Exploring the impacts of unprecedented climate extremes on forest ecosystems: hypotheses to guide modeling and experimental studies
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Climatic extreme events are expected to occur more frequently in the future, increasing the likelihood of unprecedented climate extremes (UCEs), or record-breaking events. UCEs, such as extreme heatwaves and droughts, substantially affect ecosystem stability and carbon cycling by increasing plant mortality and delaying ecosystem recovery. Quantitative knowledge of such effects is limited due to the paucity of experiments focusing on extreme climatic events beyond the range of historical experience. Here, we use two dynamic vegetation demographic models (VDMs), ED2 and LPJ-GUESS, to investigate the hypothesis that ecosystem responses to UCEs (e.g., unprecedented droughts) differ qualitatively from ecosystem responses to milder extremes, as a result of non-linear ecosystem responses. Additionally, we explore how unprecedented droughts in combination with increasing atmospheric CO2 and/or temperature may affect ecosystem stability and carbon cycling. We explored these questions using simulations of pre-drought and post-drought conditions at well-studied forest sites in Australia and Costa Rica. Both models produced nonlinear responses to UCEs. Due to the two models having different but plausible representations of processes and interactions, they diverge in sensitivity of biomass loss due to drought duration or intensity, and differ between each site. Biomass losses are most sensitive to drought duration in ED2, but to drought intensity in LPJ-GUESS. Elevated atmospheric CO2 concentrations (eCO2) alone did not completely buffer the ecosystems from carbon losses during UCEs in the majority of our simulations. Our findings highlight contrasting differences in process formulations and uncertainties in models, notably related to availability in plant carbohydrate storage and the diversity of plant hydraulic schemes, in projecting potential ecosystem responses to UCEs. The different hypotheses of plant responses to UCEs existing in models reflect knowledge gaps, which should be tested with targeted field experiments. This iterative modeling-experimental framework would help improve predictions of terrestrial ecosystem responses and climate feedbacks.
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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 | 0,004 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».