Məlumat

2.5.4: Data Dive- Biome Carbon Storage - Biologiya

2.5.4: Data Dive- Biome Carbon Storage - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ümumi baxış

Karbon sekvestrasiyası atmosferdəki karbon qazının fotosintez yolu ilə ağaclar, otlar və digər bitkilər tərəfindən alınması və biokütlədə (gövdələr, budaqlar, yarpaqlar və köklər) karbon kimi saxlanılması prosesidir. Aşağıdakı rəqəm yerüstü biomlar tərəfindən yerin üstündə (bitkilər) və aşağıda (torpaq) təxmin edilən anbarı göstərir:

Şəkil(PageIndex{a}): Müxtəlif biomlarda yerin üstündə (bitki) və altında (torpaq) karbon anbarı (hər hektara metrik ton CO2). Rachel Schleiger tərəfindən qrafik (CC-BY-NC) İslam KK, Sato N 2012-dəki məlumatlardan dəyişdirilmişdir.

Suallar

  1. Bu hansı qrafikdir?
  2. Müstəqil (izahedici) dəyişən və asılı (cavab) dəyişən nədir?
  3. Hansı biom bitkilərdə ən çox ehtiyata malikdir? Bəs torpaq?
  4. Karbon saxlama baxımından ilk üç yer biomu hansılardır?
  5. Bu qrafikin nəticələri gələcək mühafizə səylərini necə məlumatlandıra bilər?
  6. Bu qrafikin nəticələri sizi nə ilə maraqlandırır?

Avropada tam əkin dövriyyəsinin xalis biom istehsalı

CO ekosisteminin biometeoroloji ölçmələrinin məlumat dəstləri2 flux, bir neçə Avropa əkin sahəsinin məhsul və peyin məlumatları ilə birlikdə karbon büdcəsinin qiymətləndirilməsini təmin etmək üçün inteqrasiya edilmişdir. Sahələr müxtəlif iqlim bölgələrini və ziddiyyətli əkin dövriyyələrini əhatə edirdi. Əkin sahələrinin karbon balansına töhfə verən bəzi əsas amilləri müəyyən etmək üçün müxtəlif məhsulların və idarəetmə təcrübələrinin təsiri də qiymətləndirilmişdir. Əkinlər növbəli olduğundan və əkin dövrləri həmişə təqvim ilinə uyğun olmadığından, tam əkin dövriyyəsi və ya ən azı 4 il daha uzunmüddətli əkin dövriyyəsi və monokulturaların xalis ekosistem istehsalı (NEP), eləcə də xalis biom istehsalı (NBP) məbləğləri istifadə olunurdu. İkinci təhlildə NBP məbləğləri torpağın xüsusiyyətləri ilə əlaqələndirildi. Nəhayət, nəzərdən keçirilən Avropa əkin sahələri üçün orta illik İXQ balansını əldə etmək üçün məlumatlar əlavə məlumatlarla birləşdirildi.

4 il ərzində beş növbəli əkin və iki monokultura inteqrasiya edilib. 4 il ərzində orta illik NEP −240 ± 113 g C m −2 y −1 olmuşdur. Orta hesabla, 382 ± 117 q C m −2 y −1 məhsul yığılmışdır, burada peyin və toxumla orta hesabla karbon girişi 47 ± 51 q C m −2 y −1 olmuşdur. Nəzərdən keçirilən yeddi sahənin orta NBP-si 95 ± 87 q C m -2 y -1 karbon itkisi kimi təxmin edilmişdir. Nəzərə alınan ərazilərin tam İYQ balansı CO-da 160 q C m −2 y −1 olduğu təxmin edilmişdir.2-ekvivalentlər.

Bu nəticələr peyin və məhsul qalıqlarının daxilolmalarının bu tədqiqatda araşdırılan sahələrlə əlaqəli olanlarla müqayisə edilə bilən böyüklükdə olduğu sistemlər üçün neytral karbon büdcələrini proqnozlaşdıran cari yaxşı təcrübə qaydalarına etiraz edir. Yaxşı təcrübəyə baxmayaraq, davamlı humus itkisi əsasən tarazlıqda olmayan yüksək karbon konsentrasiyasına malik torpaqlarla bağlıdır, lakin artıq davam edən iqlim dəyişikliyinin nəticəsi ola bilər. Karbon daxilolmalarını artırmaq üçün yaxşı təcrübə qaydalarına dəyişiklik tələb oluna bilər.

Reprezentativlik təhlilinin nəticələri göstərir ki, Avropanın əkin sahələrinin axını şəbəkəsi üçün Avropa qitəsində iqlimin, torpağın və idarəetmənin dəyişkənliyini adekvat şəkildə təmsil etmək üçün 50-dən çox sahə lazımdır. Beləliklə, şəbəkə dizaynı ilə bağlı qeyri-müəyyənliklər hazırda ölçmə metodunda olan qeyri-müəyyənlikdən daha böyükdür.

Araşdırma vurğulayır

. ▶ Avropa əkin sahələrindən alınan bu məlumat yönümlü yanaşma 95 ± 87 q C m −2 y −1 orta karbon itkisini göstərdi. ▶ Nəzərdən keçirilən ərazilərin tam İXQ balansı CO-da 160 q C m −2 y −1 olduğu təxmin edilmişdir.2-ekvivalentlər. ▶ Karbon itkiləri əsasən tarazlıqda olmayan yüksək karbon konsentrasiyası olan torpaqlarla əlaqədardır.


Giriş seçimləri

1 il ərzində jurnala tam giriş əldə edin

Bütün qiymətlər NET qiymətləridir.
ƏDV daha sonra ödəniş zamanı əlavə olunacaq.
Vergi hesablanması yoxlama zamanı yekunlaşacaq.

ReadCube-da vaxt məhdud və ya tam məqaləyə giriş əldə edin.

Bütün qiymətlər NET qiymətləridir.


Bir sıra sosial və iqtisadi amillər CO-nu hərəkətə gətirir2 və kənd təsərrüfatı ilə bağlı digər İXQ emissiyaları (bax Cədvəl 5.1), o cümlədən pəhriz üstünlükləri və ənənələri daxili və qlobal əmtəə bazarları konservasiya proqramları üçün federal təşviqlər və müxtəlif coğrafi bölgələrdə istehsal, emal və saxlama üçün texniki imkanlar. Məsələn, bioenerji və bioyanacaq xammalının istehsalı sistemlərinə təsir edən siyasətlər və iqtisadi amillər bu fəsildə və Ch-də daha sonra müzakirə edildiyi kimi karbon dövrünə müxtəlif birbaşa və dolayı təsirlərə malikdir. 3: Enerji Sistemləri. Bioyanacağın karbon izi xammaldan və onunla əlaqəli idarəetmədən, həmçinin xammaldan hasil edilən son enerjinin səmərəliliyindən asılıdır. Bu sosial və iqtisadi amillərin idarə edilməsində dəyişikliklər torpaqda karbonun sekvestrasiyasına, saxlanmasına və kənd təsərrüfatı İXQ emissiyalarına təsir göstərə bilər. Kənd təsərrüfatı istehsal sistemlərində baş verən dəyişikliklərin başqa bir amili istehlakçıların qida növlərinə (məsələn, ət və süd məhsullarına qarşı tərəvəz) və qida məhsullarının mənşəyi (məsələn, otla qidalanan, üzvi və yerli) tələbidir. Bu cür təsirlər birbaşa və dolayı yolla karbon dövrünə həm mənfi, həm də müsbət təsir göstərə bilər (bax. Haşiyə. 5.1, Qida Tullantıları və Karbon). Karbon dövriyyəsində rol oynayan iqlim və ətraf mühit amillərinə kənd təsərrüfatı təsirlərini həll etmək üçün son onillikdə qərara dəstək alətləri işlənib hazırlanmışdır (məsələn, bax Ch.18: Qərar Qəbul Edilmənin Dəstəklənməsində Karbon Döngüsü Elmi).

Emissiya mənbəyi Kanada a Amerika Birləşmiş Ştatları b Meksika c Mənbəyə görə cəmi
Bağırsaq fermentasiyası 25 166.5 43.3 234.8
Peyin İdarəetmə 8 84.0 25.7 f 117.7
Kənd Təsərrüfatı Torpağı İdarəetmə 24 d 295.0 0 318.0
Düyü becərilməsi 0 12.3 0.2 12.5
Liming, Karbamid Tətbiqi və Digərləri 3 8.7 7,5 q 19.2
Kənd təsərrüfatı qalıqlarının tarlada yandırılması 0 0.4 1.3 1.7
Məhsul qalıqları NR e NR 1.9 1.9
Ölkə üzrə cəmi h 60 566.9 79.9 705.8

Qeydlər
a Mənbə: 2016-cı il üçün ECCC (2018) məlumatları.
b Mənbə: 2015-ci il üçün ABŞ EPA (2018) məlumatları.
c Mənbə: FAOSTAT (2017) 1990–2014-cü illər üçün orta məlumat.
d Kənd təsərrüfatı qalıqlarının çöldə yandırılması nəticəsində yaranan emissiyalar daxildir.
e Məlumat verilməyib.
f Torpaqlara vurulan peyin, otlaqda qalan peyin və peyin idarə edilməsi daxildir.
g Sintetik gübrə.
h Mənbədə bildirildiyi kimi yuvarlaqlaşdırmaya görə fərdi emissiya kateqoriyalarının cəminə uyğun gəlməyə bilər.


2 MATERİALLAR VƏ METODLAR

2.1 Sistemli xəritəçəkmə protokolu

Sübutları şəffaf və obyektiv şəkildə kataloqlaşdırmaq üçün sistematik xəritəçəkmə protokolu (Əlavə A) hazırladıq (Ətraf Mühit Dəlilləri üzrə Əməkdaşlıq, 2018). Biz 2018-ci ilin əvvəlində konservasiya və inkişafdan olan ekspertlər heyəti ilə bir sıra görüşlər və seminarlar vasitəsilə sualların əhatə dairəsinə (Cədvəl 1), axtarış sətirinə, tədqiqat seçim meyarlarına və kodlaşdırma çərçivəsinə (Cədvəl S1 və S2 Haşiyə 1 Əlavə B) yenidən baxdıq. ərzaq və su təhlükəsizliyi, iqlim dəyişikliyinə uyğunlaşmaya ekosistem əsaslı yanaşmalar, ekosistem xidmətləri, davamlı inkişaf və iqlim dəyişikliyi siyasətini əhatə edən qlobal təcrübəyə malik sektorlar (bax: Bölmə Təşəkkürlər Əlavə A). Biz çərçivəni siyasətçilər üçün uyğunluğu təmin etmək və NbS konsepsiyası ilə əlaqəli tədqiqatların, müdaxilə növlərinin və nəticələrin geniş heterojenliyini əldə etmək üçün tərtib etdik. Biz xüsusilə təbiətə əsaslanan müdaxilələrin iqlim təsirlərinə təsiri ilə bağlı sübutlara diqqət yetirdik.

Hədəf Müdaxilə
İnsan fərdləri, qruplar, icmalar və iqtisadi sektorlar (məsələn, kənd təsərrüfatı, su, meşə təsərrüfatı, nəqliyyat, enerji) Kənd, yarımkənd və ya şəhərətrafı ərazilərdə biomüxtəlifliyin, ekosistemlərin və ya ekosistem xidmətlərinin idarə edilməsi, bərpası və ya mühafizəsi, yaxud ekosistemin yaradılması və sonrakı idarə edilməsi ilə bağlı fəaliyyətlər
Müqayisə edən Nəticə
Müdaxilədən əvvəl ilkin məlumatlar zamanla qiymətləndirmələri təkrarlayır kvazi və ya eksperimental nəzarətlər (uyğunlaşma üzrə heç bir tədbir görülmədiyi yerlərdə) modelləşdirilmiş əks faktlar və ya qiymətləndiricinin əks fakta dair çıxarışı. Qeyri-təbiətə əsaslanan uyğunlaşma yanaşmalarını müqayisə edənlər kimi istifadə edən tədqiqatlar daxil edilmişdir, lakin bunlar üçün ümumi effektivlik bildirilməmişdir. Hidrometeoroloji təhlükələrin və ya iqlim dəyişikliyinin insanlara və ya iqtisadi sektorlara təsirlərinə təsir edən ölçülmüş, müşahidə edilmiş və ya əvvəlcədən modelləşdirilmiş nəticələr (ekosistem xidmətlərini tənzimləyən və ya təmin edən)

QUTU 1. Tədqiqatın istisna meyarları (seçim meyarlarının tam siyahısı üçün Əlavə E-də Cədvəl S2-ə baxın)

  • Təbiətə əsaslanan müdaxilələrin iqlim dəyişikliyi və ya hidrometeoroloji təhlükələrlə əlaqəli olmayan stressorlara təsiri, buna baxmayaraq, iqlim dəyişikliyinin təsirlərinə qarşı davamlılığın yaradılmasında mühüm rol oynaya bilər.
  • İqlim və ya hidrometeoroloji hadisələrlə bağlı (ən azı qismən) açıq şəkildə bildirilməyən təsirlər
  • Ekosistem xidmətlərinin axınından deyil, yalnız müdaxilənin həyata keçirilməsi, idarə edilməsi və ya idarəetmədən irəli gələn həssaslığa təsirlər (sosial uyğunlaşma qabiliyyəti daxil olmaqla)
  • Şəhər təbiətə əsaslanan həllər, hibrid təbii/mühəndis müdaxilələri, ekosistemin bərpası və ya qorunmasını əhatə etməyən kənd təsərrüfatı müdaxilələri (məsələn, aqromeşəçilik), otlaq və ya balıqçılıq müdaxilələri
  • Müdaxilə (məsələn, mühafizə və ya bərpa) cəlb edilmədiyi halda, uyğunlaşma ilə bağlı xidmətlər üçün mövcud ekosistemlərin effektivliyi

Munroe və digərləri tərəfindən hazırlanmış əvvəlki axtarış sətirini dəyişdirdik. (2012) NbS-nin konseptual əhatə dairəsinə uyğunlaşdırmaq üçün (Cohen-Shacham et al., 2016) və dördhissəli axtarış sətirini beşhissəli axtarış sətirinə genişləndirərək, əvvəlki şərtlər toplusunu dəyişdirərək və əsaslandırıb (Əlavə A) . Bu, idarə edilə bilən sayda tədqiqatı təmin etmək üçün axtarışı daha yaxşı hədəfə aldı. Biz həmçinin İQ-nin azaldılması, ekoloji və ya sosial nəticələrlə bağlı tədqiqatları yalnız müdaxilənin iqlim təsirlərinə təsiri də bildirildikdə daxil etdik. Beləliklə, yalnız bu digər nəticələrdən hər hansı biri haqqında hesabat verən böyük bir ədəbiyyat yığını xaric edildi (məsələn, Anderson et al., 2019 Busch et al., 2019 Friedlingstein, Allen, Canadell, Peters, & Seneviratne, 2019 Griscom et al., 2017). , 2020 Lewis, Wheeler, Mitchard, & Koch, 2019 Roe et al., 2019).

2.2 Axtarışlar və seçim prosesi

Biz SCOPUS və Web of Science CORE indeks kolleksiyalarında (12 aprel 2018-ci il) ingilis nəşrləri üçün axtarış sətirini işlətdik, axtarışı başlıq, abstrakt məzmun və müəllif açar sözləri ilə məhdudlaşdırdıq və rəylər, araşdırmalar, kitab fəsilləri, redaksiya məqalələri, rəylər, şərhlər, perspektivlər. Biz EndNote (v8.2) proqramında dublikatları sildik və axtarış nəticələrini mərhələli prosedurdan istifadə edərək skrininq etmək, ilk istinad başlıqlarını, sonra isə xülasələri yoxlamaq üçün Abstrackr-a (Wallace, Small, Brodley, Lau və Trikalinos, 2012) ixrac etdik. Sonra, aydınlıq və rəyçilər arası ardıcıllıq üçün seçim meyarlarını tədricən təkmilləşdirdik və vaxt və komanda imkanları məhdudiyyətlərinə əsaslanaraq idarə edilə bilən sayda tədqiqatlar hazırlamaq üçün mücərrəd seçimdən sonra bu meyarları daha da təkmilləşdirdik. Bu mərhələdə, təbiətə əsaslanan komponentin nəticəsi açıq şəkildə təsvir edilmədiyi halda, hibrid (təbii/mühəndisləşdirilmiş) müdaxilələrə, eləcə də məqsəd güdməyən bir sıra kənd təsərrüfatı, pastoral və balıqçılıq yönümlü müdaxilələrə diqqət yetirən tədqiqatları istisna etdik. təbii ekosistemi bərpa etmək və ya qorumaq üçün (bax Cədvəl S2—seçim meyarlarının istisna bəndləri 1 və 2).

Skrinqin hər bir mərhələsindəki qərarlar mühafizəkar idi, biz növbəti mərhələdə daxil olma uyğunluğunun aydın olmadığı araşdırmaları qiymətləndirdik. Kappa testi ilə rəyçilər arası kodlaşdırmanın uyğunluğunu yoxlamaq üçün təsadüfi olaraq ən azı 10% istinad seçdik. Əgər Kappa əmsalı 0,6-dan aşağı olarsa (rəyçilər arası kodlaşdırma ardıcıllığının yetərli hesab edildiyi hədd Cohen, 1960), biz hər hansı ortaya çıxan uyğunsuzluğu nəzərdən keçirdik və aydınlıq üçün seçim strategiyasını və seçim meyarlarını nəzərdən keçirdik. Biz tək rəyçi skrininqini ehtiyatla həyata keçirdik, yəni proses boyu skrininq ardıcıllığını yoxladıq. Abstrakt və tam mətn mərhələlərində bütün seçim qərarlarının təxminən 25%-i ən azı iki rəyçi tərəfindən qəbul edilmişdir. Tam mətnli skrininq zamanı xaric edilən tədqiqatlar və onların xaric edilməsinin səbəbləri Əlavə D-də mövcuddur. Daxiletmə qərarları tədqiqatın mövcud və ya proqnozlaşdırılan iqlim təsirinə təsirin qiymətləndirilməsi üçün müvafiq təbiətə əsaslanan müdaxilələrdən irəli gələn nəticələrin bildirilib-bildirilməməsinə əsaslanıb. müdaxilənin məqsədindən asılı olmayaraq.

2.3 Kodlaşdırma strategiyası

Tədqiqatlardan sübutların çıxarılması kodlaşdırma çərçivəsi (Əlavə B) tərəfindən idarə olundu və onlayn sübut xəritəsinə (naturebasedsolutionsevidence.info) daxil olan giriş forması vasitəsilə qeyd edildi. Munroe və digərlərindən 29 iqlim təsirinin tipologiyasını uyğunlaşdırdıq. (2012). İqlim təsirləri bir-biri ilə əlaqəli ola bilər - məsələn, quraqlıq suyun mövcudluğuna və qida istehsalına təsir göstərə bilər. Kodlaşdırmanı standartlaşdırmaq üçün biz tədqiqatı nəticə ölçüsünə ən uyğun gələn iqlim təsiri altında təsnif etdik. Məsələn, əgər su axınları ölçüldüsə, təsir quraqlıq kimi səciyyələndirilsə belə, biz suyun mövcudluğunu kodladıq. Biz effektivliyi tədqiqatda bildirilən müqayisəçi ilə müqayisədə bir müdaxilənin iqlimə təsir etmə dərəcəsi kimi müəyyən etdik (Cədvəl 1-ə baxın).

Müdaxilələrin effektivliyinin qiymətləndirilməsinin əhatəliliyini araşdırmaq üçün biz həmçinin iqlim təsirləri ilə birbaşa əlaqəli olanlardan əlavə, bildirilmiş sosial və ekoloji nəticələri kodlaşdırdıq (bundan sonra “geniş nəticələr” tam təriflər üçün Əlavə B-yə istinad edin). Məlumat verilmiş ekoloji nəticələr növlərin mühafizəsi, yaşayış mühitinin keyfiyyəti, müxtəlifliyi (məsələn, növ zənginliyi) və ya təbii ekosistemlərin davamlılığı ilə bağlı nəticələr kimi müəyyən edilmiş və ya ölçülmüş, ya da dolayısı ilə məlumat verilmişdir (məsələn, yerli məlumatlara əsasən). Biz sosial nəticələri, müəlliflər tərəfindən müəyyən bir qrup insana aid olduğu bildirilən hər hansı nəticələr kimi müəyyən etdik. Sosial nəticə ölçüləri bəzən iqlimə təsir üçün nəticə ölçüsü ilə üst-üstə düşürdü, məsələn, əgər tədbir sahil fırtınalarından qorunan icmanın insanlarının sayıdırsa. Digər hallarda, sosial nəticələr, məsələn, bərabərlik və ya səlahiyyətlərin artırılması ilə bağlı tədqiqatlar kimi iqlim təsirləri ilə əlaqələndirilməmişdir. Biz həmçinin tədqiqatın pullaşdırılan icra və texniki xidmət xərclərini və ya müdaxilədən irəli gələn iqtisadi nəticələrin (bundan sonra iqtisadi xərclər/faydalar) hesabat verib-vermədiyini, bunların iqtisadi qiymətləndirmələr kontekstində (ekosistem xidmətinin pul qiymətləndirmələri daxil olmaqla) və icra və texniki xidmətin təmin edilib-edilmədiyini qeyd etdik. xərclər alternativ müdaxilələrin xərcləri ilə müqayisə edilmişdir. İqtisadi nəticələr haqqında hesabat verən tədqiqatlar üçün biz iqtisadi effektin ümumi istiqamətini kodlaşdırmamışıq, bunun əvəzinə tədqiqatın xərclərin müqayisəsi və iqtisadi qiymətləndirmələrin olub-olmamasına diqqət yetirmişik.

Biz təbiətə əsaslanan müdaxilələri altı kateqoriyaya qruplaşdırdıq: (a) mühafizə (b) bərpa (c) təbii və ya yarı təbii ekosistemlərin idarə edilməsinin digər formaları (bundan sonra idarəetmə) (d) kombinasiya (mühafizə, bərpa və/ və ya idarəetmə) (e) yaradılmış ekosistemlərin yaradılması və ya idarə olunması (bundan sonra “yaradılmış ekosistemlər” adlandırılacaq) və (f) yaradılmış ekosistemlərdə və təbii/yarı təbii ekosistemlərdə fəaliyyətlərin birləşməsi (bundan sonra “qarışıq yaradılmış/yaradılmamış”) Haşiyə 2-ə bax. təriflər üçün). Munroe və digərlərinin tipologiyalarına əsaslanaraq, müdaxilələrin baş verdiyi ekosistemləri 28 kateqoriyaya qruplaşdırdıq. (2012) və IUCN yaşayış mühiti sxemi (v3.1 IUCN, 2015), onları sübut bazamızda əhatə olunmuş ekosistemlərin diapazonuna uyğunlaşdırmaq üçün uyğunlaşdırmaq (xüsusilə, yaradılmış meşələr, yaradılmış çəmənliklər və yaradılmış "digər" üçün açıq-aşkar kateqoriyaların əlavə edilməsi). Müdaxilələrin baş verdiyi ölkələr Dünya Bankının regional təsnifat sxeminə (2020) uyğun olaraq geniş coğrafi regionlar və gəlir qrupları üzrə təsnif edilib. Tam təfərrüatlar üçün onlayn mövcud olan Dəstəkləyici Məlumata baxın (Əlavə B).

QUTU 2. Təbiətə əsaslanan müdaxilələr üçün kodlaşdırma tərifləri

Bərpa: Aşağıdakı kimi xarakterizə edilən yanaşmalar daxil olmaqla təbii və ya yarı təbii ekosistemlərin aktiv və ya passiv bərpası: ekoloji bərpa funksional bərpa yaşayış mühitinin bərpası struktur bərpası müdaxiləsi ekologiyanın meliorasiyası meşələrin bərpası reabilitasiyası rekonstruksiya yaşıllaşdırma. Restorasiyanı təqlid edən laboratoriya əsaslı təcrübələr (məsələn, çuxur təcrübələri) belə kodlaşdırılmışdır. Təbii və ya yarı təbii ekosistemi bərpa etmək və ya bərpa etmək üçün aydın niyyət olmadıqda, ekoloji, ekosistem və ya təbiətə əsaslanan mühəndislik yanaşmaları yaradılmış ekosistem müdaxilələri kimi kodlaşdırılırdı.

Qoruma: Təbii və ya yarımtəbii ekosistemlərin dəniz, şirin su və quru ərazisi üçün xüsusi mühafizəsi, o cümlədən mühafizə olunan ərazilər və onların idarə edilməsi, torpaq sahələrinin çıxarılması, xüsusi torpaq mühafizəsi tədbirləri, qoruqlar, qoruqlar və xüsusi ayrılmış “konservasiya ilə” yerli idarə olunan dəniz əraziləri zonalar.”

İdarəetmə: Bərpa və ya mühafizədən başqa təbii və ya yarı təbii ekosistemin idarə olunması müdaxilələri. Bura meşə idarəçiliyi (məsələn, təbiətə yaxın yanaşmalar) və ekosistemə əsaslanan yanğınla mübarizə strategiyaları daxildir. İqlim dəyişikliyinə uyğunlaşma üçün dəstək, tənzimləmə və ya təminat xidmətləri göstərmək üçün təbii və ya yarı təbii ekosistemi bərpa etmək və ya qorumaq məqsədi daşımayan kənd təsərrüfatı, balıqçılıq və heyvandarlıq, o cümlədən pastoralçılıq yanaşmalarını istisna etdik.

Kombinasiya: Torpağın mühafizə vasitəsilə bərpa oluna biləcəyi müdaxilələr də daxil olmaqla təbii və ya yarı təbii ekosistemlərdə iki və ya daha çox yanaşmanın kombinasiyası.

Yaradılmış ekosistemlər: Yaradılmış ekosistemlərin yaradılması, mühafizəsi və ya idarə edilməsi, o cümlədən təbii olaraq meydana gələn (məsələn, keçmiş otlaqların və ya tikilmiş bataqlıqların meşələşdirilməsi) və ya ekosistemin onun ekosisteminə bənzəməyəcək şəkildə dəyişdirildiyi yerdə yeni ekosistem növünün yaradılması. təbii ekoloji vəziyyət (məsələn, ekzotik növlərlə tənəzzülə uğramış torpaqların reabilitasiyası və ya əvvəllər müxtəlif meşələrin mövcud olduğu bir növdən ibarət ərazinin bərpası). Bu kateqoriyaya həmçinin müəyyən edilmiş yaşayış mühitinin yaradılmış, təbii və ya yarımtəbii olduğunu müəyyən etmək mümkün olmayan müdaxilələr və təbii yaşayış mühitinin bərpasını asanlaşdırmaq üçün aparılan meşəsalma işləri daxildir, bu şərtlə ki, iqlimə təsirin nəticələri ən azı qismən meşələşdirilmiş (yaradılmış) ərazilərdən nəticələnsin. yaşayış yeri.

Qarışıq yaradılmış/yaradılmamış: Həm təbii/yarı təbii, həm də yaradılmış ekosistemləri əhatə edən yanaşmalar.

2.4 Məlumatların təhlili və xəritələşdirilməsi

Sübut bazası təsviri statistika, metodologiya (Bölmə 3.1), coğrafi bölgə, müdaxilə növü, həyata keçirilməsinin məkan miqyası (sahəyə xas və ya landşaft miqyası), ekosistemin növü və iqlimə təsiri ilə bağlı tədqiqatların sayını xəritələşdirməklə xarakterizə edilmişdir. ünvanlanır (Bölmə 3.2). Daha sonra müdaxilə növü ilə iqlimə təsir (Bölmə 3.3), iqlim təsirlərinin azaldılmasında müdaxilənin effektivliyi (Bölmə 3.4), alternativ yanaşmalarla effektivliyin müqayisəsi, daha geniş nəticələrin hesabatının həcmi və bildirilmiş təsirlər arasında əlaqəyə diqqət yetirərək empirik qiymətləndirmələr haqqında məlumat verdik. bunlara təbiətə əsaslanan müdaxilə və verilən müdaxilənin bildirilmiş iqlimə təsir nəticələri arasında əlaqə. Tədqiqatın keyfiyyətinin tənqidi qiymətləndirilməsi aparılmamışdır, çünki bu, sistematik xəritənin əhatə dairəsi xaricindədir və ümumiyyətlə, təhlilin xüsusi məqsədlərinə istinad edərək keyfiyyətin qiymətləndirilə biləcəyi daha kiçik tədqiqat alt qruplarını sintez etmək üçün edilir (James et al., 2016). sual. Burada biz müdaxilə növünün ümumi effektivliyini çıxarmaq əvəzinə, sübut bazasını xarakterizə etmək və gələcək təhlillərə rəhbərlik etmək üçün müdaxilələrin bildirilmiş effektivliyini ümumiləşdiririk.

Biz sübut bazasını mütləq saylar və tədqiqatların və ya xəritənin kateqoriyaları (məsələn, regionlar, ekosistem növləri, iqlim təsirləri) üzrə halların faizləri baxımından təsvir edirik. Ssenari modelləşdirmə tədqiqatlarında bildirilən müdaxilələr yalnız tədqiqat səviyyəsində kodlaşdırılıb, empirik tədqiqatlar üçün isə müdaxilələr hallara bölünüb (müdaxilə növü, yeri və ekosistemin hər bir kombinasiyası ayrı bir hal kimi qeydə alınıb). Şəkil 1-4-1-4-də tədqiqatların və ya halların mütləq sayı göstərildiyi halda, biz mətndə yalnız faizləri bildiririk. Həm rəqəmlər, həm də faizlər Cədvəl S3-S8-də verilmişdir. Sübutların istilik xəritələri, digər vizuallaşdırmalar və müəyyən edilmiş tədqiqatların tam siyahısı onlayn mövcuddur (www.naturebasedsolutionsevidence.info).


4. Nəticələr və Müzakirə

[19] İqlim və atmosfer CO dəyişiklikləri2 1981-1998-ci illər ərzində yerüstü ekosistem axınında yüksək illik dəyişikliklərə səbəb oldu. AES və NEP-in dəyişmələri El Ninoda azalma və normal və ya La Nina mövsümlərində artımlarla ENSO dövrləri ilə açıq şəkildə əlaqələndirildi. Həm AES, həm də HR iqlim dəyişikliyinə həssas idi və qlobal NEP-də illik dəyişkənliyə bərabər töhfə verdi. Qlobal AES HR-dən çox artdığından, qlobal NEP 1980-ci illərdəki 0.23 Gt C yr −1-dən 1990-cı illərdə 1.10 Gt C yr −1-ə qədər 0.3% il −1 artdı. Qlobal NEP-də illərarası dəyişkənliyin çox hissəsini tropiklər təşkil edirdi və onun orta NEP 1981-1998-ci illərdə şimal bölgələrininkindən demək olar ki, iki dəfə idi, lakin bu iki region 1980-ci illərdən qlobal NEP artımına oxşar şəkildə töhfə verdi. 1990-cı illər. 1981–1998-ci illər üçün orta qlobal NEP 0,62 Gt C yr −1 təşkil etdi, nəticədə yerüstü ekosistemlərdə 11,2 Gt C karbon yığılması ilə nəticələndi. Bununla belə, karbon anbarında artım yalnız bitki örtüyündə baş verdi, torpaqda karbon ehtiyatı daha yüksək olduğu üçün azaldı. Zibil girişləri üzərində HR. Bizim təxmin edilən qlobal illik NEP 1980-ci ildən 1990-cı illərə qədər 0,87 Gt C artıb, eyni dövrdə yer-atmosferin xalis karbon axınındakı 0,2-dən 1,4 Gt C yr -1-ə qədər artımın 73%-ni təşkil edib. Battle et al., 2000 Bousquet və başqaları., 2000 ].

[20] 1980 və 1990-cı illərdə atmosferdə CO2 kimi müxtəlif proseslərin səbəb olduğu ümumi yer üzündəki karbon batması2 artımlar, iqlim dəyişikliyi, azot çöküntüsü və torpaqdan istifadənin dəyişməsi, təxminən 2-4 Gt C il −1 [ Prentice və başqaları., 2001 Schimel et al., 2001]. İqlim dəyişikliyinə və atmosfer CO2-yə cavab olaraq bu eyni dövr üçün 0,62 Gt C il −1 təxmin edilən qlobal NEP2 artaraq, bu ümumi yerüstü karbon sinkinə 15% ilə 30% arasında töhfə verdi. İlkin tədqiqatlar, məsələn, atmosfer CO2 artımlar, iqlim dəyişikliyi və azot çöküntüsü yer üzündəki karbon dibinin 60-70%-ni təşkil edəcək. Friedlingstein et al., 1995 Tompson və başqaları., 1996 Houghton və başqaları., 1999]. Bununla belə, son tədqiqatlar göstərir ki, torpaqdan istifadənin dəyişməsi nəticəsində meşələrin yenidən böyüməsi ilə müqayisədə artımın artmasının nisbi töhfəsi 2%-dən dəyişmişdir. Caspersen və başqaları., 2000 ] - 25% [ Schimel et al., 2000 ] Birləşmiş Ştatlarda ümumi karbon sinkinin. Torpaqdan istifadənin müxtəlif dəyişiklikləri və iqlim və atmosfer dəyişikliklərinə ekosistemin reaksiyaları səbəbindən böyümənin artırılmasının töhfəsi digər bölgələrdə fərqli ola bilər. Spiecker və başqaları., 1996 Gaston və başqaları., 1998 Valentini və başqaları., 2000 Cao və başqaları., 2001 Fang və başqaları., 2001], lakin kəmiyyət təhlili üçün az sayda məlumat mövcuddur. Azot çöküntüsünün təsiri nəzərə alınmadığına görə və güclü istiləşmə və tez-tez, sıx El Niños ilə səciyyələnən 1981-1998-ci illərdəki xüsusi iqlimə görə, böyümənin artmasının töhfəsini qiymətləndirməmiz aşağı ola bilər. Mann və başqaları., 1998 Folland və başqaları., 2001 ] bu, bitki istehsalına əlavə stress tətbiq etdi və torpaq karbonunun sərbəst buraxılmasını stimullaşdırdı.

[21] Bu tədqiqatın nəticələri yer üzünün ekosisteminin karbon axınlarının iqlim və atmosfer CO-nun dəyişmələrinə kompleks reaksiyalarını göstərir.2 artır. Dünya miqyasında baş verən iqlim hadisələrinə, məsələn, istiləşmə və ENSO dövrlərinə qlobal reaksiyalara əlavə olaraq, regional iqlim dəyişkənliyi və müxtəlif biomların fərqli reaksiyaları da mühüm rol oynamışdır. Ekosistem karbon axınlarında təxmin edilən yüksək məkan-zaman variasiyaları və torpaq və bitki örtüyünün karbon anbarının fərqli reaksiyaları həm elmi, həm də siyasi təsirlərə malikdir. Birincisi, ekosistemin karbon axınlarında yüksək müvəqqəti dəyişkənliyə görə, yer üzündəki karbon udma səviyyəsinin qiymətləndirilməsi və karbonun idarə edilməsi strategiyalarının və karbon sekvestrasiyasını artırmaq üçün fəaliyyətlərin effektivliyinin qiymətləndirilməsi qısamüddətli deyil, uzunmüddətli karbon balansına əsaslanmalıdır. xüsusi iqlim şəraitinin nəticəsi ilə qərəzli ola bilən müddət dəyişiklikləri. İkincisi, torpağın tənəffüsü qlobal yer ekosisteminin karbon balansında AES kimi mühüm rol oynayır. Bundan əlavə, tədqiqat dövründə bitki örtüyünün karbon anbarı və zibil daxilolmalarının artmasına baxmayaraq, torpaqda təxmin edilən karbon ehtiyatımız azalmışdır. Buna görə də, həm tədqiqatda, həm də siyasətin hazırlanmasında torpağın tənəffüsünə və karbonun saxlanmasına daha çox diqqət yetirilməlidir. Üçüncüsü, yer üzündəki karbon dibinin miqdarını daha dəqiq müəyyən etmək üçün həm iqlim dəyişkənliyində, həm də ekosistem reaksiyalarında yüksək məkan heterojenliyini nəzərə almalıyıq. Bu, iqlim və bitki örtüyü haqqında məlumatların kilometr və gün miqyasında peyk müşahidələri ilə təmin edildiyi kimi daha incə qətnamələrdə istifadə edilməsini tələb edir. Peyk məlumatları bitki artımında və ya AES-də illik dəyişiklikləri qiymətləndirmək üçün tətbiq edilmişdir. Potter və başqaları., 1999 Goetz və başqaları., 2000 Myneni və başqaları., 2001 Tucker və başqaları., 2001 Cao və başqaları., 2002 ], lakin yerüstü karbon sinkinin kəmiyyətinin müəyyən edilməsində hələ tam istifadə edilməmişdir.


Kontrastlı trofik səviyyələrdə kompozisiya və müxtəliflik

Ada ərazisinin qradiyenti boyunca ekosistem səviyyəli xassələrin dəyişməsi ilə eyni vaxtda istehlakçı orqanizmlər də daxil olmaqla icma səviyyəsində dəyişikliklər baş verir. Retroqressiv xronosekanslar böyük ekoloji qradiyentlərdə bitki mənşəli resursun kəmiyyət və keyfiyyətinin həm yeraltı, həm də yerüstü trofik səviyyələrə təsirini qiymətləndirmək üçün potensial olaraq güclü alətlərdir (Peltzer və b. 2010), baxmayaraq ki, onlar nadir hallarda bu məqsəd üçün istifadə olunur (Gruner 2007 Doblas-Miranda və b. 2008). Ada sistemində aparılan tədqiqatlar torpaq mikrobları, yerüstü və yeraltı onurğasızlar və həşərat yeyən quşlar da daxil olmaqla ən azı üç trofik səviyyəni əhatə edən bir neçə istehlakçı qrupunun biokütləsində və ya sıxlığında dəyişiklikləri tədqiq etmişdir (Şəkil 5). Bunlardan yalnız parçalayıcı qida şəbəkəsindəki ilkin və ikincil istehlakçılar (məsələn, mikroblar və mikrobları qidalandıran nematodlar) retroqressiya zamanı resursun keyfiyyətinin və miqdarının azalmasına cavab olaraq azalır. Mikroblar üçün, azalan ada ölçüsü olan bakteriyalara nisbətən göbələklərin bolluğunda da artım var (Şəkil 5), bu, həm keyfiyyətsiz zibil girişlərinin, həm də daha mühafizəkar qidalanma dövrünün göstəricisidir (Bardgett & Wardle 2010). Üst yırtıcı nematodlar, gənələr və yay quyruğu kimi digər torpaq faunası qrupları adanın ölçüsünə və buna görə də retroqressiya zamanı bitki örtüyünün dəyişməsinə cavab vermir (Jonsson, Yeates & Wardle 2009).

Ada ölçüsü sinifləri üzrə çoxsaylı trofik səviyyəli istehsalçılar və istehlakçı qrupları üçün biokütlə və ya sıxlıq məlumatları. SIR = substratın yaratdığı tənəffüs bakteriya-göbələk nisbətləri mikrob fosfolipid yağ turşuları üçündür. Yırtıcı böcəklərin və yerdə yaşayan hörümçəklərin sıxlıqları 2 həftəlik tələ zamanı tutduqları ümumi tutmalardır. Tor hörümçəklərinin sıxlıqları torla 20 süpürgədən istifadə edilən ümumi tutmalardır. Bitki mənşəli buğdaların məlumatları növlər üçündür Deporaus betulae. Panellər (a və b) üçün məlumatlar Wardle-dandır və b. (2003a) panellər üçün (f, g və i–k) Jonsson, Yeates & Wardle (2009) tərəfindəndir (yalnız 2007-ci ildən məlumat), panel üçün (h) Crutsinger-dən və b. (2008) və paneldən (l) Jonsson, Englund & Wardle (2011) . Panellərdə (c–e) əvvəllər dərc edilməmiş məlumatlar üçün üsullar Əlavə S1-də, digər panellər üçün isə mənbə nəşrlərində verilmişdir. F dəyərlər 2,27 dərəcə sərbəstliyə malik birtərəfli anovadan əldə edilir (nematod və quş məlumatları üçün log transformasiyasından sonra). NS, *, ** və *** ada ölçüsünün təsirinin əhəmiyyətsiz və ya əhəmiyyətli olduğunu göstərir P = 0,05, 0,01 və 0,001. Hər bir paneldə eyni hərflə örtülmüş çubuqlar Tukey-in testinə görə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmir P = 0.05.

Bunun əksinə olaraq, AES və resurs keyfiyyətinin azalmasına baxmayaraq, adanın ölçüsü azaldıqca bir neçə yerüstü onurğasız qrupların və həşərat yeyən quşların sıxlığı artmışdır (Şəkil 5). Sistemdə ən çox rast gəlinən yarpaqlı otyeyən heyvan üçün buğaq Deporaus betulae üzrə ixtisaslaşmışdır B. pubescens yarpaqlar, kiçik adalarda daha çox sıxlıq yüksək səviyyədə ikincil metabolitlər olan yarpaqlara üstünlük verilməsi ilə əlaqələndirilir (Şəkil 1) ( Crutsinger və b. 2008). Retroqressiya zamanı yırtıcı böcəklər, hörümçəklər və quşlar kimi həşərat yeyənlərin sayının artması, görünür, daha böyük perimetri olan kiçik adalardakı ətraf sulardan xironomidlər kimi onurğasız yırtıcıların quruya (vahid sahəyə) daha çox daxil olması ilə əlaqədardır. -sahə nisbəti. Bu şərhə uyğun olaraq, yer səthində xironomidlərin sıxlığı kiçik adalarda böyük adalara nisbətən daha böyükdür (Jonsson & Wardle 2009) və kiçik adalardakı hörümçəklərin sabit izotop (δ 13 C) qiymətləri xironomidlərinkinə nisbətən daha yaxındır. böyük adalarda (Hyodo & Wardle 2009). Struktur tənlik modelləşdirməsi həm də adalar arasında həşərat yeyən quşların sıxlığının ən yaxşı göstəricisi kimi onurğasızların ovunun (xüsusilə hörümçəklər, böcəklər və xironomidlər) mövcudluğuna işarə edir (Jonsson, Englund & Wardle 2011). Beləliklə, daha böyük adalar daha çox bitki məhsuldarlığı və zibil daxilolmalarının keyfiyyəti səbəbindən torpaqda yaşayan bəzi parçalayıcı orqanizmlərin daha çox sıxlığını artırır, kiçik adalar isə məhsuldarlığın daha çox töhfəsi nəticəsində bir neçə yerüstü istehlakçı qrupunun daha yüksək sıxlığını təşviq edir. ətraf su.

İcma tərkibi, həmçinin bitkilər, torpaq biotası və yerüstü istehlakçılar da daxil olmaqla bir neçə orqanizm qrupu üçün ada qradiyenti üzrə ölçülmüşdür (Cədvəl 2 və 3). Bitkilər üçün həm damar bitki növlərinin zənginliyinin, həm də Şennon-Vayner müxtəliflik indeksinin (bundan sonra müxtəliflik indeksi) retroqresiyası zamanı əhəmiyyətli artım var ( Wardle və b. 2008a ), lakin mamırlar üçün bu tədbirlərdə müvafiq dəyişiklik yoxdur (Cədvəl 2). Ada sistemi torpağın münbitliyi və məhsuldarlığının azalması ilə damar bitki zənginliyi və müxtəlifliyinin niyə artdığını araşdırmağa imkan verir. Təklif edilmişdir ki, torpağın münbitliyi azaldıqca, müxtəliflik məhdud resursların daha çox məkan heterojenliyi ilə təşviq olunur (Tilman 1982 Tilman & Pacala 1993). Bununla belə, beş xassədən (NH4 + , amino acid N, , litter decomposition and microbial biomass) across a spatial grid of 49 points on each island, was greater on larger islands with the lowest diversity ( Gundale və b. 2011). This means that changes in vascular plant diversity across the gradient cannot be explained by changes in resource heterogeneity. An alternative explanation is that species with the highest growth rates that dominate on the most productive islands (P. sylvestrisV. myrtillus) exclude weaker competitors when resource availability is high ( Grime 1979 Grace 1999 ), leading to lower diversity on large islands. Consistent with this, experimental studies have shown that on large islands, understorey shrubs are more competitive against each other ( Wardle & Zackrisson 2005 ) and against colonization by other species ( Wardle, Lagerström & Nilsson 2008b ). This suggests that declining productivity and competition intensity as island size decreases allows a greater number of vascular plant species to coexist. Conversely, neither bryophyte productivity nor biomass shows a simple decline with decreasing island size, reducing the potential for competitive exclusion to vary across the gradient and resulting in no net shift in bryophyte diversity.

Organism group Richness of taxa Shannon–Weiner diversity index
Large islands (<1.0 ha) Medium islands (0.1–1.0 ha) Small islands (>1.0 ha) F (P) Large islands (<1.0 ha) Medium islands (0.1–1.0 ha) Small islands (>1.0 ha) F (P)
Vascular plant species 6.6 (0.5) c 8.6 (0.4) b 10.6 (0.6) a 16.6 (<0.001) 0.62 (0.11) b 0.86 (0.06) ab 0.97 (0.06) a 5.0 (0.014)
Bryophyte species 3.6 (0.4) 3.8 (0.5) 4.8 (0.4) 0.9 (0.407) 0.82 (0.07) 0.79 (0.09) 0.91 (0.04) 0.6 (0.540)
Microbial PLFAs* ND ND ND 1.94 (0.01) 1.96 (0.01) 1.94 (0.01) 3.3 (0.052)
Microbial SUPs† ND ND ND 3.01 (0.02) 3.01 (0.01) 3.07 (0.04) 1.3 (0.301)
Soil nematode genera 12.5 (0.82) 12.2 (0.87) 12.8 (0.77) 0.1 (0.876) 1.56 (0.10) 1.51 (0.09) 1.62 (0.10) 0.1 (0.076)
Ground-dwelling beetle species 4.3 (0.7) b 7.7 (0.9) a 8.5 (0.5) a 9.1 (<0.001) 0.90 (0.14) b 1.33 (0.14) a 1.30 (0.09) ab 3.4 (0.047)
Ground-dwelling spider species 6.6 (1.2) b 8.2 (1.1) ab 10.8 (0.8) a 3.9 (0.032) 1.54 (0.19) 1.78 (0.17) 1.57 (0.16) 0.5 (0.583)
Insectivorous bird species 8.4 (0.4) a 4.5 (0.6) b 1.7 (0.3) c 51.8 (<0.001) 1.96 (0.04) c 1.30 (0.17) b 0.39 (0.10) a 44.0 (<0.001)
  • Vascular plant data from Wardle və b. (1997, 2008a ), bryophyte data from Gundale və b. (2011) , SUP data from Schipper və b. (2001) , soil nematode, beetle and spider data from Jonsson, Yeates & Wardle (2009) and bird data from Jonsson, Englund & Wardle (2011) . Previously unpublished data for PLFA are as described in Appendix S1 in Supporting Information. All richness measures are for fixed plot sizes (plants, beetles and spiders) or fixed soil weights (nematodes) irrespective of island size, except for birds for which whole island measures are used. Within each row, numbers for each measure followed by the same letter are not statistically significant at P = 0.05 (Tukey’s test following one-way anova with 2,27 d.f. N = 10 for each size class). P-values in boldface are significant at P = 0.05.
  • *Phospholipid fatty acids.
  • †Substrate utilization profile ND = not determined.
Organism group PC1 PC2
F (P) Percent of variation explained F (P) Percent of variation explained
Vascular plant species 36.3 (<0.001) 47.8 3.9 (0.032) 20.4
Bryophyte species 0.3 (0.717) 24.9 1.1 (0.336) 17.9
Microbial PLFAs* 5.4 (0.010) 38.4 1.4 (0.256) 21.6
Microbial SUPs† 0.2 (0.789) 28.9 1.4 (0.285) 14.3
Soil nematode genera 0.5 (0.614) 20.6 2.3 (0.121) 13.2
Ground-dwelling beetle species 1.6 (0.214) 12.6 1.8 (0.182) 9.6
Ground-dwelling spider species 2.8 (0.077) 14.1 2.5 (0.100) 11.5
Insectivorous bird species 30.3 (<0.001) 18.6 3.8 (0.034) 12.6
  • Data shown are F values with P values in parentheses (following rank transformation of ordination score values) and the percentage of total variation in the data set explained by the ordination axes. P-values in boldface are significant at P = 0.05. All data are from the same sources as for Table 2.
  • *Phospholipid fatty acids.
  • †Substrate utilization profile.

We considered community properties of two key groups of below-ground consumers that are each key components of the decomposer subsystem – microbes and nematodes (Tables 2 and 3). Microbial community measures were determined from data for both microbial phospholipid fatty acids (PLFAs different acids correspond to different subsets of the microbial community) and substrate utilization profiles [SUPs functional community structure is assessed by the relative response of the soil community to different added substrates ( Schipper və b. 2001 )]. Soil nematode community analyses were performed using identifications at genus or family level ( Jonsson, Yeates & Wardle 2009 ). We found that community composition of only PLFAs was related to island size (mainly due to a greater fungal-to-bacterial ratio on small islands) and that richness and diversity index values were not responsive to island size for any group (Tables 2 and 3). Further, across the islands, only the diversity index values of PLFAs were related to vascular plant diversity, and only nematode community composition was related to vascular plant composition (Table 4). This does not provide strong support for suggestions that plant communities drive decomposer communities ( Hooper və b. 2000 ) as a consequence of specificity between decomposer biota and plant species ( Bezemer və b. 2010 Eisenhauer və b. 2010 ). It is also inconsistent with the results of some controlled experiments in which species richness has been experimentally varied (e.g. De Deyn və b. 2004 Scherber və b. 2010 but see Carney, Matson & Bohannan 2004 ). In contrast to many studies exploring diversity linkages between plants and soil biota, the island system involves a naturally assembled gradient of plant diversity, composition and resource availability and one which is dominated by longer-lived woody rather than herbaceous plant species. We show that in this natural setting, the link between the plant community and soil community is weak and that decomposer community properties can remain reasonably invariant across large gradients of soil resource availability, vegetation composition and plant diversity.

Consumer group Plant versus consumer taxonomic richness Plant versus consumer diversity index Plant versus consumer community composition
Microbial PLFAs† ND 0.513** 0.216
Microbial SUPs‡ ND 0.020 0.138
Soil nematode genera 0.176 −0.104 0.074
Ground-dwelling beetle species 0.380* 0.100 0.141
Ground-dwelling spider species 0.362* 0.043 0.192
Insectivorous bird species −0.020 −0.098 0.594**
  • For bird data, because diversity was measured on a whole island scale (rather than on a fixed area or soil mass independent of island size), r-values for richness and diversity indices are partial correlation coefficients correcting for the effect of island size. * and ** indicate that r is significant at P = 0.05 and 0.01, respectively. All data are from the same sources as for Table 2.
  • †Phospholipid fatty acids.
  • ‡Substrate utilization profile ND = not determined.

We have also determined community-level measures for each of three above-ground consumer groups – spiders, beetles and insectivorous birds (Tables 2 and 3). Species richness of both spiders and beetles was greatest on small islands and was related to plant species richness across islands (Table 4). This suggests that richness was driven by the heterogeneity of habitats provided by the plant community (which is greater on small islands) than by island size per se ( Jonsson, Yeates & Wardle 2009 ). This is consistent with experimental studies pointing to plant species richness as a driver of invertebrate species richness ( Siemann və b. 1998 Scherber və b. 2010 ). In contrast, neither diversity nor composition of either invertebrate group was related to the corresponding measure for the plant community (Table 4). For birds, our measures of diversity are not directly comparable to those of the other groups because they were performed at the whole island scale rather than on plots or samples that were independent of island size. However, structural equation modelling enabled the assessment of the role of factors other than island size per se on bird species richness and showed that richness was also driven by NPP and the availability of invertebrate prey ( Jonsson, Englund & Wardle 2011 ), as predicted by species energy theory ( Hurlbert 2004 ). In contrast, bird species richness and diversity indices had no relationship with plant richness or diversity indices when the effects of island size per se were corrected for (Table 4). However, bird species composition was significantly correlated with plant community composition (Table 4), suggesting that island size effects on the plant community in turn drive the bird community, presumably through different plant species offering distinct niches ( Urban & Smith 1989 ). In total, our data suggest that plant species diversity and composition can sometimes exert positive effects on comparable measures of consumer groups, but that these effects are not recurrent or consistent among different groups (Table 4).


Təşəkkürlər

Financial support was provided by the National Key Research and Development Program of China (2016YFC0500600 and 2017YFE0104500), the National Natural Science Foundation of China (41771205), the Earmarked Fund for China Agriculture Research System (CARS–34), and the Dynamics of Coupled Natural and Human Systems (CNH) Program of the NSF (#1313761). We greatly appreciate Connor Crank at the LEES Lab of MSU provided constructive and careful editing of the manuscript during revision.


Təşəkkürlər

The authors thank Yiqi Luo and Xiaochun Zhang for their comments on early version of this manuscript. We appreciated Aaron Ruesch and Holly K. Gibbs for sharing their global living biomass data for this study. Three anonymous reviewers had constructive comments that have significantly improved this manuscript. This study was supported through the Biogeochemistry Feedbacks Scientific Focus Area (BGC Feedbacks SFA), which is sponsored by the Regional and Global Climate Modeling (RGCM) Program in the Climate and Environmental Sciences Division (CESD) of the Biological and Environmental Research (BER) Program in the U.S. Department of Energy Office of Science. Support for X.S. and X.X. was proved by San Diego State University and the University of Texas at El Paso. Financial assistance was partially provided by the SPRUCE and NGEE Arctic projects, which are supported by the Office of Biological and Environmental Research in the U.S. Department of Energy Office of Science. Contributions by F.H., C.M.I., and J.K. were supported by the U.S. Department of Energy, Office of Science, Office of Biological and Environmental Research. Oak Ridge National Laboratory is managed by UT-Battelle, LLC, for the US Department of Energy under contract DE-AC05-00OR22725. Early work of this study was carried out at an internal cluster at the Climate Change Science Institute at Oak Ridge National Laboratory. This work partially used the Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE), which is supported by National Science Foundation grant ACI-1053575. Authors state that there is no conflict of interest.

Fayl adı Təsvir
jgrg20819-sup-0001-2017JG003914-SI.docxWord 2007 document , 68.1 KB Supporting Information S1
jgrg20819-sup-0002-2017JG003914-ds01.xlsxExcel 2007 spreadsheet , 166.3 KB Data Set S1

Diqqət edin: Nəşriyyatçı müəlliflər tərəfindən verilən hər hansı dəstəkləyici məlumatın məzmununa və ya funksionallığına görə məsuliyyət daşımır. İstənilən sorğu (çatışmayan məzmundan başqa) məqalə üçün müvafiq müəllifə ünvanlanmalıdır.


4.4 Limitations and future research

Although we have used a diverse and representative dataset across the globe for the analysis, there are still some limitations in the datasets and assessment. First, our study did not bring detailed land use history and intensity (such as the time length of cropping and the intensity of grazing) into the analysis, which may significantly affect SOC stabilization processes and thus SOC stocks in managed landscapes (Sanderman et al., 2017). As anthropogenic land use may change from year to year, it is challenging to accurately explain SOC stock changes in those systems that experience intensive human disturbances across large extents. Second, all soil properties including SOC were treated as constant. In reality, however, some soil properties, particularly chemical variables such as pH, may actively respond to external disturbance including human activities. Treating these variables as constant may result in under- or overestimations of the variable importance if a variable shows marked temporal variability. Third, in managed systems, the apparent carbon input represented by NPP may not accurately reflect the real carbon input into soil (Luo et al., 2018 Pausch and Kuzyakov, 2018) as discussed above, leading to biased estimation of the importance of C inputs. In cropping areas, for example, yield harvesting and crop residue removal certainly reduce the fraction of NPP ending up in the soil. Fourth, we would like to point out that, albeit edaphic factors appear to be the dominant individual controls on SOC stock, climate might have an impact on those edaphic factors and hence SOC stocks in the long term (Jenny, 1941). Indeed, Luo et al. (2017) have provided evidence that climate not only directly but also indirectly (via its effect on edaphic factors) exerts significant effect on SOC dynamics. All these limitations should be overcome to provide more robust predictions on the role of different factors in SOC stabilization and stock, which will be particularly important for understanding long-term SOC dynamics in managed systems. Fourth, we would like to note that this study focused on the controls over the global spatial pattern of SOC stocks and did not explicitly assess the potential variability of controls at small scales. Under different land use types, for example, factors controlling SOC stock would change. A recent study focused on SOC component fractions has found that continental drivers of SOC stocks were modulated by regional environmental factors (Viscarra Rossel et al., 2019). In order to better understand regional-scale factors controlling SOC dynamics, we should further explore the controls over different spatial scales. Considering that we only included limited soil properties in our assessment and different soil properties may play different roles at different scales, scale-dependent understanding of controls over SOC stocks is important to make site-specific management practices for sustainable soil use and carbon management. Finally, soil samples are still limited in some areas (e.g. tundra and flooded grasslands and savannas) (Batjes, 2016). We do not know much about whether some of the relationships we find between SOC stocks and predictor variables are universal or maybe fundamentally different in less studied soils. The uneven distribution of soil samples may also help to explain the model bias in explaining low and high SOC stocks (Fig. 3). Our results indicate that there are large uncertainties in the relative importance of climate and soil depending on the data used to fit the model (Fig. 5).

Quantitatively, we have demonstrated the primary role of soil properties together with climate in regulating SOC stock in the whole-soil profile across the globe. This result has important implications for understanding mechanisms of SOC stabilization and destabilization. Previous modelling and experimental efforts have mostly focused on climatic and biotic aspects, and many of the studies are over smaller scales. We argue that soil physicochemical characteristics define the boundary conditions for the climatic and biotic factors. That is, climatic and biotic factors (e.g. carbon inputs) can regulate the rate of SOC of shifting from one capacity to another, but a soil's physicochemical properties (e.g. soil structure) may inherently determine the SOC stock capacity of soil. It is thus critical to understand how soil processes mediated by different soil properties in different soil layers respond to those climatic and biotic factors and land management practices and feed this information into the prediction of SOC stock capacity in the whole-soil profile. However, individual soil variables work together involving complex interactions and non-linear relationships with each other as well as with climate to regulate SOC stock (Figs. 2 and 4). We need more and better quality data (e.g. following the same soil sampling and measuring procedure and using a novel approach for monitoring of soil properties) and innovative methods (Viscarra Rossel et al., 2017) for representing soil heterogeneity to facilitate robust prediction of SOC dynamics over large extents. Results of this study further demonstrate that globally the influence of individual climatic variables on SOC stock is weaker than the influence of individual soil properties regardless of soil depth. Current Earth system models are mostly driven by climate, with few cases having approximated the regulation of soil properties on carbon stabilization and destabilization (Tang and Riley, 2014 Riley et al., 2014). Undoubtedly, climate has direct effect on plant growth and thus potential carbon inputs to the soil, but our results demonstrate that soil properties are also primary controls of global SOC stocks. Our research highlights the urgent need to consider soil properties and their interactions with climate to provide more reliable predictions of SOC stock and changes under climatic and land use changes.

Code used to generate the results in this study can be reasonably requested from the corresponding author.


Videoya baxın: Carbon Storage in the Landscape (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Arashigami

    Maraqlıdır....

  2. Feliciano

    Gözəl yazı, mənalı...

  3. Seabert

    From shoulders down with! Yaxşı yol! Daha yaxşı!

  4. Sanbourne

    Uyğunsuz mövzu, mənim üçün xoşdur))))

  5. Grobar

    like would read carefully, but did not understand

  6. Jovon

    Əlbəttə. Bu idi və mənimlə.



Mesaj yazmaq