Active layer microbial inocula restore missing functions across thawed permafrost soils.

چکیده اصلی

Microbial dynamics in thawing permafrost induce a climate feedback of uncertain magnitude. Upon thaw, active layer microorganisms may establish in formerly frozen layers and introduce missing functions. Here we test the prevalence of functional limitations and how active layer microorganisms can mitigate these across four widespread permafrost types over 389 days. By restoring functions with a multifunctional microbial community, we demonstrate widespread functional limitations, as increased CO2 emissions across four permafrost types, and onset N2O emissions in two of those. However, realistic active layer inocula increased CO2 or N2O production less than the multifunctional community, due to unsuccessful coalescence or limitations in the inocula. Under anoxia, active layer inocula quintupled CH4 while decreasing CO2 production, resulting in a 35% increase in CO2-eq over six months. Understanding the functional limitations of permafrost microbial communities will be key to predicting their substantial, yet unaccounted, consequences on the biogeochemistry of the permafrost region.

ترجمه فارسی چکیده

دینامیک میکروبی در هنگام ذوب پرسنفرست، یک بازخورد اقلیمی با ابعاد نامشخص ایجاد می‌کند. با ذوب، میکروارگانیسم‌های لایه فعال ممکن است در لایه‌های سابق یخ‌زده مستقر شده و توابع گمشده را معرفی کنند. در اینجا ما فراوانی محدودیت‌های عملکردی و اینکه چگونه میکروارگانیسم‌های لایه فعال می‌توانند این‌ها را در چهار نوع پرسنفرست گسترده در طول ۳۸۹ روز کاهش دهند، را بررسی می‌کنیم. با بازگرداندن توابع با یک جامعه میکروبی چندعملکردی، ما محدودیت‌های عملکردی گسترده را نشان می‌دهیم، به عنوان افزایش انتشار CO2 در چهار نوع پرسنفرست و شروع انتشار N2O در دو مورد از آن‌ها. با این حال، توده‌های میکروبی واقعی لایه فعال تولید CO2 یا N2O را کمتر از جامعه چندعملکردی افزایش دادند، به دلیل ادغام ناموفق یا محدودیت‌ها در توده‌های میکروبی. در شرایط بی‌هوازی، توده‌های میکروبی لایه فعال تولید CH4 را پنج برابر کرد در حالی که تولید CO2 را کاهش داد، که منجر به افزایش ۳۵ درصدی معادل CO2 در طول شش ماه شد. درک محدودیت‌های عملکردی جوامع میکروبی پرسنفرست کلیدی برای پیش‌بینی پیامدهای قابل توجه اما حساب نشده آن‌ها بر بیوژئوشیمی منطقه پرسنفرست خواهد بود.

متن کامل اصلی