Widespread sink limitations on forest biomass growth in the Northern Hemisphere
Notice bibliographique
Résumé
Forests, which sequester atmospheric CO2 in the form of biomass within long-term reservoirs, are critical to the global land carbon sink. Current land surface models assume a strong coupling between photosynthesis and plant biomass changes, with carbon supply (i.e., carbon assimilation though photosynthesis) has been considered the main driver of plant biomass growth (‘source limitation’). However, the potential for sink limitations to constrain plant biomass growth, where plant biomass change become decoupled from photosynthesis, has been raised and supported by free air CO2 enrichment (FACE) experiment, inventory and tree ring evidence.In this study, we relied on high spatial resolution satellite-based retrievals of above-ground biomass (AGB) and vegetation primary productivity (GPP), to quantify the extent of decoupling between plant photosynthesis and biomass growth at the ecosystem scales over the past decade in the Northern Hemisphere (from 35ºN to 90ºN). We found that the fraction of decoupled area in non-intact forest is 66 ± 9%, significantly higher than in the intact forest. Extensive decoupling was observed across Europe, Russia and Canada. This spatial pattern was verified using multiple satellite-derived and inventory-derived AGB, and GPP data from P model. To investigate the drivers of decoupling, we built a generalized additive model to predict spatial variations in decoupling fractions within non-intact forests. The model suggests that harvest and logging account for most of the decoupling in Europe, while wildfires in Siberia may promote a recovery of coupling due to rapid vegetation regrowth. More importantly, even in intact forests, 56 ± 13% still exhibited the decoupling signals. In western Russia, this decoupling appears to be driven by droughts, likely due to carbon allocation shifts to support metabolism and critical plant functions, thereby constraining biomass growth. In western Canada, decoupling was found in in old-growth, or dense intact forests, where high decomposition, competition, or mortality may result in stable or declining forest biomass over time. Our analysis provides a geographic overview of regions experienced sink limitations to forest biomass growth, as well as insights into the mechanisms regulating terrestrial carbon sequestration. These findings represent a critical step toward improving process-based models and enhancing predictions of terrestrial carbon dynamics under future climate change scenarios.
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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 | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».