Phản ứng của các hệ sinh thái trên cạn trước sự thay đổi về nhiệt độ và lượng mưa: một phân tích tổng hợp từ các thí nghiệm

Global Change Biology - Tập 17 Số 2 - Trang 927-942 - 2011
Zhuoting Wu1, Paul Dijkstra1, George W. Koch1, Josep Peñuelas2, Bruce A. Hungate1
1Department of Biological Sciences and Merriam-Powell Center for Environmental Research, Northern Arizona University, Flagstaff, AZ 86011, USA
2Global Ecology Unit CSIC‐CEAB‐CREAF, CREAF (Centre de Recerce Ecològia i Apicacios Forestals), Edifici C, Universitat Autònoma de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain

Tóm tắt

Tóm tắtNhiệt độ trung bình toàn cầu dự đoán sẽ tăng từ 2–7 °C và lượng mưa sẽ thay đổi trên toàn cầu vào cuối thế kỷ này. Để định lượng các tác động của biến đổi khí hậu lên các quá trình hệ sinh thái, một số thí nghiệm biến đổi khí hậu đã được thiết lập trên toàn thế giới trong các hệ sinh thái khác nhau. Mặc dù những nỗ lực này, các phản ứng chung của các hệ sinh thái đất liền đối với thay đổi nhiệt độ và lượng mưa, và đặc biệt là ảnh hưởng kết hợp của chúng, vẫn chưa rõ ràng. Chúng tôi đã sử dụng phân tích tổng hợp để tổng hợp các phản ứng mức hệ sinh thái đối với sự ấm lên, lượng mưa thay đổi, và sự kết hợp của chúng. Chúng tôi tập trung vào sự phát triển của thực vật và cân bằng carbon (C) của hệ sinh thái, bao gồm sinh khối, sản xuất sơ cấp ròng (NPP), hô hấp, trao đổi hệ sinh thái ròng (NEE), và quang hợp của hệ sinh thái, tổng hợp kết quả từ 85 nghiên cứu. Chúng tôi nhận thấy rằng việc tăng nhiệt độ và lượng mưa thường kích thích sự phát triển của thực vật và dòng carbon của hệ sinh thái, trong khi việc giảm lượng mưa có tác động ngược lại. Ví dụ, sự ấm lên kích thích đáng kể tổng NPP, tăng cường quang hợp của hệ sinh thái, và hô hấp của hệ sinh thái. Việc giảm lượng mưa trong thí nghiệm đã ức chế NPP trên mặt đất (ANPP) và NEE, trong khi lượng mưa bổ sung đã tăng cường ANPP và NEE. Năng suất thực vật và dòng C của hệ sinh thái thường cho thấy độ nhạy cao hơn trước sự gia tăng lượng mưa hơn là trước sự giảm lượng mưa. Các tác động tương tác của sự ấm lên và lượng mưa thay đổi có xu hướng nhỏ hơn mong đợi từ các tác động đơn lẻ, mặc dù sức mạnh thống kê thấp giới hạn độ mạnh của các kết luận này. Các thí nghiệm mới với các can thiệp về nhiệt độ và mưa kết hợp là cần thiết để xác định một cách quyết đoán tầm quan trọng của các tương tác giữa nhiệt độ và lượng mưa đối với cân bằng C của các hệ sinh thái trên cạn dưới các điều kiện khí hậu trong tương lai.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Allison I, 2009, The Copenhagen Diagnosis, 2009: Updating the World on the Latest Climate Science

10.1111/j.1365-2486.2008.01716.x

10.1073/pnas.0501647102

10.1890/0012-9615(1999)069[0491:ROTPTE]2.0.CO;2

10.1046/j.1469-8137.2000.00683.x

10.1016/j.jaridenv.2005.06.026

10.1111/j.1365-2486.2004.00868.x

10.1007/s11104-008-9596-2

10.1007/s00442-008-0963-8

10.1073/pnas.0505734102

10.1111/j.1365-2486.2007.01508.x

10.1073/pnas.0702737104

10.1038/30460

10.1111/j.1744-7909.2005.00211.x

10.1093/jpe/rtn020

10.1111/j.1365-2486.2009.01879.x

10.1111/j.1365-2486.2008.01572.x

10.1046/j.1365-2486.1999.00006.x

10.1038/nature03972

10.1038/35041539

10.1046/j.1365-2486.2001.00383.x

10.1046/j.1365-2486.1998.00128.x

10.1111/j.1365-2486.2008.01694.x

De Dato G, 2006, Effects of warmer and drier climate conditions on plant composition and biomass production in a Mediterranean shrubland community, Forest Ecology, 3, 511

10.1111/j.1469-8137.2007.02122.x

10.5194/bg-5-585-2008

10.1890/0012-9658(2001)082[0637:PRTEWI]2.0.CO;2

10.1046/j.0269-8463.2001.00596.x

10.1111/j.1365-2486.2003.00718.x

10.1371/journal.pbio.0030319

10.1007/s10021-004-0220-x

10.1007/s100210000028

10.1111/j.1365-2486.2008.01605.x

10.1175/JCLI3800.1

10.1073/pnas.0504949102

10.1111/j.1466-8238.2009.00504.x

10.1111/j.1365-3040.2008.01806.x

10.1126/science.289.5480.762

10.1073/pnas.0711567105

10.1007/s004420000490

10.1111/j.1469-8137.2004.01108.x

10.1111/j.1365-2486.2005.00899.x

10.1111/j.1365-2486.2007.01447.x

10.1126/science.267.5199.876

10.2307/3546450

10.1111/j.1365-2486.2007.01454.x

Hedges LV, 1985, Statistical Methods for Meta‐Analysis

10.1038/nature06591

10.1007/s00442-008-1116-9

10.1890/0012-9658(1998)079[1526:TROTPB]2.0.CO;2

10.2307/3544334

10.1111/j.1365-2486.2009.01866.x

10.1007/s00442-004-1682-4

10.1657/1523-0430(2004)036[0456:GCDFIA]2.0.CO;2

10.1023/A:1026034523499

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)(2007)Climate change 2007: the physical science basis – summary for policy makers. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC WGI 4th Assessment Report.

10.1890/0012-9658(1999)080[1828:RIMAPT]2.0.CO;2

10.2307/1552009

10.1139/b05-129

10.1016/0038-0717(94)00242-S

10.1641/B580908

10.1126/science.291.5503.481

10.1038/nature03226

10.1007/s00442-003-1179-6

10.1016/j.rse.2007.01.001

10.1556/ComEc.9.2008.1.4

10.1007/BF01536729

10.1046/j.1469-8137.2001.00108.x

10.1111/j.1654-1103.2007.tb02545.x

10.1111/j.1365-2486.2008.01728.x

10.1007/s00442-004-1570-y

10.1126/science.1071828

10.1111/j.1365-2486.2008.01629.x

10.1111/j.1757-1707.2008.01005.x

10.1038/35098065

10.1657/1523-0430(2004)036[0298:ITBLCI]2.0.CO;2

10.2136/sssaj2006.0303

McHale PJ, 1998, Soil warming in a northern hardwood forest, Canadian Journal of Forest Research, 28, 1365, 10.1139/x98-118

10.1126/science.1074153

10.1007/s10021-001-0006-3

10.1111/j.1654-1103.2009.05680.x

10.1002/jpln.200700233

10.1126/science.1082750

10.1111/j.1365-2486.2004.00799.x

10.1111/j.1469-8137.2007.02237.x

10.1890/06-0649

10.1007/s11258-006-9184-6

10.1139/x02-186

10.1007/s00442-006-0621-y

10.1126/science.1066860

10.1111/j.1365-2486.2007.01464.x

10.1046/j.1365-2745.1998.00261.x

10.1007/s10533-007-9148-5

10.1111/j.1365-2486.2008.01724.x

Rosenberg MS, 2000, MetaWin: Statistical Software for Meta‐Analysis. Version 2

10.1890/1051-0761(1997)007[0444:RONLET]2.0.CO;2

10.1046/j.1365-2486.1998.00169.x

10.1126/science.1091165

10.1029/2004GB002315

10.1111/j.1365-2486.2008.01656.x

10.1111/j.1365-2486.2008.01757.x

Schleser GH, 1982, The response of CO2 evolution from soils to global temperature changes, Zeitschrift Naturforschung, 37, 287, 10.1515/zna-1982-0316

10.1046/j.1365-2486.2002.00512.x

10.1046/j.1469-8137.1998.00221.x

10.1111/j.1365-2486.2008.01703.x

10.1111/j.1365-2486.2007.01425.x

SilverWL JacksonRD Allen‐DiazB(2005)Soil carbon dynamics of California grasslands under altered soil moisture regimes. Kearney Foundation of Soil Science Final Report pp. 1–14.

Solomon S, 2007, IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

10.1111/j.1365-2486.2007.01416.x

10.1111/j.1365-2486.2008.01626.x

10.1007/s10021-007-9107-y

Thompson K, 2000, Predicting the response of limestone grassland to climate change, Aspects of Applied Biology, 58, 329

10.1111/j.1365-3040.2007.01713.x

10.1890/1051-0761(2001)011[0311:ROCACE]2.0.CO;2

10.1029/2004GB002315

10.1111/j.1469-8137.2004.01034.x

10.1111/j.1365-2486.2007.01433.x

10.2307/1552257

10.1111/j.1365-2486.2004.00857.x

10.1890/0012-9658(2000)081[3464:ROBAFP]2.0.CO;2

10.1023/A:1005345429236

10.1007/BF00341360

10.1111/j.1365-2486.2008.01807.x

10.1111/j.1469-8137.2007.02054.x

10.1890/02-4053

10.1029/2005GB002526

10.1111/j.1365-2486.2007.01333.x

10.2136/sssaj1997.03615995006100020015x

Thông tin
Thông tin xuất bản

Global Change Biology

Tập 17 Số 2

927-942

Thông tin tác giả