Next generation Arctic vegetation maps: Aboveground plant biomass and woody dominance mapped at 30 m resolution across the tundra biome
Notice bibliographique
Résumé
The Arctic is warming faster than anywhere else on Earth, placing tundra ecosystems at the forefront of global climate change. Plant biomass is a fundamental ecosystem attribute that is sensitive to changes in climate, closely tied to ecological function, and crucial for constraining ecosystem carbon dynamics. However, the amount, functional composition, and distribution of plant biomass are only coarsely quantified across the Arctic. Therefore, we developed the first moderate resolution (30 m) maps of live aboveground plant biomass (g m −2 ) and woody plant dominance (%) for the Arctic tundra biome, including the mountainous Oro Arctic. We modeled biomass for the year 2020 using a new synthesis dataset of field biomass harvest measurements, Landsat satellite seasonal synthetic composites, ancillary geospatial data, and machine learning models. Additionally, we quantified pixel-wise uncertainty in biomass predictions using Monte Carlo simulations and validated the models using a robust, spatially blocked and nested cross-validation procedure. Observed plant and woody plant biomass values ranged from 0 to ∼6000 g m −2 (mean ≈ 350 g m −2 ), while predicted values ranged from 0 to ∼4000 g m −2 (mean ≈ 275 g m −2 ), resulting in model validation root-mean-squared-error (RMSE) ≈ 400 g m −2 and R 2 ≈ 0.6. Our maps not only capture large-scale patterns of plant biomass and woody plant dominance across the Arctic that are linked to climatic variation (e.g., thawing degree days), but also illustrate how fine-scale patterns are shaped by local surface hydrology, topography, and past disturbance. By providing data on plant biomass across Arctic tundra ecosystems at the highest resolution to date, our maps can significantly advance research and inform decision-making on topics ranging from Arctic vegetation monitoring and wildlife conservation to carbon accounting and land surface modeling. • Plant biomass was mapped across the Arctic at the highest resolution (30 m) to date. • Broad patterns of plant biomass were consistent with coarser-resolution maps. • Fine scale plant biomass distribution was shaped by topography and disturbance. • Plant biomass increased with growing season temperatures across the Arctic biome. • These new plant biomass maps can inform ecological monitoring and modeling.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».