeficiente de ruta: 0.221, < 0.001). Este estudio establece que la sucesión de la vegetación mejora el contenido de SOM_C no solo a través de un aumento en las entradas de hojarasca, sino también al remodelar las comunidades bacterianas hacia taxones que estabilizan el carbono a través de interacciones fisicoquímicas.