유럽 생물군계 전반에 걸쳐 봄보다 가을의 기상학적 가뭄에 대한 식생 민감도가 더 높습니다.

커뮤니케이션 지구 및 환경 4권, 기사 번호: 299(2023) 이 기사 인용

182 액세스

5 알트메트릭

측정항목 세부정보

유럽은 최근 수십 년 동안 심각한 가뭄을 경험했으며, 다양한 식생 분포, 다양한 성장 단계, 다양한 가뭄 특성 및 동시 수문기후 요인으로 인해 식생 반응을 이해하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 기상 가뭄에 대한 식생 반응을 분석하기 위해 우리는 유럽 생물 군계 전반에 걸쳐 여러 식생 지표를 사용했습니다. 우리의 연구 결과에 따르면 가뭄에 대한 식생 민감도는 일년 내내 캐노피가 발달함에 따라 증가하며, 민감도는 봄에 -0.01에서 가을에 0.28로, 가뭄에 취약한 지역은 유럽에서 18.5에서 57.8%로 나타났습니다. 토양 물 부족은 식생-가뭄 민감도를 일시적으로 악화시키는 반면, 공간적 영향은 제한적입니다. 식생-가뭄 민감도는 증기압 부족과 부분적으로 대기 CO2 농도와 밀접한 상관관계가 있습니다. 이러한 결과는 식생-가뭄 민감도의 시공간적 변화와 수문기후 요인의 영향을 강조합니다. 이번 연구 결과는 가뭄에 대한 식생 반응과 동시 수문기후 요인의 영향에 대한 이해를 향상시켜 물 관리 및 가뭄 대비에 귀중한 하위 계절 정보를 제공합니다.

가뭄은 장기 평균 물 가용성보다 낮은 기간입니다1. 기후 변화로 인해 세계 특정 지역에서 가뭄의 강도, 기간 및 빈도가 증가하고2,3 이는 사회와 생태계 모두에 부정적인 영향을 미칩니다4,5. 가뭄은 식생 생산성을 감소시키고6 식생 구성을 변화시키며7 생물 다양성을 감소시키고8,9 생태계 서비스를 감소시킬 수 있습니다5. 많은 유럽 국가들은 지난 수십 년 동안 극심한 여름 가뭄을 겪었습니다10,11,12. 유럽과 영국에서 1981~2010년 동안 가뭄으로 인한 평균 연간 경제적 손실은 약 90억 유로였으며, 이 손실 중 절반은 농업에서 발생했습니다13,14. 이는 가뭄에 대한 식생 반응에 대한 대비와 지식의 중요성을 강조합니다.

강수량 부족으로 인한 기상학적 가뭄은 다양한 수문기후 요인의 영향을 받아 식생 성장에 복잡한 영향을 미칩니다. 여기서 "성장"은 넓은 의미에서 바이오매스 또는 1차 생산량의 변화를 초래하는 식생 과정을 의미합니다15. 수문기후 요인에는 토양 수분 가용성(토양 수분, SM), 일시적 대기 건조도(증기압 부족, VPD), 태양 복사(순 복사, Rn) 및 대기 이산화탄소(aCO2) 농도가 포함됩니다. 이러한 요인들은 가뭄이 생물물리학적 과정에 미치는 영향을 증폭시키거나 완화시키는 방식으로 상호작용할 수 있습니다. 기상학적 가뭄에 대한 식물의 반응은 성장이 물(SM)에 의해 제한되는지 아니면 에너지(Rn)에 의해 제한되는지에 따라 달라집니다. 가뭄 동안 식생에 대한 SM과 VPD의 상대적인 역할은 풀기가 어렵습니다. 또한, 식생 수분 스트레스 동안의 aCO2 효과는 여전히 논쟁의 여지가 있으며21 다른 요인들과 얽혀 있습니다22. 식생 성장과 가뭄에 대한 반응에 대한 이러한 요인들의 상대적인 역할을 평가하고, 기상학적 가뭄과 함께 발생하는 다양한 동시 요인들 간의 상호 작용에 대한 전체적인 이해를 얻기 위해서는 포괄적인 연구가 필요합니다.

표준화된 강수량 및 증발산량 지수(SPEI)23는 가뭄의 심각도, 강도 및 기간을 포함하여 기상학적 가뭄의 특성을 추정하는 데 자주 사용됩니다. 자세한 정의는 심판을 참조하십시오. 24. SPEI는 강수량과 대기 증발 물 수요 사이의 물 균형을 고려하고 전 세계 및 지역 규모에서 식생에 대한 물 스트레스 조건에 대한 포괄적인 이해를 제공합니다25,26,27,28. SPEI는 가뭄이 토양 수분, 식생 활동, 작물 수확량 및 산림 성장에 미치는 영향을 평가하는 데 있어 다른 지수보다 우수한 것으로 나타났습니다29,30,31. 대략적인 기후 데이터(0.5도)로부터 계산된 SPEI는 전 세계 및 지역 규모에 걸쳐 식생 활동에 대한 SPEI의 경년 변동성의 영향을 평가하는 데 사용되었습니다32,33. 최근 개발된 고해상도(0.1도) 기후 재분석 데이터는 공간적으로 상세한 정보와 함께 SPEI를 사용하여 식생에 대한 가뭄 영향을 평가할 수 있는 가능성을 제공합니다.

0.05). Inset pie charts indicate the overall proportion of areas of correlation values./p> 0.05, Table 1, Fig. 6a–c), suggesting that the spatial variations of SM had minor roles in vegetation-drought sensitivities. During spring, aCO2 concentration had weak negative correlations with the vegetation-drought responses (ensemble mean correlation coefficients −0.28, p > 0.05, n = 12). During autumn, Rn and aCO2, together with VPD, all had positive significant correlations with vegetation-drought responses, with an ensemble mean correlation coefficient from 0.83 to 0.91 (p ≤ 0.05, n = 12, Table 1). The drought sensitives estimated from the seven vegetation indicators exhibited generally consistent correlations to a hydroclimatic factor. A minor inconsistency was found in the roles of aCO2 and VPD on summer vegetation-drought sensitivities estimated from GPP, which were much weaker compared to estimates from the other six vegetation indicators (Table 1)./p>

유럽 ​​생물군계 전반에 걸쳐 봄보다 가을의 기상학적 가뭄에 대한 식생 민감도가 더 높습니다.

유럽 생물군계 전반에 걸쳐 봄보다 가을의 기상학적 가뭄에 대한 식생 민감도가 더 높습니다.