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. 2025 Apr;31(4):e70171.
doi: 10.1111/gcb.70171.

Positive Feedback on Climate Warming by Stream Microbial Decomposers Indicated by a Global Space-For-Time Substitution Study

Javier Pérez  1   2 Luz Boyero  1   3 Richard G Pearson  4 Mark O Gessner  5   6 Alan Tonin  7 Naiara López-Rojo  1   8   9 Juan Rubio-Ríos  2 Francisco Correa-Araneda  10 Alberto Alonso  1 Aydeé Cornejo  11   12 Ricardo J Albariño  13 Sankarappan Anbalagan  14 Leon A Barmuta  15 Andrew J Boulton  16 Francis J Burdon  17 Adriano Caliman  18 Marcos Callisto  19 Ian C Campbell  20 Bradley J Cardinale  21 Luciana S Carneiro  18 J Jesús Casas  2 Ana M Chará-Serna  22   23 Eric Chauvet  24 Checo Colón-Gaud  25 Aaron M Davis  4 Elvira de Eyto  26 Monika Degebrodt  5 María E Díaz  27 Michael M Douglas  28 Andrea C Encalada  29 Ricardo Figueroa  30 Alexander S Flecker  31 Tadeusz Fleituch  32 André Frainer  33   34 Erica A García  35 Gabriela García  11 Pavel E García  36   37 Paul S Giller  38 Jesús E Gómez  39 Jose F Gonçalves Jr  40 Manuel A S Graça  41 Robert O Hall Jr  42 Neusa Hamada  43 Luiz U Hepp  44 Cang Hui  45   46 Daichi Imazawa  47 Tomoya Iwata  48 Edson S A Junior  49 Andrea Landeira-Dabarca  20   41 María Leal  50 Kaisa Lehosmaa  51 Charles M M'Erimba  52 Richard Marchant  53 Renato T Martins  43 Frank O Masese  54 Megan Maul  21 Brendan G McKie  17 Adriana O Medeiros  49 Jen A Middleton  28 Timo Muotka  51 Junjiro N Negishi  55 Alonso Ramírez  56 Renan S Rezende  57 John S Richardson  58 José Rincón  50 Claudia Serrano  20 Angela R Shaffer  25 Fran Sheldon  59 Christopher M Swan  60 Nathalie S D Tenkiano  61 Scott D Tiegs  62 Janine R Tolod  63 Michael Vernasky  59 Elizabeth W Wanderi  54 Anne Watson  15 Catherine M Yule  64
Affiliations

Positive Feedback on Climate Warming by Stream Microbial Decomposers Indicated by a Global Space-For-Time Substitution Study

Javier Pérez et al. Glob Chang Biol. 2025 Apr.

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.

PubMed Disclaimer

References

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