Earth's Future: 过去40年植被活动最适温度的增加

文摘   2024-10-22 14:06   澳大利亚  

文章标题Increasing Optimum Temperature of Vegetation Activity Over the Past Four Decades

标题译文:过去40年植被活动最适温度的增加

发表期刊:Earth's Future

发表时间:2024.10.03

通讯作者:牛书丽

作者单位:中国科学院地理科学与资源研究所

研究简介

    在过去的40年里,全球气温的上升速度比以前更快,如果温度超过最佳温度(Topt),可能会减少植被活动。然而,植物有能力通过调节Topt来适应不断上升的温度,从而维持甚至增强光合作用和碳吸收。尽管如此,目前尚不清楚植被活动的Topt是如何随时间变化的,以及全球植被在多大程度上能够适应当前的温度变化。

本研究利用1982 - 2020年3个植被遥感指数和总初级生产力的涡动相关观测资料,分析了全球植被活动Topt和热驯化幅度的变化趋势。研究发现,在过去40年里,全球植被活动的Topt以每10年平均0.63°C的速度增加。Topt的增加与年最高日平均气温(Tmax)的增加密切相关,表明热驯化在全球范围内广泛发生。在全球范围内,我们发现Tmax每增加1°C,平均热驯化幅度为0.38°C。其中,极地和大陆区的热驯化幅度最大,干旱区最小。此外,温度年际变率对热驯化强度有正向影响,土壤水分和蒸汽压亏缺对热驯化强度有负向影响。我们的研究结果表明,陆地生态系统已经不同程度地适应了当前的气候变暖趋势,这表明陆地碳吸收的潜力更大。此外,这些结果还表明,为了更好地预测全球碳循环,有必要在地球系统模型中整合Topt的热驯化。

图1.1982-2020年植被活动Topt趋势空间分布(a)。彩色图例表示Topt斜率显著(p < 0.05)。白色区域表示无植被区域,而灰色区域表示无显著趋势。植被活动全球平均Topt的时间趋势(b)。蓝线为全球平均Topt的线形图,红线为线性拟合结果。


图2.各生物群系(a)和气候带(b)平均Topt的时间趋势。实线表示多年来显著的线性趋势。HT,热温带;DT,干温带;显著性水平:p < 0.001, ***。

图3.1982-2020年Topt与Tmax显著相关系数(R)值的空间分布(a)以及不同气候带和植被类型的平均相关系数(b)。

图4.1982—2020年植被活动热驯化幅度的空间分布(a)。斜率为考虑降水和光照影响的归一化植被指数Topt与Tmax之间的偏回归斜率。白色区域表示无植被区域。生物群系(b)和气候带(c)之间的热驯化幅度。误差条为标准化偏差。HT,湿润温带;DT,干燥温带。

图5.不同预测因子在确定植被活动热适应程度和气候变量方面的相对重要性(a),以及植被活动热适应程度与年平均气温CV (b)、土壤含水量(c)之间的关系;和蒸汽压差(d)。特定变量的相对重要性计算为其在模型中的重要性除以最大重要性(模型中CV的重要性)的百分比。蓝线表示通过局部估计散点图平滑方法拟合的线。

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