Positive Feedback on Climate Warming by Stream Microbial Decomposers Indicated by a Global Space-For-Time Substitution Study
- PMID: 40186595
- DOI: 10.1111/gcb.70171
Positive Feedback on Climate Warming by Stream Microbial Decomposers Indicated by a Global Space-For-Time Substitution Study
Abstract
Decomposition of plant litter is a key ecological process in streams, whose contribution to the global carbon cycle is large relative to their extent on Earth. We examined the mechanisms underlying the temperature sensitivity (TS) of instream decomposition and forecast effects of climate warming on this process. Comparing data from 41 globally distributed sites, we assessed the TS of microbial and total decomposition using litter of nine plant species combined in six mixtures. Microbial decomposition conformed to the metabolic theory of ecology and its TS was consistently higher than that of total decomposition, which was higher than found previously. Litter quality influenced the difference between microbial and total decomposition, with total decomposition of more recalcitrant litter being more sensitive to temperature. Our projections suggest that (i) warming will enhance the microbial contribution to decomposition, increasing CO2 outgassing and intensifying the warming trend, especially in colder regions; and (ii) riparian species composition will have a major influence on this process.
La descomposición de materia vegetal es un proceso ecológico clave en los ecosistemas fluviales, cuya contribución al ciclo global del carbono es significativa en relación con su extensión en la Tierra. Examinamos los mecanismos que subyacen a la sensibilidad a la temperatura de la descomposición en ríos y proyectamos los efectos del calentamiento climático sobre este proceso. Comparando datos de 41 sitios de estudio distribuidos globalmente, evaluamos la sensibilidad a la temperatura de la descomposición microbiana y total, utilizando hojarasca de nueve especies combinadas en seis mezclas. La descomposición microbiana se ajustó a la teoría metabólica de la ecología, presentando una sensibilidad a la temperatura consistentemente mayor que la total, que a su vez fue más alta que la reportada previamente. La calidad de la hojarasca influyó en la diferencia entre la descomposición microbiana y la total, siendo la descomposición total de hojarascas más recalcitrantes más sensible a la temperatura. Nuestras proyecciones sugieren que (i) el calentamiento global incrementará la contribución microbiana a la descomposición, aumentando la emisión de CO2 y reforzando la presente tendencia al calentamiento, especialmente en regiones más frías; y que (ii) la composición de especies ribereñas tendrá una influencia significativa en este proceso.
Keywords: carbon cycle; detritivores; global change; globally distributed study; litter quality; metabolic theory of ecology; microorganisms; plant litter decomposition; stream ecosystem functioning; temperature sensitivity.
© 2025 John Wiley & Sons Ltd.
References
-
- Abelho, M., and E. Descals. 2019. “Litter Movement Pathways Across Terrestrial–Aquatic Ecosystem Boundaries Affect Litter Colonization and Decomposition in Streams.” Functional Ecology 33, no. 9: 1785–1797.
-
- Aerts, R. 2006. “The Freezer Defrosting: Global Warming and Litter Decomposition Rates in Cold Biomes.” Journal of Ecology 94, no. 4: 713–724.
-
- Allan, J. D., M. M. Castillo, and K. A. Capps. 2021. Stream Ecology: Structure and Function of Running Waters. Springer Nature.
-
- Allen, A., J. Gillooly, and J. Brown. 2005. “Linking the Global Carbon Cycle to Individual Metabolism.” Functional Ecology 19, no. 2: 202–213. https://doi.org/10.1111/j.1365‐2435.2005.00952.x.
-
- Alster, C. J., J. C. von Fischer, S. D. Allison, and K. K. Treseder. 2020. “Embracing a New Paradigm for Temperature Sensitivity of Soil Microbes.” Global Change Biology 26, no. 6: 3221–3229.
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