Fase 3: Controladores Subterráneas del Ciclismo Nutritivo y de la Productividad Aérea en Bosques Crecientes

Fondos: 

Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos, DEB # 1119223, 1120015, and 1119169

Participantes:  

Esta es una colaboración entre:
     Universidad Estatal de Iowa (ISU), Dep. de Ecología y Manejo de Recursos Naturales
     Universidad de Texas, Sección de Biología Integrativa, Austin, TX
     Organización para Estudios Tropicales (OTS), Duke University, Durham, NC
     USDA-ARS National Laboratory for Agriculture and the Environment, Ames, IA

Metas:

     Para obtener un mejor entendimiento de los controladores subterráneos para desarrollar la capacidad para predecir y modelar el acoplamiento de carbono y nutrientes durante el crecimiento del bosque y sus reacciones a la atmósfera.

Preguntas Principales:

1. ¿En condiciones de suelos y clima similares, cómo se diferencian los tipos forestales en al asignación de carbono a varios caminos subterráneos y procesos?
2. ¿Cuáles sone las consecuencias de estas diferencias para los ciclos de nutrientes?

La Base: 

Nos dirigimos a estas preguntas del marco conceptual siguiente (Fig. 1). Los bosques asignan una proporción sustancial de sus fotosintatos al parte subterráneo del ecosistema, referido aquí como ACS. Una vez que el carbono es transportado de hojas a raíces, tiene al menos tres caminos anabólicos alternativos: a) asignación para el crecimiento de las raíces finas (RF) y, en consecuencia, a la producción detritico RF, que también apoya microbios; b) transferencia directa a los hongos micorrízicos arbusculares (HMA), que tienen una relación simbiótica con raíces finas; y exudados de raíces que alimentan heterótrofos en la rizosfera. La cantidad y la partición de los componentes anabólicos entre estas vías influyen en la absorción de nutrients de la planta a través de al menos cuatro distintos mecanismos (Fig. 1): 1) mineralización de materia orgánica de suelo (MOS) en suelo de bulto; 2) exploración de suelo y rebuscar nutrientes; 3) estimulación de la descomposición de materica orgánica de suelo; y 4) apoyo de microbios de N-fijación asimbiótico. Productividad primaria neta aérea (PPNA) también contribuye a la producción detrítico (no representada en la figura 1), como la producción de RF; sin embargo, estimulación de la descomposición de la materia orgánica de suelo y las relaciones con HMA son exclusivas de raíces finas. Es importante notar que hay muchos otros flujos de carbono también NO mostrados en Fig. 1; en particular, todos los componentes anabólicos del ACS son acompañados por flujos catabólicas or respiratorias.

   Objetivos:
1. Cuantificar ACS total y los patrones proporcionales de asignación a raíces finas y HMA, y ensayar la producción de exudados en los tipos de bosques que difieren en sus especies dominantes y en ciclismo de carbono y nutrientes.
2. Para probar las consecuencias del aumento de la ACS en relación con el eciclo de nutrientes y productividad aérea.

Metodo de Enfoque:

  • Determinar ACS encautro de las especies de árboles. Se calcula ACS de la siguiente manera:

    ACS = Rsuelo – Hojarasca + incremento neto en la biomasa de raíces + DMOS, donde Rsuelo (respiración del suelo) y el crecimiento de las raíces se miden en situ.
  • Determinar la biomasa de hongos micorrízicos arbusculares (HMA), colonización de raíces finas y composición de la comunidad.
  • Evaluar procesos microbianos, como la producción de enzimas y las tasas de decaimiento y genes funcionales.
  • Cuantificar la dinámica de carbono y nutrientes del suelo.
  • Cuantificar l aproductividad y la absorción de nutrientes por la vegetación.