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Microbial phosphorus immobilization slows down soil phosphorus cycling in tropical secondary succession
Johann Püspök
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ecology and Ecosystems
Betreuer*in
Wolfgang Wanek
DOI
10.25365/thesis.59165
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10302.32637.272666-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Tropische Sekundärwälder fungieren als Kohlenstoffsenken und sind wichtig für den Erhalt der Biodiversität, ihr Nachwuchspotenzial kann jedoch durch die Verfügbarkeit von Boden-Phosphor eingeschränkt werden. Um die Wechselwirkung von Bodenmikroben und Fe- und Al-Oxiden mit Phosphorverfügbarkeit im Zuge der tropischen Sekundärsukzession zu untersuchen, führten wir eine Chronosequenzstudie in Panama durch, die 63 Standorte umfasst, darunter Weiden, Sekundärwälder und Primärwälder. Wir haben Veränderungen in verschiedenen bodenphysikochemischen Eigenschaften und in der mikrobiellen Stöchiometrie gemessen und mit Veränderungen in Phosphorpools, hydrolytischen Bodenenzymen und Phosphorsorption und -mobilisierung gesetzt. Das Nachwachsen der Wälder führte zu einer Versauerung des Bodens und zu einem Anstieg des Gehalts an organischem Kohlenstoff im Boden und des Bodenwassergehalts. Verschiedene Phosphorpools und der Gehalt an amorphem Fe-Oxid waren miteinander korreliert und nahmen gemeinsam mit der Phosphormobilisierung ab, begleitet von einer Umverteilung von Phosphor in mikrobielle Biomasse, so dass der Beitrag von mikrobiellem Biomassephosphor zum Gesamtphosphor von 6 auf 12% anstieg. Mikrobieller Biomasse-Phosphor nahm unabhängig von mikrobiellem Biomass-Kohlenstoff und -Stickstoff zu, was zu einer Abnahme der mikrobiellen C:P- und mikrobiellen N:P-Verhältnisse führte. Die Aktivitäten von Phosphataseenzymen im Boden nahmen zu und hingen zusammen mit einer Abnahme der Phosphorpools und einer Zunahme der gesamten und gelösten Boden-C:P-Verhältnisse, während sich Enzyme, die am Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf beteiligt sind, nicht änderten bzw. sogar geringfügig verringerten. Die Wiederherstellung von Streufall in Sekundärwäldern könnte Pulsereignisse von kurzfristiger Verfügbarkeit von Phosphor und Kohlenstoff erhöhen, unter denen Mikroben überschüssigen Phosphor immobilisieren und dadurch die Wachstumslimitierung durch Phosphor verschärfen, um besser darauf reagieren zu können, wenn gelöster C wieder verfügbar wird.
Abstract
(Englisch)
Tropical secondary forests act as future carbon sinks and are important for biodiversity conservation, but their regrowth potential can be constrained by the availability of soil phosphorus. In order to study how soil microbes and Fe- and Al-oxides interact with phosphorus availability during tropical secondary succession, we conducted a chronosequence study in Panama consisting of 63 sites, including pastures, secondary forests and old-growth forests. We measured changes in various soil physicochemical properties and microbial stoichiometry and set them in relation to changes in phosphorus pools, hydrolytic soil enzymes and phosphorus sorption and mobilization. Forest regrowth led to soil acidification and increases in soil organic carbon and soil water content. Various phosphorus pools and amorphous Fe-oxide content were correlated to each other and decreased together with phosphorus mobilization, accompanied by a redistribution of phosphorus into soil microbial biomass, so that the contribution of microbial biomass phosphorus to total phosphorus increased from 6 to 12%. Microbial biomass phosphorus increased independently of microbial biomass carbon and nitrogen, leading to decreases in microbial C:P and microbial N:P ratios. Activities of soil phosphatase enzymes increased and were related to decreases in phosphorus pools and increases in soil total and dissolved C:P ratios, while enzymes involved in nitrogen and carbon cycling didn’t change or even decreased slightly, respectively. Litterfall establishment in secondary forests could increase pulse events of short-term phosphorus and carbon availability under which microbes immobilize excess phosphorus, thereby aggravating phosphorus limitation, in order to be primed for next labile carbon inputs.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Tropical forest secondary succession phosphorus cycling soil microbes phosphorus immobilization Fe-oxides
Schlagwörter
(Deutsch)
Tropenwald Sekundärsukzession Phosphorzyklus Bodenmikroben Phosphor-Immobilisierung Fe-Oxide
Autor*innen
Johann Püspök
Haupttitel (Englisch)
Microbial phosphorus immobilization slows down soil phosphorus cycling in tropical secondary succession
Paralleltitel (Deutsch)
Mikrobielle Phosphor-Immobilisierung verlangsamt den Boden-Phosphor-Zyklus im Zuge der tropischen Sekundärsukzession
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
79 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Wolfgang Wanek
Klassifikation
42 Biologie > 42.91 Terrestrische Ökologie
AC Nummer
AC15491754
Utheses ID
52241
Studienkennzahl
UA | 066 | 833 | |