Effects of short-term and long-term natural soil warming gradients on plant productivity, carbon and nitrogen stocks of a sub-ar

Katherine
Vande Velde
  • Ivan A.
    Janssens
  • Niki
    Leblans

Hoe zullen subarctische graslanden het klimaat beïnvloeden in de nabije en verre toekomst?

Een korte zoekactie doorheen de actualiteit maakt snel duidelijk dat klimaatverandering een “hot topic” is in de pers, ook in Europa. Van de zorgwekkende herstructureringsplannen van Jean-Claude Juncker, recent verkozen als Voorzitter van de Europese Commissie, tot de weinig ambitieuze Europese doelstellingen om klimaatverandering tegen te gaan. Wekelijks wordt hier plaats aan besteed in kranten en magazines, die de meesten onder ons lezen en nadien weer naast zich neerleggen (letterlijk en figuurlijk). Of deze persaandacht van voorbijgaande aard is en of we binnenkort terugkeren naar weinig ambitieuze actieplannen zal de toekomst uitwijzen. Hoe dan ook, wij gingen reeds aan de slag om uit te zoeken wat het klimaat, en meer bepaald klimaatopwarming, voor ons in petto kan hebben.

Yoggi Berra zei ooit: “In theorie is er geen verschil tussen theorie en praktijk. In praktijk is dit er wel.” Door de experimenten van talrijke wetenschappers ontdekken we hoe klimaatopwarming ons zal beïnvloeden in de nabije toekomst. Wat de impact van deze opwarming echter in de verre toekomst zal zijn, is nog voor het overgrote deel enkel gebaseerd op theorieën. In de subarctische graslanden van Hveragerði (IJsland) heeft de natuur een experiment voor ons ontworpen dat deze theorieën in praktijk kan helpen omzetten. Dankzij geothermische activiteit zijn graslanden er natuurlijk verwarmd. Sommige locaties zijn reeds eeuwen verwarmd en andere pas recent dankzij een aardbeving. Door de graslanden te bestuderen van buiten de verwarmde zone tot in de kern konden we kijken hoe ze veranderden en of ze zich aanpasten aan de opwarming. Door graslanden met verschillende opwarmingsduur te vergelijken konden we nagaan wat het verschil was tussen verhoogde bodemtemperaturen op korte (i.e.:  ~5 jaar) en lange (i.e.: ~3 eeuwen)  termijn.

Waarom kijken naar bodemtemperatuur, plantengroei, koolstof en stikstof?

Hoewel een stijging van de bodemtemperatuur (één van de gevolgen van klimaatverandering) nog niet vaak in de kijker heeft gestaan, speelt dit een cruciale rol in het bepalen of een ecosysteem verdere opwarming – en de hieraan verbonden gevolgen – zal temperen of versterken. We gingen in deze studie na of toenemende bodemtemperatuur een invloed heeft op de groei van planten en of er een verlies is van koolstof (C) en stikstof (N) uit het ecosysteem (o.a. door de afgifte van broeikasgassen uit de bodem). Plantengroei in subarctische graslanden wordt het meest beperkt door de beschikbaarheid van N in de bodem. Koolstof is in grote mate aanwezig in de subarctische bodem onder de vorm van afgestorven en slechts half afgebroken plantenresten en kan uit de bodem vrijkomen onder de vorm van koolstofdioxide (CO2). Dit is een van de belangrijkste en meest besproken broeikasgassen door zijn rol in de opwarming van de aarde en de enorme menselijke invloed op de productie ervan. Een verlies van C en N uit het ecosysteem zou kunnen betekenen dat toenemende bodemtemperatuur een versterkende invloed zal hebben op klimaatverandering in de nabije en/of verre toekomst met alle gevolgen van dien.

Een blik op de nabije toekomst

Ten gevolge van een aardbeving ontstonden in 2008 nieuwe verwarmde graslanden. Deze geven ons een beeld hoe subarctische graslanden er zouden kunnen uitzien na vijf jaar verhoogde bodemtemperaturen. Bij kleine temperatuurverhogingen kwamen de resultaten goed overeen met voorgaande onderzoeken waarbij een toename van de plantengroei werd geobserveerd, die dan zou kunnen compenseren voor een afname van C en N uit de bodem. Verhoogde bodemtemperaturen zorgen namelijk voor verhoogde activiteit van bodemorganismen die dan meer CO2 produceren, waardoor C uit het ecosysteem verloren gaat. Ook zorgt verhoogde activiteit van bodemorganismen voor grotere verliezen van N uit de bodem. Planten kunnen deze extra CO2 en N echter vastleggen in hun biomassa indien plantengroei simultaan gestimuleerd wordt. Bij hogere temperatuurverhogingen van de bodem (+5 °C tot +10 °C) vertoonde de vegetatie echter tekenen van temperatuurstress die zich uitte in een sterk verminderde wortelgroei. Dit ontnam planten de mogelijkheid om het toenemende verlies van C en N uit de bodem te compenseren door verhoogde plantengroei. Voor de nabije toekomst is een opwarming van 5-10 °C gelukkig niet aan de orde, maar tegen het eind van de eeuw zal het subarctische gebied waarschijnlijk wel zoveel zijn opgewarmd. Hoe zouden de graslanden op lange termijn reageren op warmere temperaturen?

Een blik op de verre toekomst

Dankzij een landbouwregister daterend uit het begin van de 18de eeuw vonden we een aantal graslanden die al minstens drie eeuwen lang verwarmd werden. Deze geven ons een beeld hoe subarctische graslanden er kunnen uitzien in de verre toekomst. Het negatieve temperatuureffect op de plantengroei, ervaren door vegetatie in de recent verwarmde graslanden bleek van voorbijgaande aard. Dit suggereert eliminatie van temperatuurgevoelige planten en/of adaptatie van vegetatie aan hogere bodemtemperaturen. Er waren zelfs tekenen van toenemende plantengroei na eeuwenlange bodemverwarming, wat kan verklaren waarom N niet langer verloren ging uit de bodem. Desondanks was de sterkere plantengroei bij de hoogste temperatuurverhogingen niet voldoende om het C-verlies uit de bodem te compenseren: maar liefst 40% van de bodemkoolstof bleek in de atmosfeer terecht te komen bij 10°C opwarming, een opwarming die in het hoge noorden niet onrealistisch is, indien we het huidige verbruik van fossiele brandstoffen niet reduceren. Deze studie suggereert dus dat verwarming van subarctische bodems hoogstwaarschijnlijk zal lijden tot een toename van plantengroei, maar ook tot een verlies van grote hoeveelheden C uit de bodem naar de atmosfeer, wat op zijn beurt een versterking van de klimaatopwarming inhoudt.

Elke wetenschapper moet zijn werk objectief in een juiste context plaatsen. Ondanks de beweringen van (klimaat-) sceptici is dit – naar mijn ervaring – wat de overgrote meerderheid doet: objectief resultaten rapporteren zonder beïnvloed te worden door mogelijke sponsors. Want dit is net waar wij als wetenschapper trots op zijn: objectiviteit. Het is dan ook zonder schaamte dat ik toegeef dat mijn resultaten geen voorspellende waarde hebben voor de toekomst, o.a. omdat klimaatverandering meer inhoudt dan opwarming alleen. Ze zijn echter wel de zoveelste waarschuwing dat er een grote kans is dat we de verkeerde richting uitgaan door passief te blijven omgaan met klimaatverandering. 

Bibliografie

Bibliografie

 

Rapporten

ACIA. (2004). Impacts of a warming Arctic. Arctic Climate Impact Assessment. Cambridge University Press.

IPCC, (2013). Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T. F., Qin, D., Plattner, G.-K., Tignor M., Allen, S.K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V. and Midgley, P. M. (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

 

Wetenschappelijke literatuur

Aerts, R. (2006). The freezer defrosting: global warming and litter decomposition in cold biomes. Journal of Ecology, 94, 713 - 724.

Arft, A. M., Walker, M. D., Gurevitch, J., Alatalo, J. M., Bret-Harte, M. S., Dale, M., . . . Wookey, P. A. (1999). Responses of tundra plants to experimental warming: meta-analysis of the International Tundra Experiment. Ecological Monographs, 69(4), 491 - 511.

Arnalds, Ó. (2004, b). Volcanic soils of Iceland. Catena, 56, 3 - 20.

Arnalds, Ó., & Stahr, K. (2004, a). Volcanic soil resources: occurence, development, and properties. Catena, 56, 1 - 2.

Arnórsson, S. (1995). Geothermal systems in Iceland: structure and conceptual models - I. High-temperature areas. Geothermics, 24(5/6), 561 - 602.

Balser, T. C., & Wixon, D. L. (2009). Investigating biological control over soil carbon temperature sensitivity. Global Change Biology, 15, 2935 - 2949.

Baptist, F., Flahaut, C., Streb, P., & Choler, P. (2009). No increase in alpine snowbed productivity in response to experimental lengthening of the growing season. Plant Biology, 1 - 11. doi: 10.1111/j.1438-8677.2009.00286.x

Berg, B. (2000). Litter decomposition and organic matter turnover in nothern forest soils. Forest Ecology and Management, 133, 13 - 22.

Bradford, M. A., CDavies, C. A., Frey, S. D., Maddox, R., Melillo, J. M., Mohan, J. E., . . . Wallenstein, M. D. (2008). Thermal adaptation of soil microbial respiration to elevated temperature. Ecology Letters, 11, 1316 - 1327.

Carlyle, C. N., Fraser, L. H., & Turkington, R. (2013). Responses of grassland biomass production to simulated climate change and clipping along an elevation gradient. Oecologia. doi: 10.1007/s00442-013-2833-2

Chapin, F. S. (1980). The mineral nutrition of wild plants. Annual Review of Ecology and Systematics, 11, 233 - 260.

Chapin, F. S., & Shaver, G. R. (1985). Individualistic growth response of tundra plant species to environmental manipulations in the field. Ecology, 66(2), 564 - 576.

Chapin, F. S., Shaver, G. R., Giblin, A. E., Nadelhoffer, K. J., & Laundre, J. A. (1995). Responses of Arctic tundra to experimental and observed changes in climate. 76, 3(694 - 711).

Chaves, M. M., Pereira, J. S., Maroco, J., Rodriguez, M. L., Ricardo, C. P. P., Osório, M. L., . . . Pinheiro, C. (2002). How plants cope with water stress in the field. Photosynthesis and growth. Annals of Botany, 89, 907 - 916.

Conrad, R. (1996). Soil organisms as controllers of atmospheric trace gases (H2, CO, CH4, OCS, N2O and NO). . Microbiological Reviews, 60(4), 609 - 640.

Cornelissen, J. H. C., Callaghan, T. V., Alatalo, J. M., Michielsen, A., Graglia, E., Hartley, A. E., . . . Aerts, R. (2001). Global change and arctic ecosystems: is lichen decline a function of increases in vascular plant biomass? Journal of Ecology, 89, 984 - 994.

Cox, L. M., & Boersma, L. (1967). Transpiration as a function of soil temperature and soil water stress. Plant Physiol., 42, 550 - 556.

Cox, P. M., Betts, R. A., Jones, C. D., Spall, S. A., & Totterdell, I. J. (2000). Acceleration of global warming due to carbon-cycle feedbacks in a coupled climate model. Nature, 408, 148 - 187.

Davidson, E. A., & Janssens, I. A. (2006). Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change. Nature, 440. doi: 10.1038/nature04514

de Graaff, M.-A., van Groeningen, K.-J., Six, J., Hungate, B., & van Kessel, C. (2006). Interactions between plant growth and soil nutrient cycling under elevated CO2: a meta-analysis. Global Change Biology, 12, 2077 - 2091.

DeMarco, J., Mack, M. C., Bret-Harte, M. S., Burton, M., & Shaver, G. R. (2014). Long-term experimental warming and nutrient additions increase productivity in tall decidious shrub tundra. Ecosphere, 5(6), 72.

Dieleman, W. I. J., Vicca, S., Dijkstra, F. A., Hagedorn, F., Hovenden, M. J., Larsen, K. S., . . . Janssens, I. A. (2012). Simple additive effects are rare: a quantitative review of plant biomass and soil process responses to combined manipulations of CO2 and temperature. Global Change Biology, 18, 2681 - 2693.

Ebrahim, M. K., Zingsheim, O., El-Shourbagy, M. N., Moore, P. H., & Komor, E. (1998). Growth and sugar storage in sugarcane grown at temperatures below an above optimum. Journal of Plant Physiology, 153, 593 - 602.

Eliasson, P. E., McMurtrie, R. E., Pepper, D. A., Strömgren, M., Linder, S., & Agren, G. I. (2005). The response of heterotrophic CO2 fluc to soil warming. Global Change Biology, 11, 167 - 181.

Emmerich, W. E. (2007). Ecosystem water use efficiency in a semiarid shrubland and grassland community. Rangeland Ecology & Management, 60(5), 464 - 470.

Epstein, H. E., Lauenroth, W. K., & Burke, I. C. (1997). Effects of temperature and soil texture on ANPP in the U.S. Great Plains. Ecology, 78(8), 2628 - 2631.

Fan, J., Zhong, H., Harris, W., Guirui, Y., Wang, S., Hu, Z., & Yue, Y. (2007). Carbon storage in the grasslands of China based on field measurements of above- and below-ground biomass. Climatic Change. doi: 10.1007/s10584-007-9316-6

Fan, Y., Hou, X., Shi, H., & Shi, S. (2013). Effects of grazing and fencing on carbon and nitrogen reserves in plants and soil of alpine meadow in the three Headwater Resource regions. Russian Journal of Ecology, 44(1), 80 - 88.

Ferris, R., Ellis, R. H., Wheeler, T. R., & Hadley, P. (1998). Effect of high temperature stress at anthesis on grain yield and biomass of field-grown crops of wheat. Annals of Botany, 82, 631 - 639.

Flanagan, L. B., & Adkinson, A. C. (2011). Interacting controls on productivity in a northern Great Plains grassland and implications for response to ENSO events. Global Change Biology, 1 - 19. doi: 10.1111/j.1365-2486.2011.02461.x

Follet, R. F., Stewart, C. E., Pruessner, E. G., & Kimble, J. M. (2012). Effects of climate change on soil carbon and nitrogen storage in the US Great Plains. Journal of Soil and Water Conservation, 67(5), 331 - 342.

Garcia-Pausas, J., Casals, P., Romanyà, J., Vallecillo, S., & Sebastià, M. T. (2010). Seasonal patterns of belowground biomass and productivity in mountain grasslands in the Pyrenees. Plant Soil, 1 - 12. doi: 10.1007/s11104-010-0601-1

García-Rodeja, E., Nóvoa, J. C., Pontevedra, X., Martinez-Cortizas, A., & Buurman, P. (2004). Alluminium fractionation of European volcanic soils by selective dissolution techniques. Catena, 56, 155 - 183.

Gavito, M. E., Curtis, P. S., Mikkelsen, T. N., & Jakobsen, I. (2001). Interactive effects of soil temperature, atmospheric carbon dioxide and soil N on root development, biomass and nutrient uptake of winter wheat during vegetative growth. Journal of Experimental Botany, 52(362), 1913 - 1923.

Gough, L., & Hobbie, S. E. (2003). Responses of moist non-acidic arctic tundra to altered environment: productivity, biomass, and species richness. OIKOS, 103, 204 - 216.

Guntiñas, M. E., Leirós, M. C., Trasar-Cepada, C., & Gil-Sotres, F. (2012). Effects of moisture and temperature on net soil nitroge mineralization: a laboratory study. European Journal of Soil Biology, 48, 73 - 80.

Herbert, D. A., Rastetter, E. B., Shaver, G. R., & Agren, G. I. (1999). Effects of plant growth characteristics on biogeochemistry and community composition in a changing climate. Ecosystems, 2, 367 - 382.

Hobbie, S. E. (1996). Temperature and plant species control over litter decomposition in alaskan tundra. Ecological Monographs, 66(4), 503 - 522.

Hongmei, D., Wang, Z., & Huang, B. (2009). Differential responses of warm-season and cool-season turfgrass species to heat stress associated with antioxidant enzyme activity. J. Amer. Soc. Sci., 134(4), 417 - 422.

Johnston, C. A., Groffman, P., Breshears, D. D., Cardon, Z. G., Currie, W., Emanuel, W., . . . Wielopolski, L. (2004). Carbon cycling in soil. Front Ecol Environ, 2(10), 522 - 528.

Jonasson, S., Michielsen, A., Schmidt, I. K., & Nielsen, E. V. (1999). Responses in microbes and plants to changed temperature, nutrient, and light regimes in the Arctic. Ecology, 80(6), 1828 - 1843.

Kätterer, T., Bolinder, M. A., Andrén, O., Kirchmann, H., & Menichetti, L. (2011). Roots contribute more to refractory soil organic matter than above-ground crop residues, as revealed by a long-term field experiment. Agriculture, Ecosystems and Environment, 141, 184 - 192.

Kirschbaum, M. U. F. (1995). The temperature dependence of soil organic matter decomposition, and the effect of global warming on soil organic C storage. Soil Biol. Biochem., 27(6), 753 - 760.

Kirschbaum, M. U. F. (2000). Will changes in soil organic carbon act as a positive or negative feedback on global warming? Biogeochemistry, 48, 21 - 51.

Kirschbaum, M. U. F. (2004). Soil respiration under prolonged soil warming: are rate reductions caused by acclimation or substrate loss? Global Change Biology, 10, 1870 - 1877.

Klein, J. A., Harte, J., & Zhao, X.-Q. (2005). Dynamic and complex microclimate responses to warming and grazing manipulations. Global Change Biology, 11, 1440 - 1451.

Knecht, M. F., & Göransson, A. (2004). Terrestrial plants require nutrients in similar proportions. Tree Physiology, 24, 447 - 460.

Knecht, M. F., & Göransson, A. (2004). Terrestrial plants require nutrients in similar proportions. Tree Physiology, 24, 447 - 460.

Knorr, W., Prentice, I. C., House, J. I., & Holland, E. A. (2005). Long-term sensitivity of soil carbon turnover to warming. Nature, 433, 298 - 301.

Koerselman, W., & Meuleman, A. F. M. (1996). The vegetation N:P ratio: a new tool to detect the nature of nutrient limitation. The Journal of Applied Ecology, 33(6), 1441 - 1450.

Lang, M., Cai, C.-Z., Mary, B., Hao, X., & Chang, S. X. (2010). Land-use type and temperature affect gross nitrogen transformation rates in Chinese and Canadian soils. Plant Soil, 334, 377 - 389.

Larcher, W. (2003) Physiological plant ecology. Ecophysiology and stress physiology of functional groups. (Vol. 4th, pp. 1 - 67 ; 185 - 229 ; 232 - 296). Germany: Springer.

Lee, M., Manning, P., Rist, J., Power, S. A., & Marsh, C. (2010). A global comparison of grassland biomass responses to CO2 and nitrogen enrichment. Philosophical Transactions of Royal Society, 365, 2047 - 2056.

Li, W., Wen, S., Hu, W., & Du, G. (2011). Root-shoot competition interactions cause diversity loss after fertilization: a field experiment in an Alpine meadow on the Tibetan Plateau. Journal of Plant Ecology, 4(3), 138 - 146.

Li, Y., Liu, Y., Wang, Y., Niu, X., & Tian, Y. (2014). Interactive effects of soil temperature and moisture on soil N mineralization in a Stipa krylovii grassland in Inner Mongolia, China. Journal of Arid Land, 6(5), 571 - 580.

Luo, G. J., Kiese, R., Wolf, B., & Butterbach-Bahl, K. (2013). Effects of soil temperature and moisture on methane uptake and nitrous oxide emissions across three different ecosystem types. Biogeosciences, 10, 3205 - 3219.

Luo, Y., Wan, S., Hui, D., & Wallace, L. L. (2001). Acclimation of soil respiration to warming in a tall grass prairie. Nature, 413(622 - 625).

Magnússon, A., & Vidalín, P. (1918 - 1921). Jarðabók. Annað bindi [The farm register of Iceland. 2nd Volume].  Copenhagen (Originally published in 1708).

Malcom, G. M., López-Gutiérrez, J. C., Koide, R. T., & Eissenstat, D. M. (2008). Acclimation to temperature and temperature sensitivity of metabolism by ectomycorrhizal fungi. Global Change Biology, 14, 1169 - 1180.

Manzoni, S., Schimel, J. P., & Porporato, A. (2012). Responses of soil microbial communities to water stress: results from a meta-analysis. Ecology, 93(4), 930 - 938.

Martinsen, V., Mulder, J., Austrheim, G., & Mysterud, A. (2011). Carbon storage in low-alpine grassland soils: effects of different grazing intensities of sheep. European Journal of Soil Science, 62, 822 - 833.

McGuire, A. D., Anderson, L. G., Christensen, T. R., Dallimore, S., Guo, L., Hayes, D. J., . . . Roulet, N. (2009). Sensitivity of the carbon cycle in the Arcic to climate change. Ecological Monographs, 79(4), 523 - 555.

Melillo, J. M., Steudler, P. A., Aber, J. D., Newkirk, K., Lux, H., Bowles, F. P., . . . Morrisseau, S. (2002). Soil warming and carbon-cycle feedbacks to the climate system. Science, 298(2173), 2173 - 2176.

Mezhunts, B. K., Britt, C. P., McMillan, S. D., & Givens, D. I. (2005). The distribution of root biomass and energy yields in mountain grasslands in Armenia. Electronic Journal of Natural Sciences, 1(4), 1 - 5.

Michielsen, L. (2014). Plant communities and global change: adaptation by changes in present species or adaptation in plant traits. A case study in Iceland., University of Antwerp.  

Mosier, A. R. (1998). Soil processes and global change. Biol Fertil Soils(27), 221 - 229.

Natali, S. M., Schuur, E. A. G., & Rubin, R. L. (2012). Increased plant productivity in Alaskan tundra as a result of experimental warming of soil and permafrost. Journal of Ecology, 100, 488 - 498.

Natali, S. M., Schuur, E. A. G., Trucco, C., Hicks Pries, C. E., Crummer, K. G., & Baron Lopez, A. F. (2011). Effects of experimental warming of air, soil and permafrost on carbon balance in Alaskan tundra. Global Change Biology, 17, 1394 - 1407.

Oechel, W. C., Vourlitis, G. L., Hastings, S. J., Zulueta, R. C., Hinzman, L., & Kane, D. (2000). Acclimation of ecosystem CO2 exchange in the Alaskan Arctic in response to decadal climate warming. Nature, 406, 978 - 981.

Óskarsson, H. (2010). Tree seedlings response to fertilization during afforestation in Iceland., University of Copenhagen, Denmark.  

Óskarsson, H., Arnalds, Ó., Gudmundsson, J., & Gudbergsson, G. (2004). Organic carbon in Icelandic Andosols: geographical variation and impact of erosion. Catena, 56, 225 - 238.

Pendall, E., Bridgham, S., Hanson, P. J., Hungate, B., Kicklighter, D. W., Johnson, D. W., . . . Wan, S. (2004). Below-ground process responses to elevated CO2 and temperature: a discussion of observations, measurement methods, and models. New Phytologist, 162, 311 - 322.

Pucheta, E., Bonamici, I., Cabido, M., & Daiz, S. (2004). Below-ground biomass and productivity of a grazed site and a neighbouring exclosure in a grassland in central Argentina. Austral Ecology, 29, 201 - 208.

Rachmilevitch, S., Lambers, H., & Huang, B. (2006). Root respiratory characteristics associated with plant adaptation to high temperature for geothermal and turf-type Agrostis species. Journal of Experimental Botany, 57(3), 623 - 631.

Rustad, L. E., Campbell, J. L., Marion, G. M., Norby, R. J., Mitchell, M. J., Hartley, A. E., . . . Gurevitch, J. (2001). A meta-analysis of the response of soil respiration, net nitrogen mineralization, and aboveground plant growth to experimental ecosystem warming. Oecologia, 126, 543 - 562.

Schindlebacher, A., Rodler, A., Kuffner, M., Kitzler, B., Sessitsch, A., & Zechmeister-Boltenstern, S. (2011). Experimental warming effects on the microbial community of a temperate mountain forest soil. Soil Biol. Biochem., 43(7), 1417 - 1425.

Schmidt, M. W. I., Torn, M. S., Abiven, S., Dittmar, T., Guggenberger, G., Janssens, I. A., . . . Trumbore, S. E. (2011). Persistence of soil organic matter as an ecosystem property. Nature, 478, 49 - 56. doi: 10.1038/nature10386

Selmants, P. C., Litton, C. M., Giardina, C. P., & Asner, G. P. (2014). Ecosystem carbon storage does not vary with mean annual temperature in Hawaiian tropical montan wet forests. Global Change Biology, 20, 2927 - 2937.

Shaver, G. R., & Jonasson, S. (1999). Response of Arctic ecosystems to climate change: results of long-term field experiments in Sweden and Alaska. Polar Research, 18(2), 245 - 252.

Shaver, G. R., Laundre, J. A., Giblin, A. E., & Nadelhoffer, K. J. (1996). Changes in live biomass, primary production, and species composition along a riverside toposequence in Arctic Alaska, U.S.A. Arctic and Alpine Research, 28(3), 363 - 379.

Shaw, M. R., Zavaleta, E. S., Chiariello, N. R., Cleland, E. E., Mooney, H. A., & Field, C. B. (2002). Grassland responses to global environmental changes supressed by elevated CO2. Science, 298, 1987 - 1990.

Sigurdsson, B. D. (2001). Environmental control of carbon uptake and growth in a Populus trichocarpa plantation in Iceland. Doctorat, Swedish University of Agricultural Sciences, Silvestria.  

Sistla, S. A., Moore, J. C., Simpson, R. T., Gough, L., Shaver, G. R., & Schimel, J. P. (2013). Long-term warming restructures Arctic tundra without changing net soil carbon storage. Nature, 1 - 5. doi: 10.1038/nature1212

Steingrobe, B., Schmid, H., & Claassen, N. (2000). The use of the ingrowth core method for measuring root production of arable crops -  influence of soil conditions inside the ingrowth core on root growth. European Journal of Agronomy, 15(2), 143 - 151.

Stout, R. G., & Al-Niemi, T. S. (2002). Heat-tolerant flowering plants of active geothermal areas in Yellowstone National Park. Annals of Botany, 90, 259 - 267.

Stout, R. G., Summers, M. L., Kerstetter, T., & McDermott, T. R. (1997). Heat- and acid-tolerance of a grass commonly found in geothermal areas within Yellowstone National Park. Plant Science, 130, 1 - 9.

Suseela, V., & Dukes, J. S. (2013). The responses of soil and rhizosphere respiration to stimulated climatic changes by season. Ecology, 94(2), 403 - 413.

Tezara, W., Mitchell, V. J., Driscoll, S. D., & Lawlor, D. W. (1999). Water stress inhibits plant photosynthesis by decreasing coupling factor and ATP. Nature, 401, 914 - 917.

Van Wijk, M. T., Clemmensen, K. E., Shaver, G. R., Williams, M., Callaghan, T. V., Chapin, F. S., . . . Rueth, H. (2003). Long-term ecosystem level experiments at Toolik Lake, Alaska, and at Abisko, Nothern Sweden: generalizations and differences in ecosystem and plant type responses to global change. . Global Change Biology, 10, 105 - 123.

Walker, M. D., Wahren, C. H., Hollister, R. D., Henry, G. H. R., Ahlquist, L. E., Alatalo, J. M., . . . Wookey, P. A. (2006). Plant community responses to experimental warming across the tundra biome. PNAS, 103(5), 1342 - 1346.

Weedon, J. (2012). Scientific report CLIMMANI Short Visit Grant 2012. Vrije Universiteit Amsterdam, 1 – 3.

Wei, H., Guenet, B., Vicca, S., Nunan, N., AbdElgawad, H., Pouteau, V., . . . Janssens, I. A. (2014). Thermal acclimation of organic matter decomposition in an artificial forest soil is related to shifts in microbial community structure. Soil Biology & Biochemistry, 71, 1 - 12.

Wiederholt, R. (2008). Using PRSTM probes (ion membrane probes) to determine nitrogen mineralization. Carrington Research Extension Center, 1 – 2.

Wilson, S. D., & Tilman, D. (1993). Plant competition and resource availability in response to disturbance and fertilization. Ecology, 74(2), 599 - 611.

Woodwell, G. M., Mackenzie, F. T., Houghton, R. A., Apps, M., Gorham, E., & Davison, E. (1998). Biotic feedbacks in the warming of the earth. Climatic Change, 40, 495 - 518.

Wu, Z., Dijkstra, P., Koch, G. W., Peñuelas, J., & Hungate, B. A. (2011). Responses of terrestrial ecosystems to temperature and precipitation change: a meta-analysis of experimental manipulation. Global Change Biology, 17, 927 - 942.

Xu, Q., & Huang, B. (2000). Growth and physiological responses of Creeping Bentgrass to changes in air and soil temperatures. Crop Science, 40, 1363 - 1368.

Zak, D. R., Holmes, W. E., MacDonald, N. W., & Pretziger, K. S. (1999). Soil temperature, matric potential, and the kinetics of microbial respiration and nitrogen mineralization. Soil Sci. Soc. Am. J., 63, 575 - 584.

Zaman, M., & Chang, S. X. (2004). Substrate type, temperature, and moisture content affect gross and net N mineralization and nitrification rates in agroforestry systems. Biol Fertil Soils, 39, 269 - 279.

Zhang, Y., & Welker, J. M. (1996). Tibetan alpine tundra responses to stimulated changes in climate: aboveground biomass and community responses. Arctic and Alpine Research, 28(2), 203 - 209.

 

Niet-gepubliceerde bronnen

Dieleman, W. I. J., Vicca, S., & Janssens, I. A. Elevated CO2 and warming effects on ecosystem carbon balance: a meta-analysis. University of Antwerp. Wilrijk, Belgium. 

Download scriptie (2.36 MB)
Universiteit of Hogeschool
Universiteit Antwerpen
Thesis jaar
2014