Global Patterns and Controls of Nutrient Immobilization on Decomposing Cellulose in Riverine Ecosystems - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Global Biogeochemical Cycles Année : 2022

Global Patterns and Controls of Nutrient Immobilization on Decomposing Cellulose in Riverine Ecosystems

David Costello (1, 2) , Scott Tiegs , Luz Boyero , Cristina Canhoto , Krista Capps , Michael Danger , Paul Frost , Mark Gessner , Natalie Griffiths , Halvor Halvorson , Kevin Kuehn , Amy Marcarelli , Todd Royer , Devan Mathie , Ricardo Albariño , Clay Arango , Jukka Aroviita , Colden Baxter , Brent Bellinger , Andreas Bruder , Francis Burdon , Marcos Callisto , Antonio Camacho , Fanny Colas (3) , Julien Cornut , Verónica Crespo‐pérez , Wyatt Cross , Alison Derry , Michael Douglas , Arturo Elosegi , Elvira Eyto , Verónica Ferreira , Carmen Ferriol , Tadeusz Fleituch , Jennifer Follstad Shah , André Frainer , Erica Garcia , Liliana García , Pavel García , Darren Giling , R. Karina Gonzales‐pomar , Manuel Graça , Hans‐peter Grossart , François Guérold , Luiz Hepp , Scott Higgins , Takuo Hishi , Carlos Iñiguez‐armijos , Tomoya Iwata , Andrea Kirkwood , Aaron Koning , Sarian Kosten , Hjalmar Laudon , Peter Leavitt , Aurea Lemes da Silva , Shawn Leroux , Carri Leroy , Peter Lisi , Frank Masese , Peter Mcintyre , Brendan Mckie , Adriana Medeiros , Marko Miliša , Yo Miyake , Robert Mooney , Timo Muotka , Jorge Nimptsch , Riku Paavola , Isabel Pardo , Ivan Parnikoza , Christopher Patrick , Edwin Peeters , Jesus Pozo , Brian Reid , John Richardson , José Rincón , Geta Risnoveanu , Christopher Robinson , Anna Santamans , Gelas Simiyu , Agnija Skuja , Jerzy Smykla , Ryan Sponseller , Franco Teixeira‐de Mello , Sirje Vilbaste , Verónica Villanueva , Jackson Webster , Stefan Woelfl , Marguerite Xenopoulos , Adam Yates , Catherine Yule , Yixin Zhang , Jacob Zwart
Scott Tiegs
Luz Boyero
  • Fonction : Auteur
Cristina Canhoto
Krista Capps
  • Fonction : Auteur
Michael Danger
Paul Frost
Mark Gessner
Natalie Griffiths
Halvor Halvorson
  • Fonction : Auteur
Kevin Kuehn
  • Fonction : Auteur
Amy Marcarelli
Todd Royer
  • Fonction : Auteur
Devan Mathie
  • Fonction : Auteur
Ricardo Albariño
  • Fonction : Auteur
Clay Arango
  • Fonction : Auteur
Jukka Aroviita
  • Fonction : Auteur
Colden Baxter
Brent Bellinger
  • Fonction : Auteur
Andreas Bruder
  • Fonction : Auteur
Francis Burdon
Marcos Callisto
Antonio Camacho
Julien Cornut
Verónica Crespo‐pérez
  • Fonction : Auteur
Wyatt Cross
  • Fonction : Auteur
Alison Derry
Michael Douglas
  • Fonction : Auteur
Arturo Elosegi
  • Fonction : Auteur
Elvira Eyto
  • Fonction : Auteur
Verónica Ferreira
Carmen Ferriol
  • Fonction : Auteur
Tadeusz Fleituch
Jennifer Follstad Shah
André Frainer
  • Fonction : Auteur
Erica Garcia
  • Fonction : Auteur
Liliana García
  • Fonction : Auteur
Pavel García
  • Fonction : Auteur
Darren Giling
R. Karina Gonzales‐pomar
  • Fonction : Auteur
Manuel Graça
  • Fonction : Auteur
Hans‐peter Grossart
  • Fonction : Auteur
François Guérold
  • Fonction : Auteur
Luiz Hepp
  • Fonction : Auteur
Scott Higgins
Takuo Hishi
Carlos Iñiguez‐armijos
Tomoya Iwata
Andrea Kirkwood
Aaron Koning
Sarian Kosten
  • Fonction : Auteur
Hjalmar Laudon
Peter Leavitt
Aurea Lemes da Silva
  • Fonction : Auteur
Shawn Leroux
  • Fonction : Auteur
Carri Leroy
  • Fonction : Auteur
Peter Lisi
  • Fonction : Auteur
Frank Masese
Peter Mcintyre
Brendan Mckie
  • Fonction : Auteur
Adriana Medeiros
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Marko Miliša
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Yo Miyake
Robert Mooney
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Timo Muotka
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Jorge Nimptsch
Riku Paavola
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Isabel Pardo
Ivan Parnikoza
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Christopher Patrick
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Edwin Peeters
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Jesus Pozo
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Brian Reid
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John Richardson
José Rincón
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Geta Risnoveanu
Christopher Robinson
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Anna Santamans
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Gelas Simiyu
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Agnija Skuja
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Jerzy Smykla
Ryan Sponseller
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Franco Teixeira‐de Mello
  • Fonction : Auteur
Sirje Vilbaste
  • Fonction : Auteur
Verónica Villanueva
  • Fonction : Auteur
Jackson Webster
  • Fonction : Auteur
Stefan Woelfl
  • Fonction : Auteur
Marguerite Xenopoulos
Adam Yates
  • Fonction : Auteur
Catherine Yule
Yixin Zhang
Jacob Zwart

Résumé

Microbes play a critical role in plant litter decomposition and influence the fate of carbon in rivers and riparian zones. When decomposing low‐nutrient plant litter, microbes acquire nitrogen (N) and phosphorus (P) from the environment (i.e., nutrient immobilization), and this process is potentially sensitive to nutrient loading and changing climate. Nonetheless, environmental controls on immobilization are poorly understood because rates are also influenced by plant litter chemistry, which is coupled to the same environmental factors. Here we used a standardized, low‐nutrient organic matter substrate (cotton strips) to quantify nutrient immobilization at 100 paired stream and riparian sites representing 11 biomes worldwide. Immobilization rates varied by three orders of magnitude, were greater in rivers than riparian zones, and were strongly correlated to decomposition rates. In rivers, P immobilization rates were controlled by surface water phosphate concentrations, but N immobilization rates were not related to inorganic N. The N:P of immobilized nutrients was tightly constrained to a molar ratio of 10:1 despite wide variation in surface water N:P. Immobilization rates were temperature‐dependent in riparian zones but not related to temperature in rivers. However, in rivers nutrient supply ultimately controlled whether microbes could achieve the maximum expected decomposition rate at a given temperature. Collectively, we demonstrated that exogenous nutrient supply and immobilization are critical control points for decomposition of organic matter.

Dates et versions

hal-03613046 , version 1 (18-03-2022)

Identifiants

Citer

David Costello, Scott Tiegs, Luz Boyero, Cristina Canhoto, Krista Capps, et al.. Global Patterns and Controls of Nutrient Immobilization on Decomposing Cellulose in Riverine Ecosystems. Global Biogeochemical Cycles, 2022, 36 (3), pp.e2021GB007163. ⟨10.1029/2021GB007163⟩. ⟨hal-03613046⟩
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