{"id":10771,"date":"2026-04-10T07:39:39","date_gmt":"2026-04-10T07:39:39","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/yang-s\/"},"modified":"2026-04-23T07:16:09","modified_gmt":"2026-04-23T07:16:09","slug":"yang-s","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/yang-s\/","title":{"rendered":"Yang, S."},"content":{"rendered":"","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":8,"featured_media":12460,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-10771","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"SOIL ORGANIC MATTER IN THE PERUVIAN ANDES","samenvatting":"De bodem bevat de grootste terrestrische koolstof (C) voorraad en speelt een belangrijke rol in de wereldwijde C-dynamiek. Alpiene graslanden van de Neo-tropische Peruviaanse Andes hebben grote voorraden bodem organische koolstof in de bodem (SOC), die cruciaal zijn voor voedselproductie en watervoorziening van omliggende gebieden. Aangezien deze graslanden zeer gevoelig zijn voor klimaatverandering is het essentieel om inzicht te krijgen in de persistentie en kwetsbaarheid van de SOC-voorraden en de onderliggende stabilisatiemechanismen van SOC. Alpiene graslandgronden in de Peruaanse Andes zijn maar in zeer beperkte mate bestudeerd met betrekking tot hun SOC voorraad, vooral voor wat betreft de controlemechanismen die de SOC voorraad bepalen en daarnaast ook de samenstelling van bodem organische stof (SOM) op moleculair niveau. De doelstellingen van dit proefschrift zijn: (1) om de SOC voorraad te kwantificeren en om sleutelfactoren te vinden die de ruimtelijke SOC patronen bepalen, (2) om inzicht te verkrijgen in de onderliggende mechanismen van bodem organische stof stabilisatie, (3) om de stabilisatie van bodem organische stof door bodemaggregaatvorming onder gecontroleerde omstandigheden te onderzoeken in relatie tot lithologie en neerslag, en (4) om mogelijke relaties tussen de moleculaire samenstelling en de stabilisatie van bodem organische stof in de bestudeerde alpiene graslanden van de Peruaanse Andes nader te onderzoeken.\n\nHoofdstuk 1 presenteert de achtergrond van het onderzoek en daarnaast ook algemene informatie over de bemonsteringslocaties in de alpiene graslanden van de Peruaanse Andes. Kort samengevat hebben we in dit hoofdstuk de recente wetenschappelijk stand van zaken ten aanzien van SOM samengevat en geven we aan hoe de kennis van SOM-stabilisatie kan worden toegepast voor de bodem van de Peruaanse Andes tegen de achtergrond van \u2018global change\u2019.\n\nIn hoofdstuk 2 wordt de ruimtelijke verdeling van SOC-voorraden onderzocht in relatie tot gesteente soort, landgebruikstype, begrazingsintensiteit en topografische positie. Bodemmonsters werden verzameld van 69 locaties om de SOC-voorraden, gebaseerd op het complete bodemprofiel, te bepalen voor het studiegebied bij Cajamarca (het \u201cnatte\u201d studiegebied). Bovendien werden meerdere lineaire modellen toegepast om bodemvormings- en omgevingsfactoren te identificeren die de ruimtelijke verdeling van SOC bepalen. De SOC-voorraad van het bestudeerde gebied was 215 \u00b1 21 Mg ha-1, wat hoger is dan het wereldwijde gemiddelde niveau, maar lager dan in vergelijkbare ecosystemen in de Ecuadoriaanse Andes. De ruimtelijke variatie van de totale SOC-voorraad kon worden voorspeld door bodemdiepte en bodemvocht. Met bodemdiepte en bodemvocht als voorwaardelijke variabelen, wordt lithologie de sleutelfactor die de ruimtelijke verdeling van SOC-voorraad bepaalt. In tegenstelling tot de totale SOC-voorraad, wordt de SOC-voorraad van de bovenste 10 cm voorspeld door bodemvocht, lithologie, begrazingsintensiteit en hoogte. De meeste onderzoeken naar SOC schatten de SOC-voorraad door bemonstering tot een constante, maar beperkte diepte. Onze resultaten laten echter zien dat de SOC-voorraad moet worden bepaald aan de volledige bodemprofielen, omdat bemonstering tot een beperkte constante diepte resulteert in een onderschatting van de SOC-voorraad en een overschatting van de effecten van bodemvorming en omgevingsfactoren op de verdeling van de SOC-voorraad.\n\nIn hoofdstuk 3 worden de effecten van de lithologie op SOC-voorraden en SOM-stabilisatie onderzocht. Monsters werden verzameld van bodems op kalksteen (LS's) en bodems op zure stollingsgesteente (AS's) afkomstig van de natte onderzoekslocatie. SOM-stabilisatiemechanismen werden onderzocht met behulp van een selectieve extractiemethode om actieve Fe-, Al- en Ca-fracties te isoleren. De resultaten toonden aan dat de LS's aanzienlijk hogere SOC-voorraden hadden dan de AS's. In zowel LS's als AS's werd SOM gestabiliseerd door complexering met en \/ of adsorptie aan Fe- en Al-oxiden. Alleen in de LS droeg de vorming van Ca2 + -bruggen tussen OM en mineraaloppervlakken ook bij aan SOM-stabilisatie. De Ca-gerelateerde SOM-stabilisatie geeft een mogelijke verklaring voor de hogere SOC-voorraden in de LS. Daarentegen werd geen bewijs gevonden dat de OM-stabilisatie werd geregeld door kristallijne Fe-oxiden, klei-gehalte, allofanen, Al-toxiciteit of aggregaatstabiliteit. De resultaten suggereren een verschuiving van SOM-stabilisatie gedomineerd door Fe- en Al-oxiden naar die met de aanwezigheid van Ca2 + -bruggen met toenemende pH-waarden, en is lithologie bepaald.\n\nIn hoofdstuk 4 werden de effecten van neerslag en lithologie op de verdeling van de bodemaggregaatgrootte en SOC-stabiliteit onderzocht. De natte zeefmethode werd toegepast om de aggregaatgrootteverdeling te bepalen, terwijl een 76-daagse incubatie van intacte en gemalen bodemaggregaten werd toegepast om de SOC-stabiliteit en aggregaat-gecontroleerde SOM-stabilisatie te bepalen. De aggregaatgrootteverdeling werd hoofdzakelijk bepaald door de lithologie in plaats van door neerslag, wat te zien is aan grotere aggregaten voor de LS's in vergelijking tot die van de AS's. De SOC-stabiliteit nam af met neerslag in de LS's, maar had geen significante verandering in de AS's. In aggregaten ingesloten SOM speelt een beperkte rol in SOM-stabilisatie, wat zich uit in: (1) beperkte veranderingen in SOC-mineralisatiesnelheden tussen intacte en gemalen aggregaten, en (2) inconsistente patronen van de aggregaat grootteverdeling, en in de patronen van SOC-mineralisatie. SOM-adsorptie op mineraaloppervlakken was dus het belangrijkste gevonden stabilisatiemechanisme. De resultaten suggereren dat SOC-stabiliteit word gecontroleerd door de interactie tussen lithologie en neerslag, die verder wordt geregeld door bodemmineralogie in relatie tot de input van SOM.\n\nIn hoofdstuk 5 werd de moleculaire samenstelling van SOM onderzocht in relatie tot zijn stabiliteit ten aanzien van decompositie. Hiervoor werden pyrolyse-gaschromatografie \/ massaspectrometrie (GC \/ MS) -analyses met behulp van tetramethylammoniumhydroxide (TMAH) uitgevoerd aan monsters van de 76-daagse bodemincubatie met intacte en vermalen aggregaten zoals beschreven in hoofdstuk 4. Mogelijke veranderingen in moleculaire samenstelling van SOM voor en na incubatie werden gebruikt om de stabiliteit van SOM en de microbi\u00eble transformatie van SOM-moleculen te bepalen. Verschillen in moleculaire samenstelling van SOM, na incubatie tussen intacte en gemalen aggregaten werden gebruikt om de door occlusie beschermde SOM in aggregaten te bepalen. De resultaten toonden grote relatieve hoeveelheden verbindingen die afgeleid zijn van vetzuren (FA's), waaronder een belangrijke bijdrage van vrije FA's. De aanwezigheid van dubbele bindingen (onverzadigde versus verzadigde FA's) en koolstofketenlengte waren sleutelfactoren die de FA-stabiliteit bepaalden. Onverzadigde FA's waren na de incubatie minder aanwezig in vergelijking tot verzadigde FA's, en ze waren positief geassocieerd met de mineralisatiegraad van de SOC in de bodem. De verminderde aanwezigheid van onverzadigde FA's wordt zeer waarschijnlijk verklaard door hun gemakkelijkere afbraak in vergelijking tot verzadigde FA's, en wordt verder toegeschreven aan een verminderde stabilisatie, die wordt bepaald door associatie met mineraal oppervlakken en \/ of chemische eigenschappen. Het is daarnaast onwaarschijnlijk dat dit verklaard kan worden door occlusie van organische stof in aggregaten. De aanwezigheid van lange-keten FA's was na incubatie sterker verminderd dan die voor korte-keten FA's, en een mogelijke verklaring hiervoor is dat korte-keten FA's beter beschermd waren doordat ze totaal werden afgesloten binnen de aggregaten. Alhoewel we microbi\u00eble transformatie van FA's tijdens de incubatie hebben waargenomen, had het een beperkte effect op de voorspelling van de stabiliteit van FA\u2019s voor wat betreft dubbele bindingen en koolstofketenlengte. Tenslotte be\u00efnvloedden de bodemsoort en de horizonten ook de effecten van dubbele bindingen en koolstofketenlengte op de stabiliteit van FA\u2019s. Dit suggereert dat meer studie nodig is voordat onze bevindingen naar andere bodems kunnen worden gegeneraliseerd. De resultaten tonen aan dat de inherente eigenschappen van FA\u2019s in de bodem de interacties met de bodemmatrix beheersen en indirect hun stabilisatie en persistentie regelen in de onderzochte bodems van de Peruaanse Andes.\n\nHoofdstuk 6 geeft een synthese van de belangrijkste bevindingen in dit proefschrift. De belangrijkste bevindingen waren dat: (1) Lithologie de sleutelfactor is voor het beheersen van de SOC-voorraad en -stabiliteit; (2) Stabilisatie van SOM wordt bepaald door Fe- en Al-oxiden in AS bodems in de natte onderzoekslocatie, en daar in de LS bodems ook wordt bevorderd door Ca2 + -bruggen naast de Fe- en Al-oxiden; (3) Stabiliteit van SOC neemt af met neerslag in de LS's maar heeft beperkte invloed in de AS's, wat kan worden verklaard door de bodemmineralogie en de input van SOM; en (4) de aanwezigheid van dubbele bindingen en koolstofketenlengte regelen de stabiliteit van vetzuren door de interacties met de bodemmatrix. De implicaties van de bevindingen worden ook besproken in hoofdstuk 6. Met betrekking tot de moleculaire samenstelling van SOM komen de resultaten overeen met studies aan lipide-rijke en lignine-arme bodems in de Andes-graslanden van Ecuador. Dit is echter niet een algemeen voorkomend patroon in bodems uit andere gebieden. Vervolgstudies zouden zich kunnen richten op de onderliggende mechanismen van de stabilisatie van de grote lipidenfractie. Wat betreft de stabilisatie van SOM in het algemeen, gaven de resultaten aan dat de chemische samenstelling van SOM, de stabiliteit van de SOM en de interactie met de bodemmatrix be\u00efnvloedt. Omdat de resultaten niet kunnen verklaren of de verschillen in stabiliteit tussen onverzadigde en verzadigde FA\u2019s kunnen worden toegeschreven aan chemische recalcitrantie of interacties met mineraaloppervlakken, zijn er meer studies nodig naar de voorkeur van onverzadigde en verzadigde vetzuren voor absorptie aan mineraaloppervlakken, en de bescherming tegen microbi\u00eble decompositie. De bevindingen van deze studie voor ecosysteembeheer, wijzen op het belang van de interactie tussen lithologie en neerslag in relatie tot OM-input. Toekomstig onderzoek zou zich kunnen richten op mogelijke toepassingen van de kennis die in dit proefschrift wordt benadrukt om de bodemkwaliteit te verbeteren en de ecosysteemdiensten van de Andes-graslanden in stand te houden.","summary":"Soil contains the largest terrestrial carbon (C) pool and plays an important role in global C dynamics. Alpine grasslands of the Neotropical Peruvian Andes have large soil organic carbon (SOC) stocks, which are crucial to food production and water provision for the surrounding areas. With regard to the high vulnerability of the grasslands under climate change, it is important to have insight into the persistence and vulnerability of the SOC stocks and the underlying stabilization mechanisms. However, alpine grassland soils in the Peruvian Andes are less-studied with regard to SOC stocks, and especially with regard to the mechanisms controlling SOC storage and Soil Organic Matter (SOM) composition at the molecular level. The objectives of this thesis were: (1) to quantify the SOC stocks and to find key factors controlling the SOC spatial patterns, (2) to have insights into the underlying mechanisms of soil organic matter stabilization, (3) to investigate SOM stabilization controlled by soil aggregation as affected by lithology and precipitation, and (4) to investigate potential relationships between SOM molecular composition and SOM stabilization in the studied alpine grasslands of the Peruvian Andes.\n\nChapter 1 provides the background of the research topic and general information of the sampling sites in the alpine grasslands of the Peruvian Andes. Briefly, in this chapter we summarized recent research progress in SOM stabilization mechanisms and proposed how to apply the knowledge of SOM stabilization for the soils of the Peruvian Andes under the background of global change.\n\nIn Chapter 2 the spatial distribution of SOC stocks was investigated over a variety of different bedrocks, land use types, grazing intensities and topographical positions. Soil samples were collected from 69 plots to estimate the SOC stocks of the entire soil profiles for the study area near Cajamarca (the wet site). In addition, multiple linear models were applied to identify significant soil formation and environmental factors controlling the distribution of SOC. The SOC stocks of the studied area were 215\u00b121 Mg ha-1, which is higher compared to the global average level but lower compared to comparable ecosystems in the Ecuadorian Andes. The spatial variation of the total SOC stocks was predicted by soil depth and soil moisture. When soil depth and soil moisture were controlled as conditional variables, lithology was the key factor controlling the distribution of SOC stocks. Different from the total SOC stocks, SOC stocks of the upper 10 cm were predicted by soil moisture, lithology, grazing intensity and altitude. Most studies estimate SOC stocks by sampling to a limited constant depth. However, our results suggest that SOC stocks should be estimated using the entire soil profiles, because sampling to a limited constant depth results in underestimations of SOC stocks and overestimations of the effects of soil formation and environmental factors on the SOC stock distribution.\n\nIn Chapter 3 the effects of lithology on SOC stocks and SOM stabilization were investigated. Samples were collected from limestone soils (LSs) and acid igneous rock soils (ASs) in the wet site. SOM stabilization mechanisms were investigated using a selective extraction method to isolate active Fe, Al and Ca fractions. The results showed that the LSs had significantly higher SOC stocks than the ASs. In both LSs and ASs, SOM was stabilized by complexation with and\/or adsorption on Fe- and Al-oxides. Exclusively in the LSs, the formation of Ca2+ bridges between OM and mineral surfaces also contributed to SOM stabilization. The Ca-induced SOM stabilization gives a potential explanation for the higher SOC stocks in the LSs. In contrast, no evidence was found that OM stabilization was controlled by crystalline Fe oxides, clay contents, allophones, Al toxicity or aggregate stability. The results suggest a shift in SOM stabilization dominated by Fe- and Al- oxides to that with the presence of Ca2+ bridges with increasing pH values driven by lithology.\n\nIn Chapter 4 the effects of precipitation and lithology on soil aggregate-size distribution and SOC stability were investigated. A wet-sieving method was applied to determine aggregate-size distribution, whereas a 76-day incubation of intact and crushed soil aggregates was applied to estimate SOC stability and aggregate-controlled SOM stabilization. Aggregate-size distribution was mainly controlled by lithology rather than precipitation, as indicated by larger aggregates for the LSs compared to the ASs. SOC stability declined with precipitation in the LSs, but had no significant change in the ASs. SOM occluded in aggregates played a limited role in SOM stabilization, as indicated by: (1) limited changes in SOC mineralization rates between intact and crushed aggregates, and (2) inconsistent patterns of aggregate-size distribution and patterns of SOC mineralization. Thus, SOM adsorption on mineral surfaces was the major stabilization mechanism. The results suggest that SOC stability was controlled by the interaction between lithology and precipitation, which is further controlled by soil mineralogy in relation to SOM input.\n\nIn Chapter 5 the molecular composition of SOM in relation to its stability against decomposition was investigated. For this, pyrolysis-gas chromatography\/mass spectrometry (GC\/MS) analyses assisted by tetramethylammonium hydroxide (TMAH) were applied using samples from the 76-day soil incubation with aggregates intact and crushed as described in Chapter 4. Potential changes in SOM molecular composition before and after incubation were used to estimate SOM stability and the microbial transformation of SOM molecules. Differences in SOM molecular composition after the incubation between intact and crushed aggregates were used to estimate the SOM protected by occlusion in aggregates. The results showed large relative abundances of compounds derived from fatty acids (FAs), with a major contribution of free FAs. The presence of double bonds (unsaturated vs. saturated FAs) and carbon chain length were key factors controlling the FA stability. Unsaturated FAs were more depleted after the incubation compared to saturated FAs and positively associated with soil organic carbon mineralization rates. The depletion of unsaturated FAs is likely to be explained by their easier degradation compared to saturated FAs and further attributed to their less stabilization controlled by association with mineral surfaces and\/or chemical properties. Instead, it is unlikely explained by the stabilization controlled by occlusion in aggregates. Long-chain FAs were more depleted than short-chain FAs after the incubation and a possible explanation for this is that short-chain FAs received more protection by occluded in aggregate. Although we observed the microbial transformation of FAs during the incubation, it had limited effects on the prediction of FA stability using double bonds and carbon chain length. Finally, soil types and horizons also influenced the effects of double bonds and carbon chain length on FA stability. This suggests that more studies are required before generalizing our findings to other soils. The results give the evidence to show that the inherent properties of soil FAs control their interactions with the soil matrix and indirectly govern their stabilization and persistence in the Peruvian Andean soils under study.\n\nChapter 6 gives a synthesis of the major findings in this Thesis. The major findings were that: (1) Lithology is the key factor controlling SOC stocks and stability; (2) SOM stabilization is controlled by Fe- and Al-oxides in the wet-ASs, and is promoted by Ca2+ bridges in addition to the Fe- and Al-oxides in the wet-LSs; (3) SOC stability decreases with precipitation in the LSs but has limited differences in the ASs, which can be explained by soil mineralogy in relation to SOM input; and (4) the presence of double bonds and carbon chain length control the stability of fatty acids through the interactions with the soil matrix.\n\nImplications of the findings were also discussed in Chapter 6. With regard to the SOM molecular composition, the results agree with the studies that found lipid-rich and lignin-depleted soils in the Andean grasslands of Ecuador. However, this is not common in soils from other areas. Further studies can focus on the underlying mechanisms of the large lipid fraction. With regard to SOM stabilization in general, the results gave evidence that SOM chemical composition affects SOM stability and their interactions with the soil matrix. Since the results are insufficient to explain whether the differences in stability between unsaturated and saturated FAs are attributed to chemical recalcitrance or interactions with mineral surfaces, more studies are required to investigate the affinity of unsaturated and saturated fatty acids to absorbed on mineral surfaces against microbial decomposition. With regard to the implications for ecosystem management, the results indicated the importance of the interaction between lithology and precipitation in relation to the OM input. Future research could focus on potential applications of the knowledge highlighted in this thesis to improve soil quality and to sustain ecosystem services of the Andean grasslands.","auteur":"Yang, S.","auteur_slug":"yang-s","publicatiedatum":"1 april 2020","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/yangs?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/e63b2f6b-ce18-4f85-8c18-18bedb0f1696\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"FTP-202604100730","isbn":"978-94-91407-83-3","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Universiteit van Amsterdam","afbeeldingen":12460,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Universiteit van Amsterdam","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/10771","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10771"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/10771\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10774,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/10771\/revisions\/10774"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/12460"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10771"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=10771"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}