Rapidly changing high-latitude seasonality: implications for the 21st century carbon cycle in Alaska
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Seasonal variations in high-latitude terrestrial carbon (C) fluxes are predominantly driven by air temperature and radiation. At present, high-latitude net C uptake is largest during the summer. Recent observations and modeling studies have demonstrated that ongoing and projected climate change will increase plant productivity, microbial respiration, and growing season lengths at high-latitudes, but impacts on high-latitude C cycle seasonality (and potential feedbacks to the climate system) remain uncertain. Here we use ecosys, a well-tested and process-rich mechanistic ecosystem model that we evaluate further in this study, to explore how climate warming under an RCP8.5 scenario will shift C cycle seasonality in Alaska throughout the 21st century. The model successfully reproduced recently reported large high-latitude C losses during the fall and winter and yet still predicts a high-latitude C sink, pointing to a resolution of the current conflict between process-model and observation-based estimates of high-latitude C balance. We find that warming will result in surprisingly large changes in net ecosystem exchange (NEE; defined as negative for uptake) seasonality, with spring net C uptake overtaking summer net C uptake by year 2100. This shift is driven by a factor of 3 relaxation of spring temperature limitation to plant productivity that results in earlier C uptake and a corresponding increase in magnitude of spring NEE from −19 to −144 gC m−2 season−1 by the end of the century. Although a similar relaxation of temperature limitation will occur in the fall, radiation limitation during those months will limit increases in C fixation. Additionally, warmer soil temperatures and increased carbon inputs from plants lead to combined fall and winter C losses (163 gC m−2) that are larger than summer net uptake (123 gC m−2 season−1) by year 2100. However, this increase in microbial activity leads to more rapid N cycling and increased plant N uptake during the fall and winter months that supports large increases in spring NPP. Due to the large increases in spring net C uptake, the high-latitude atmospheric C sink is projected to sustain throughout this century. Our analysis disentangles the effects of key environmental drivers of high-latitude seasonal C balances as climate changes over the 21st century.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».