Nature Climate Change | 气候变暖和干扰影响整个北美西北部植被的恢复力

文摘 2024-10-11 17:50 法国

高纬度地区的快速变暖和不断增加的干扰改变了植被组成。自二十世纪中叶以来，北极和亚北极地区的变暖速度比全球平均变暖速度快数倍，并且这一速度在未来数十年还将可能进一步加快。气温升高广泛增加了植被生产力（即“绿化”），从而有助于提高北部高纬度地区的碳汇能力。然而，快速变暖也伴随着气候压力和干扰，包括干旱、永冻土退化、火灾和昆虫爆发。因此，气候变暖和干扰等压力也增加了未来碳预算的不确定性。

在本研究中，作者利用遥感绿度的时间自相关性，量化了 2000-2019 年期间北美西北部北极滨海生态系统中植被恢复力的时空变异。结果发现，北方地区南部森林（包括呈现绿化趋势的森林）的植被恢复力明显下降，而大部分北极苔原的植被恢复力有所上升。海拔高、植被茂密的温暖干燥地区是恢复力下降的热点地区之一。林分丢失和火灾加剧了这一趋势，尤其是在北方地区的南部森林。这些研究结果表明，气候变暖和干扰一直在改变植被的恢复能力，有可能打破未来气候下高纬度碳吸收的长期增长预期。

图1 南部北方森林的植被恢复能力普遍下降，而北极苔原的植被恢复能力有所提高。

图2 绿化并不总能增强植被的恢复能力。a-f，外圈表示不同植被（a）主要土地覆被类型（包括常绿林（b）、落叶林（c）、灌木林地（d）、草本植物（e）和稀疏植被（f））恢复力趋势显著增加（R+）、显著减少（R-）和不显著（R-NS）的面积比例。嵌套的内图显示了每个恢复力趋势组（外图）中显著绿化、褐变和非显著（EVI-NS）绿化趋势的面积比例。括号中标注了每个面板中的像素数。

图3 植被恢复力在温暖干燥、厚融冻层、高海拔、高绿度、低土壤氮含量地区下降的可能性更大。ALT（Active Layer Thickness）：融冻层深度。

图4 土地覆被变化和火灾往往伴随着植被恢复力的降低。a,按土地覆被类型分组，即常绿林损失 (EF.loss)、落叶林损失(DF.loss)、灌木损失 (SHB.loss)、落叶林增加(DF.gain)、常绿林增加 (EF. gain)、草本增加(HB. gain) 和灌木增加 (SHB.gain)。b, 每种土地覆被类型的 F（R-）的纬度变化。c,d,火灾前后的 F（R-），以火灾前的土地覆被类型（c）和相应的纬度变化（d）分组，与 a 和b 类似。F(R-) 的计算方法是将目标年份的恢复力（后平均值）与时间基线进行比较，即2003 年至变化前 5 年间同一地点的恢复力平均值。灰色细垂直线的下/上端是 F(R-)，通过比较复原力的上/下边界（后验均值± 后验标准差）与上述基线进行量化，表明变化后复原力估计值的后验范围较大。b 和 d 中的线条和阴影带显示了 100 次引导重采样得出的F(R-) 平均值和标准偏差。FR（fraction of resilience）：恢复力变化。

写在最后

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参考文献

Zhang, Y., Wang, J.A., Berner, L.T. et al. Warming and disturbances affect Arctic-boreal vegetation resilience across northwestern North America. Nat Ecol Evol (2024).

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