The knowledge of tree species dependent turnover of soil organic matter (SOM) is limited, yet required to understand the carbon sequestration function of forest soil. We combined investigations of 13C and 15N and its relationship to elemental stoichiometry along soil depth gradients in 35-year old monocultural stands of Douglas fir (Pseudotsuga menziesii), black pine (Pinus nigra), European beech (Fagus sylvatica) and red oak (Quercus rubra) growing on a uniform post-mining soil. We investigated the natural abundance of 13C and 15N and the carbon:nitrogen (C:N) and oxygen:carbon (O:C) stoichiometry of litterfall and fine roots as well as SOM in the forest floor and mineral soil. Tree species had a significant effect on SOM δ13C and δ15N reflecting significantly different signatures of litterfall and root inputs. Throughout the soil profile, δ13C and δ15N were significantly related to the C:N and O:C ratio which indicates that isotope enrichment with soil depth is linked to the turnover of organic matter (OM). Significantly higher turnover of OM in soils under deciduous tree species depended to 46% on the quality of litterfall and root inputs (N content, C:N, O:C ratio), and the initial isotopic signatures of litterfall. Hence, SOM composition and turnover also depends on additional—presumably microbial driven—factors. The enrichment of 15N with soil depth was generally linked to 13C. In soils under pine, however, with limited N and C availability, the enrichment of 15N was decoupled from 13C. This suggests that transformation pathways depend on litter quality of tree species.

中文翻译：

---

13C 和 15N 土壤深度梯度与 C:N 和 O:C 化学计量的联系揭示了树种对土壤有机质周转的影响

树木物种依赖的土壤有机质 (SOM) 周转的知识有限，但需要了解森林土壤的固碳功能。我们结合了 13C 和 15N 的调查及其与沿土壤深度梯度的元素化学计量关系的研究，在花旗松 (Pseudotsuga menziesii)、黑松 (Pinus nigra)、欧洲山毛榉 (Fagus sylvatica) 和红橡 (Quercus) 35 年单一栽培林分rubra) 生长在均匀的开采后土壤上。我们调查了 13C 和 15N 的自然丰度以及森林地面和矿质土壤中凋落物和细根以及 SOM 的碳:氮 (C:N) 和氧:碳 (O:C) 化学计量。树种对 SOM δ13C 和 δ15N 有显着影响，反映了凋落物和根输入的显着不同特征。在整个土壤剖面中，δ13​​C 和 δ15N 与 C:N 和 O:C 比率显着相关，这表明同位素富集与土壤深度与有机质 (OM) 的周转有关。落叶树种下土壤中 OM 的显着更高的周转率取决于凋落物和根输入的质量（N 含量、C:N、O:C 比）和凋落物的初始同位素特征的 46%。因此，SOM 的组成和周转也取决于额外的——大概是微生物驱动的——因素。15N随土壤深度的富集通常与13C有关。然而，在松树下的土壤中，由于 N 和 C 的可用性有限，15N 的富集与 13C 脱钩。这表明转化途径取决于树种的凋落物质量。C 比率表明同位素富集与土壤深度与有机质 (OM) 的周转有关。落叶树种下土壤中 OM 的显着更高的周转率取决于凋落物和根输入的质量（N 含量、C:N、O:C 比）和凋落物的初始同位素特征的 46%。因此，SOM 的组成和周转也取决于额外的——大概是微生物驱动的——因素。15N随土壤深度的富集通常与13C有关。然而，在松树下的土壤中，由于 N 和 C 的可用性有限，15N 的富集与 13C 脱钩。这表明转化途径取决于树种的凋落物质量。C 比率表明同位素富集与土壤深度与有机质 (OM) 的周转有关。落叶树种下土壤中 OM 的显着更高的周转率取决于凋落物和根输入的质量（N 含量、C:N、O:C 比）和凋落物的初始同位素特征的 46%。因此，SOM 的组成和周转也取决于额外的——大概是微生物驱动的——因素。15N随土壤深度的富集通常与13C有关。然而，在松树下的土壤中，由于 N 和 C 的可用性有限，15N 的富集与 13C 脱钩。这表明转化途径取决于树种的凋落物质量。落叶树种下土壤中 OM 的显着更高的周转率取决于凋落物和根输入的质量（N 含量、C:N、O:C 比）和凋落物的初始同位素特征的 46%。因此，SOM 的组成和周转也取决于额外的——大概是微生物驱动的——因素。15N随土壤深度的富集通常与13C有关。然而，在松树下的土壤中，由于 N 和 C 的可用性有限，15N 的富集与 13C 脱钩。这表明转化途径取决于树种的凋落物质量。落叶树种下土壤中 OM 的显着更高的周转率取决于凋落物和根输入的质量（N 含量、C:N、O:C 比）和凋落物的初始同位素特征的 46%。因此，SOM 的组成和周转也取决于额外的——大概是微生物驱动的——因素。15N随土壤深度的富集通常与13C有关。然而，在松树下的土壤中，由于 N 和 C 的可用性有限，15N 的富集与 13C 脱钩。这表明转化途径取决于树种的凋落物质量。然而，在松树下的土壤中，由于 N 和 C 的可用性有限，15N 的富集与 13C 脱钩。这表明转化途径取决于树种的凋落物质量。然而，在松树下的土壤中，由于 N 和 C 的可用性有限，15N 的富集与 13C 脱钩。这表明转化途径取决于树种的凋落物质量。