Low-Altitude Soil Inputs Alter Carbon and Nitrogen Cycling in Permafrost Ecosystems

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:This study offers mechanistic insights into how microbial constraints regulate permafrost carbon and nitrogen cycling, useful for refining biogeochemical models.

🏛政策担当者:The findings imply that permafrost thaw may accelerate carbon release more than previously thought, highlighting the need to incorporate such feedbacks into climate mitigation scenarios.

永久凍土に付随する微生物群集は長期間低温に曝されてきたため、機能的な制約を受けている可能性がある。気候温暖化と永久凍土の融解により炭素と窒素の分解が促進されると予想されているが、これらのプロセスは依然として微生物の機能容量によって制限される可能性がある。永久凍土土壌におけるC–N放出を支配する機能的制約を特定するため、我々は青海・チベット高原の高山草原、高山ステップ、高山湿性草地生態系からの土壌に低標高土壌を添加し、71日間の培養実験を実施した。培養前後における無機窒素、溶存有機炭素（DOC）、およびCO 2 生成量の変化を定量化した。窒素動態は明確な時間パターンを示した：NH 4 + –Nは全段階で一貫した正のプライミング効果を示し、実験処理区は対照区より平均0.08 mg/kg高く、7日目に最大増加量0.21 mg/kgに達した。NO 3 – –Nは培養中期に顕著に蓄積した一方、NO 2 – –Nは一時的な上昇の後に急速な減少を示した。DOC濃度は培養期間を通じて減少し、中期までに105–110 mg/kgから約55 mg/kgへ低下し、実験処理区（54 mg/kg）では対照区（48 mg/kg）よりわずかに大きな減少が見られ、低標高土壌の添加後にDOC消費が加速したことを示している。我々の知見は、低標高土壌の投入が窒素制限を緩和し、微生物の無機化を刺激し、炭素放出と窒素変換の間の段階依存的協調を促進する可能性を示唆する。最も強い応答は深層土壌で発生し、外来的土壌投入はより強い炭素ターンオーバーと強化された窒素無機化と関連していた。全体として、これらの結果は、永久凍土土壌が栄養塩関連と機能の両方の制約にさらされており、温暖化によるこれらの制約の緩和が深層永久凍土土壌からの炭素と窒素の損失を加速させる可能性があることを示唆している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Permafrost-associated microbial communities have long been exposed to low temperatures and may therefore experience functional constraints. Although climate warming and permafrost degradation are expected to enhance carbon and nitrogen decomposition, these processes may still be limited by microbial functional capacity. To identify the functional constraints governing C–N release in permafrost soils, we conducted a 71-day incubation experiment using soils from alpine meadow, alpine steppe, and alpine wet meadow ecosystems on the Qinghai–Tibetan Plateau, to which low-altitude soils were added. We quantified changes in inorganic nitrogen, dissolved organic carbon (DOC), and CO 2 production before and after incubation. Nitrogen dynamics showed clear temporal patterns: NH 4 + –N exhibited consistent positive priming across all stages, with experimental treatments averaging 0.08 mg/kg higher than controls and reaching a maximum increase of 0.21 mg/kg at day 7. NO 3 – –N accumulated markedly during the mid-incubation period, whereas NO 2 – –N displayed a transient rise followed by a rapid decline. DOC concentrations declined throughout the incubation, decreasing from 105–110 mg/kg to about 55 mg/kg by mid-stage, with a slightly greater reduction in the experimental treatment (54 mg/kg) than in the control (48 mg/kg), indicating accelerated DOC consumption following low-altitude soil addition. Our findings suggest that inputs of low-altitude soils may alleviate nitrogen limitation, stimulate microbial mineralization, and promote a stage-dependent coordination between carbon release and nitrogen transformation. The strongest responses occurred in deep soil layers, where exogenous soil input was associated with stronger carbon turnover and enhanced nitrogen mineralization. Overall, the results suggest that permafrost soils are subject to both nutrient-related and functional constraints, and that warming-induced relaxation of these constraints may accelerate carbon and nitrogen losses from deep permafrost soils.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.rcar.2026.05.001first seen 2026-05-18 04:57:09 · last seen 2026-05-31 05:22:00