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Plant mixture balances terrestrial ecosystem C:N:P stoichiometry

陆地生态系统 陆生植物 生物量(生态学) 生态系统 单作 生产力 土壤水分 生态化学计量学 物种丰富度 营养物 自行车 农学 环境科学 物种多样性 生态学 生物 地理 林业 宏观经济学 经济
作者
Xinli Chen,Han Y. H. Chen
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:12 (1) 被引量:136
标识
DOI:10.1038/s41467-021-24889-w
摘要

Abstract Plant and soil C:N:P ratios are of critical importance to productivity, food-web dynamics, and nutrient cycling in terrestrial ecosystems worldwide. Plant diversity continues to decline globally; however, its influence on terrestrial C:N:P ratios remains uncertain. By conducting a global meta-analysis of 2049 paired observations in plant species mixtures and monocultures from 169 sites, we show that, on average across all observations, the C:N:P ratios of plants, soils, soil microbial biomass and enzymes did not respond to species mixture nor to the species richness in mixtures. However, the mixture effect on soil microbial biomass C:N changed from positive to negative, and those on soil enzyme C:N and C:P shifted from negative to positive with increasing functional diversity in mixtures. Importantly, species mixture increased the C:N, C:P, N:P ratios of plants and soils when background soil C:N, C:P, and N:P were low, but decreased them when the respective background ratios were high. Our results demonstrate that plant mixtures can balance terrestrial plant and soil C:N:P ratios dependent on background soil C:N:P. Our findings highlight that plant diversity conservation does not only increase plant productivity, but also optimizes ecosystem stoichiometry for the diversity and productivity of today’s and future vegetation.
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