Erhöhte Wurzelausscheidungen reifer Laub- und Nadelbäume in einem Mittelmeerwald während der Trockenzeit

Wurzelausscheidungen sind Teil des Rhizodepositionsprozesses, der die wichtigste Quelle für organischen Kohlenstoff (C) im Boden darstellt, der von Pflanzenwurzeln freigesetzt wird. Dieser C-Fluss hat wahrscheinlich tiefgreifende Auswirkungen auf den C- und Nährstoffkreislauf in Ökosystemen. Die Menge der Wurzelausscheidungen hängt von der Pflanzenart, der Jahreszeit und externen biotischen und abiotischen Faktoren ab. Da Wurzelausscheidungen reifer Bäume unter Feldbedingungen schwer zu sammeln sind, ist sehr wenig über ihren Fluss bekannt, insbesondere in wasserlimitierten Ökosystemen wie dem saisonal heißen und trockenen Mittelmeer-Makien. Hier haben wir Ausscheidungen von DNA-identifizierten Wurzeln im Wald der Nadelbaumart Cupressus sempervirens L. und der immergrünen Angiosperme Pistacia lentiscus L. durch 48-stündige Inkubationen auf monatlicher zeitlicher Auflösung während des gesamten Jahres gesammelt. Wir untersuchten die Beziehungen des Wurzelausscheidungs-C-Flusses zu abiotischen Parametern des Bodens (Wassergehalt, Wasserpotential, Temperatur) und der Atmosphäre (Dampfdruckdefizit, Temperatur). Wir untersuchten auch die Beziehungen zu C-Flüssen durch die Blätter als Indikatoren des Baum-C-Balances. Die Wurzelausscheidungsraten variierten signifikant im Jahresverlauf, von 6 μg C cm -2 Wurzel Tag-1 in beiden Arten in der nassen Saison bis zu 4- und 11-fachen Raten in Pistacia bzw. Cupressus in der Trockenzeit. Ein schrittweises lineares gemischtes Effektmodell zeigte, dass die drei Bodenparameter die einflussreichsten auf die Ausscheidungsraten waren. Unter den biotischen Faktoren gab es eine signifikante negative Korrelation der Ausscheidungsrate mit der Blattsynthese in Cupressus und eine signifikante negative Korrelation mit der Blattatmung in Pistacia. Unsere Beobachtung des erhöhten Ausscheidungsflusses während der Trockenzeit deutet darauf hin, dass die Ausscheidungsdynamik im Feld weniger empfindlich auf die geringe Verfügbarkeit von Baum-C während der Trockenzeit reagiert. Die beiden Schlüsselarten des Mittelmeerwaldes scheinen auf saisonale Veränderungen im Rhizosphäre wie Trockenheit und Erwärmung zu reagieren und investieren daher C in die Rhizosphäre unter saisonaler Dürre.