Ongoing global warming and alterations in rainfall patterns driven by climate change are known to have large impacts on biogeochemical cycles, particularly on drylands. In addition, the global increase in atmospheric nitrogen (N) deposition can destabilize primary productivity in terrestrial ecosystems, and phosphorus (P) may become the most limiting nutrient in many terrestrial ecosystems. However, the impacts of climate change on soil P pools in drylands remain poorly understood. Furthermore, it is unknown whether biocrusts, a major biotic component of drylands worldwide, modulate such impacts.Here we used two long-term (8-10 years) experiments conducted in Central (Aranjuez) and SE (Sorbas) Spain to test how a ~2.5°C warming, a ~30% rainfall reduction and biocrust cover affected topsoil (0-1 cm) P pools (non-occluded P, organic P, calcium bound P, occluded P and total P).Warming significantly increased most P pools-except occluded P-in Aranjuez, whereas only augmented non-occluded P in Sorbas. The rainfall reduction treatment had no effect on the soil P pools at any experimental site. Biocrusts increased most soil P pools and conferred resistance to simulated warming for major P pools at both sites, and to rainfall reduction for non-occluded and occluded P in Aranjuez. Synthesis. Our findings provide novel insights on the responses of soil P pools to warming and rainfall reduction, and highlight the importance of biocrusts as modulators of these responses in dryland ecosystems. Our results suggest that the observed negative impacts of warming on dryland biocrust communities will decrease their capacity to buffer changes in topsoil P driven by climate change.
Tanto el calentamiento global en curso como las alteraciones en los patrones de precipitaciones provocados por el cambio climático tienen grandes impactos en los ciclos biogeoquímicos, particularmente en los ecosistemas áridos y semiáridos. Además, el aumento global de la deposición de nitrógeno (N) atmosférico puede desestabilizar la productividad primaria en los ecosistemas terrestres, y el fósforo (P) puede convertirse en el nutriente más limitante en muchos de estos ecosistemas. Sin embargo, los impactos del cambio climático en las reservas de P del suelo en los ecosistemas áridos y semiáridos siguen sin comprenderse totalmente. Además, se desconoce si la costra biológica del suelo, un componente biótico importante de los ecosistemas áridos y semiáridos en todo el mundo, modulan tales impactos.Utilizamos dos experimentos a largo plazo (8–10 años) ubicados en el centro (Aranjuez) y el sureste (Sorbas) de España para probar cómo el calentamiento de ~2,5°C, la reducción de las precipitaciones de ~30 % y la cobertura de costra biológica afectaron los pools de P (P no ocluido, P orgánico, P ligado al calcio, P ocluido y P total) de la capa superior del suelo (0–1 cm).El calentamiento aumentó significativamente la mayoría de los pools de P —excepto el P ocluido— en Aranjuez, mientras que solo aumentó el P no ocluido en Sorbas. El tratamiento de reducción de las precipitaciones no tuvo efecto en los pools de P del suelo en ningún sitio experimental. La costra biológica aumentó la mayoría de los depósitos de P del suelo y confirieron resistencia al calentamiento simulado para los principales pools de P en ambos sitios, y a la reducción de las precipitaciones para el P no ocluido y ocluido en Aranjuez. Síntesis. Nuestros hallazgos brindan información novedosa sobre las respuestas de los pools de P del suelo al calentamiento y la reducción de las precipitaciones, y resaltan la importancia de la costra biológica como moduladora de estas respuestas en los ecosistemas áridos y semiáridos. Nuestros resultados sugieren que los impactos negativos observados del calentamiento en las comunidades de costra biológica de los ecosistemas áridos y semiáridos disminuirán su capacidad para amortiguar los cambios en el P del suelo provocados por el cambio climático.
Keywords: Biological soil crusts; climate change; dryland ecosystems; phosphorus deposition; phosphorus fractions.
© 2022 The Authors. Journal of Ecology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of British Ecological Society.