Видовое богатство деревьев-сознителей и функциональный состав определяют динамику почвы независимо от плотности деревьев в какао-агролесных системах: систематический обзор и метаанализ
Shade tree species richness and functional composition shape soil dynamic independently of tree density in cocoa agroforestry systems: A systematic review and meta-analysis
Lubasi Limweta, Michael J. A. Ruggeri Tiritante, Joseph Anokye, Evans Dawoe, Daniel Hending, Jesús Aguirre‐Gutiérrez, Nathalie Seddon, William J. Thompson
Аннотация (перевод)
Аннотация Агролесомелиорация всё чаще предлагается в качестве основанного на природе решения для преодоления взаимосвязанных проблем изменения климата, утраты биоразнообразия и продовольственной безопасности. В тропических регионах производства какао снижение плодородия почв и устойчивости агроэкосистем, отчасти обусловленное вырубкой лесов и расширением монокультур, усилило интерес к диверсификации древесных видов-сознителей как к стратегии поддержания динамики почвенных питательных веществ. Однако степень, в которой разнообразие и функциональный состав деревьев-сознителей регулируют свойства почвы, остаётся недостаточно количественно оценённой. Мы обобщили глобальные данные об этих взаимосвязях в какао-агролесных системах с использованием многоуровневых метааналитических моделей. Видовое богатство деревьев-сознителей положительно ассоциировалось с общим азотом почвы, причём эффект усиливался при большей доле листопадных видов и оставался значимым после учёта плотности сеньевых насаждений, которая сама по себе демонстрировала независимую отрицательную ассоциацию с азотом почвы. Для органического углерода и доступного фосфора в почве наблюдались нелинейные взаимосвязи: польза возрастала при низком и умеренном уровне богатства видов, после чего выходила на плато. Для калия в почве последовательного эффекта богатства видов не обнаружено, хотя анализ чувствительности выявил противоположные маржинальные ассоциации между богатством видов и плотностью, которые частично гасили друг друга в более простых моделях. Взаимосвязь между богатством видов и снижением объёмной плотности почвы не могла быть отделена от совариации с плотностью деревьев-сознителей и не должна интерпретироваться как независимый эффект разнообразия. В целом реакции почвенных питательных веществ на богатство видов были специфичными для каждого элемента, часто нелинейными и определялись функциональным составом. Само по себе видовое богатство является недостаточным предиктором динамики почвенных питательных веществ, и при проектировании какао-агролесных систем для поддержания устойчивого плодородия почв необходимо учитывать вместе с разнообразием также плотность деревьев-сознителей и их функциональный состав.
Оригинальная аннотация
Abstract Agroforestry is increasingly promoted as a nature-based solution to address the intertwined challenges of climate change, biodiversity loss and food security. In tropical cocoa-producing regions, declining soil fertility and agroecosystem resilience driven partly by deforestation and monoculture expansion have intensified interest in shade tree diversification as a strategy for sustaining soil nutrient dynamics. However, the extent to which shade tree diversity and functional composition regulate soil properties remains poorly quantified. We synthesized global evidence on these relationships in cocoa agroforestry systems using multilevel meta-analytic models. Shade tree species richness was positively associated with soil total nitrogen, with effects strengthening under higher deciduous species proportions and remained significant after accounting for shade density, which itself showed an independent negative association with soil nitrogen. Non-linear relationships were observed for soil organic carbon and available phosphorus, with benefits increasing at low to intermediate richness levels before plateauing. No consistent richness effect on soil potassium was detected, though sensitivity analyses revealed opposing marginal associations between richness and density that partially suppressed each other in simpler models. The association between richness and reduced soil bulk density could not be separated from co-variation with shade tree density and should not be interpreted as an independent diversity effect. Overall, soil nutrient responses to species richness were nutrient-specific, frequently non-linear, and shaped by functional composition. Species richness alone is an insufficient predictor of soil nutrient dynamics, and shade tree density and functional composition must be considered alongside diversity when designing cocoa agroforestry systems for sustained soil fertility.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/f315e4aa-4b3c-49ef-a219-7adb7787f170
DOI: 10.21203/rs.3.rs-10509840/v1
OpenAlex: W7204084450