Bildtext får vara max två rader文本. Hela texten ska högerjusteras om den bara ska innehålla fotobyline! 照片:B. 克里斯腾森/

热带雨林和水分

应对干旱的能力对雨林的生存至关重要

在《伟德官网app》上发表的一项研究中, 研究人员分析了南美洲和非洲从森林到热带草原的潜在转变. 照片:G. 用法语/维基共享

故事突出了

  • 热带雨林在不同的降雨季节下有维持其生态结构的策略
  • 这项研究分析了南美洲和非洲从森林到稀树草原的潜在转变
  • 南美洲和非洲的热带雨林都在其储存和利用地表以下水分的能力范围内运作

一项研究确定了南美洲和非洲的热带雨林转变为热带草原的临界值

严格的阈值: 雨林对长时间的干旱非常敏感. 如果降雨量低于某一阈值,该地区可能会变成稀树草原状态.

然而,什么是经常被忽略的呢, 在不同的降雨季节,它们有维持生态结构的策略吗.

水分储存的限制

在《伟德官网app》上发表的一项研究中, 中心博士生Chandrakant Singh, 中心的同事Lan Wang-Erlandsson和Ingo Fetzer, 以及来自波茨坦气候伟德官方网址研究所的Johan Rockström和来自代尔夫特理工大学的Ruud van der Ent, 分析南美洲和非洲从森林到热带草原的潜在转变.

他们发现,南美洲和非洲热带雨林的转变都在其储存和利用地表以下水分的能力范围内进行.

植被在旱季可获得的底土水分不仅由雨季的降雨量来定义, 还取决于植被如何储存和获取水分.

植物通过扩大根系来增加它们的储存能力, 从而为即将到来的旱季获得更多的底土储存. 然而, 森林所能储存的水分是有限度的, 在此之后,热带草原的转变迫在眉睫.

研究发现, 在南美洲, 森林-稀树草原过渡的阈值在550-750 mm左右,而非洲热带雨林在400-600 mm左右.

这项研究的见解有助于更好地理解热带雨林如何适应和应对日益频繁的干旱和降雨变化.

Chandrakant Singh,第一作者

多种应对策略

通过研究地上冠层盖度与地下储水能力的关系, 辛格和他的同事们确定了四类应对干旱的策略:

  • 卑微的国内森林: 树木覆盖率高,月降雨量高,几乎不需要实施任何干旱应对策略.

  • 适度紧张的森林: 树木覆盖率高,但年降雨量低于低度缺水的森林. 降雨季节性导致月蒸发量高于旱季降雨量. 投资更横向和更深的根,以缓冲水分不足.

  • 高国内森林: 与适度缺水的森林相比,树木相对较少,整体年降雨量较低. 叶片大量脱落,显著减少水分流失. 然而, 由于易受森林火灾和水力故障的伟德官方网址,极易受到森林-稀树草原过渡的伟德官方网址. 最大化储存能力,同时减少水分流失.

  • Savanna-grassland制度: 与其他种类相比,树木覆盖率小,年降雨量和蒸发量低. 停止树木覆盖和草的丰富增加了火灾的风险. 草原上的树木, 虽然有更深的根源, 保持主要的根系生物量接近地表,以使草种之间的竞争,以吸收水分.

辛格和他的合著者认为他们的研究很重要, 由于热带雨林的某些地区降雨量持续减少:

“这项研究的见解有助于更好地理解雨林如何适应和应对日益频繁的干旱和降雨变化.”

视频: Chandrakant Singh解释了为什么这项研究的核心观点:

利用蓄积量和冠层/树木覆盖度分析了不同气候条件下(湿变干)森林生态系统的适应和转变. 降雨和总蒸发量的相对量值分别定义为P和E. 从样带中得到的rootzone存储容量和树木覆盖度变化的总体趋势被用来定义下面的线图. 点击插图进入科学研究.

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方法

日降水量由0.25°分辨率,2001-2012年. 研究人员计算了等权重的集合蒸发,以最小化任何潜在的偏差. 利用MOD44B (Version 6) 250m分辨率的年树木覆盖(TC)遥感数据分析森林-稀树草原的变迁. Rootzone storage capacity (Sr)是指植被可以通过蒸腾作用获取的最大土壤水分量. 植物可以通过横向和纵向在土壤中扩张根系来提高Sr.

研究人员选择了6个具有代表性的样带,沿着从热带雨林最密集的部分到热带草原和草原的最长过渡线.

减少任何局部信号噪声和区域空间异质性, 我们应用了一个二阶多项式基于Savitzky-Golay平滑技术的窗口沿横断面的七个网格单元. 我们根据样带的变化对生态系统的干旱应对策略进行了分类, 用实证和统计代理来定义状态和趋势.

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主题: 森林管理
发表: 2020-10-27

相关信息

辛格,C.Wang-Erlandsson L.下,我.Rockstrom, J.范得恩特,R. 2020. 根区储存能力揭示了热带雨林-稀树草原过渡时期的干旱应对策略. 环境研究通讯,DOI: http://doi.org/10.1088/1748 - 9326 / abc377

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有关这项研究的更多信息,请联系Chandrakant Singh:

Chandrakant Singh的研究重点是探索森林对生态系统水文模式变化的恢复力,以及对气候变化的反馈.

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