Microbial nitrogen cycle in tropical cloud forest soils and canopy soils of Réunion island
Laen...
Kuupäev
2024
Kättesaadavus
03.09.2024
Autorid
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Eesti Maaülikool
Abstrakt
Tropical cloud forests, known for their rich biodiversity and critical role in climate regulation, are key to understanding biogeochemical cycles. This study's main objective is to explore the intricate relationship between microbial communities and nitrogen cycling processes in the tropical cloud forest soils and canopy soils of Réunion Island with a focus on understanding the N2O emissions. Our analysis included microbial marker abundances and gene copy numbers associated with nitrification and denitrification. Additionally, we examined soil temperature, water content, ammonium (NH4+), nitrate (NO3−) concentrations, and N2O fluxes. Results showed significant variations in SWC and temperature across the erica and fern-dominated ecosystems, greatly influencing nutrient availability and microbial activity. The erica-dominated ecosystems exhibited higher NH4+-N, and NO3--N concentrations, indicative of increased nitrification activity mediated by the increased abundances of AOB, AOA and COMMAMAX amoA. Denitrification processes characterized by nirS and nirK gene abundances, were also prominent in both ecosystems, with a notable role of fungal nirK in the fern ecosystem. The higher nosZ gene abundance in erica-dominated soils suggests a greater capacity for N2O reduction, mitigating greenhouse gas emissions. Despite lower average N2O fluxes, erica-dominated ecosystems showed greater variability in N2O emissions compared to fern-dominated ecosystems. This study underscores the need for further research to elucidate the specific mechanisms driving N2O fluxes and microbial dynamics, which is critical for developing strategies to mitigate greenhouse gas emissions in tropical cloud forests.
Troopilised pilvemetsad, mis on tuntud oma rikkaliku bioloogilise mitmekesisuse ja kriitilise rolli poolest kliima reguleerimisel, on biogeokeemiliste tsüklite mõistmisel võtmetähtsusega. Selle uuringu põhieesmärk on uurida keerulisi seoseid mikroobikoosluste ja lämmastiku ringlusprotsesside vahel Réunioni saare troopiliste pilvemetsade muldades ja võrades, keskendudes N2O heitkoguste mõistmisele. Uurisime mulla temperatuuri, veesisaldust, ammooniumi (NH4+), nitraadi (NO3−) kontsentratsiooni ning N2O voogusid. Analüüs hõlmas nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooniga seotud geenikoopiate arvukust. Tulemused näitasid olulisi erinevusi SWC-s ja temperatuuris Erica ja sõnajalgade domineeritud ökosüsteemides, mõjutades oluliselt toitainete kättesaadavust ja mikroobide aktiivsust. Eerika domineeritud ökosüsteemides ilmnesid kõrgemad NH4+-N ja NO3--N kontsentratsioonid, mis viitab suurenenud nitrifikatsiooniaktiivsusele, mida vahendas AOB, AOA ja COMMAMAX amoaA suurenenud arvukus. Denitrifikatsiooniprotsesside geenid, mida iseloomustasid nirS ja nirK geenide arvukused, olid samuti mõlemas ökosüsteemis arvukad, kusjuures seente nirK roll sõnajala ökosüsteemis oli märkimisväärne. Suurem nosZ geeni arvukus Erica domineeritud muldades viitab suuremale N2O vähendamise võimele, mis vähendab kasvuhoonegaaside heitkoguseid. Vaatamata madalamale keskmisele N2O voogudele näitasid Erica domineeritud ökosüsteemid N2O heitkoguseid suuremat varieeruvust võrreldes sõnajalgade domineeritud ökosüsteemidega. See uuring rõhutab vajadust täiendavate uuringute järele, et selgitada välja spetsiifilised mehhanismid, mis juhivad N2O vooge ja mikroobide dünaamikat, mis on kriitilise tähtsusega troopiliste pilvemetsade kasvuhoonegaaside heitkoguste leevendamise strateegiate väljatöötamiseks.
Troopilised pilvemetsad, mis on tuntud oma rikkaliku bioloogilise mitmekesisuse ja kriitilise rolli poolest kliima reguleerimisel, on biogeokeemiliste tsüklite mõistmisel võtmetähtsusega. Selle uuringu põhieesmärk on uurida keerulisi seoseid mikroobikoosluste ja lämmastiku ringlusprotsesside vahel Réunioni saare troopiliste pilvemetsade muldades ja võrades, keskendudes N2O heitkoguste mõistmisele. Uurisime mulla temperatuuri, veesisaldust, ammooniumi (NH4+), nitraadi (NO3−) kontsentratsiooni ning N2O voogusid. Analüüs hõlmas nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooniga seotud geenikoopiate arvukust. Tulemused näitasid olulisi erinevusi SWC-s ja temperatuuris Erica ja sõnajalgade domineeritud ökosüsteemides, mõjutades oluliselt toitainete kättesaadavust ja mikroobide aktiivsust. Eerika domineeritud ökosüsteemides ilmnesid kõrgemad NH4+-N ja NO3--N kontsentratsioonid, mis viitab suurenenud nitrifikatsiooniaktiivsusele, mida vahendas AOB, AOA ja COMMAMAX amoaA suurenenud arvukus. Denitrifikatsiooniprotsesside geenid, mida iseloomustasid nirS ja nirK geenide arvukused, olid samuti mõlemas ökosüsteemis arvukad, kusjuures seente nirK roll sõnajala ökosüsteemis oli märkimisväärne. Suurem nosZ geeni arvukus Erica domineeritud muldades viitab suuremale N2O vähendamise võimele, mis vähendab kasvuhoonegaaside heitkoguseid. Vaatamata madalamale keskmisele N2O voogudele näitasid Erica domineeritud ökosüsteemid N2O heitkoguseid suuremat varieeruvust võrreldes sõnajalgade domineeritud ökosüsteemidega. See uuring rõhutab vajadust täiendavate uuringute järele, et selgitada välja spetsiifilised mehhanismid, mis juhivad N2O vooge ja mikroobide dünaamikat, mis on kriitilise tähtsusega troopiliste pilvemetsade kasvuhoonegaaside heitkoguste leevendamise strateegiate väljatöötamiseks.
Kirjeldus
Master`s Thesis
Environmental Governance and Adaptation to Climate Change
Märksõnad
magistritööd, master thesis, tropical cloud forest, Réunion island, microbial communities, nitrogen cycling, ecosystem, soils and canopy soils