01.研究背景
21世纪的气候变化将对陆地生态系统产生重大影响。一方面，高纬度地区较高的大气二氧化碳浓度和较长的生长季节有望促进植被生长。另一方面，可用水减少、更强烈的热浪和干旱以及更频繁的干扰可能会增加植物死亡率。植被覆盖度的变化可能通过生物地球化学和生物物理反馈增强植被覆盖度。
同时，陆地生态系统也将受到未来土地利用变化(LUC)的影响。直到今天，超过三分之二的无冰陆地表面已经被某种形式的人类活动所改变，如作物种植、放牧或伐木。未来可能出现的土地利用与土地覆盖变化情景包括持续毁林和森林扩张，这取决于一系列广泛的假设，包括人口增长、饮食变化、产量变化、以土地为基础的CC缓解的必要性和类型，以及对与不同土地利用形式相关的服务之间的多种协同效应和权衡的评估。因此，本研究探究了未来气候变化(包括大气CO2浓度的增加)和土地覆盖面积对一系列陆地生态系统功能的孤立和综合影响，这些功能指示了与气候反馈和水循环相关的一些生态系统服务：总碳储量和通量、年总蒸散、1月和7月地表反照率和年总径流。
02.主要内容
土地利用和气候变化都影响陆地生态系统。本文采用共享社会经济路径和代表性浓度路径(SSP1xRCP26、SSP3xRCP60和SSP5xRCP85)的三种组合作为三个动态全球植被模型的输入，评估了对几种生态系统功能（陆地碳储量和通量、蒸散发、地表反照率和径流）的影响及其相关的不确定性。此外，还进行了敏感性模拟，保持2015年以来的土地利用或气候(包括大气二氧化碳)不变，以计算单独的土地利用与气候影响。到2080-2099年，与目前相比，碳储量将增加87±47 Gt (SSP1xRCP26)，各情景和模式之间存在较大的空间差异。大部分碳吸收归因于未来土地利用和气候变化以外的驱动因素，特别是历史环境变化的滞后效应。
未来的气候变化通常会增加植被的碳储量，但不会增加土壤的碳储量，而未来的土地利用变化会导致碳损失，即使是农业净放弃(SSP1xRCP26)。蒸散发的变化在不同的情景中是高度可变的，模式在个别影响的变化幅度甚至变化的迹象上都不一致。1月和7月地表反照率的下降(SSP5xRCP85最高为-0.021±0.007和-0.004±0.004)和径流的增加(+67±6 mm/年)主要受气候变化的驱动。
03.数据与方法
土地利用统一(LUH2)数据集(http://luh.umd.edu/)的。
使用三种LUC情景组合(基于共享社会经济路径，ssp)和来自IPSL-CM5A-LR气候模型的相应气候预测(代表性浓度路径，rcp)。本研究只选择了三种ssp和rcp的组合，以反映未来LUC和CC场景的范围。
使用ERA‐40(日)和CRU TS2.1(月)的观测数据，对CMIP5/ISI‐MIP2a进行了这些气候预估，并对偏差进行了校正，这些观测数据为参考期1960-1999，并保留了月温度的绝对变化和月降水的相对变化。
04.重要图表
05.重要结论
本研究进行了动态植被模拟敏感性实验的相互比较，以评估CC和LUC对几种生态系统功能的影响及其相关的不确定性：陆地碳储量和通量、蒸散发、地表反照率和径流。主要结论如下：
（1）大部分碳吸收归因于未来土地利用和气候变化以外的驱动因素，特别是历史环境变化的滞后效应。
（2）未来的气候变化通常会增加植被的碳储量，但不会增加土壤的碳储量，而未来的土地利用变化会导致碳损失，即使是农业净损失(SSP1xRCP26)。
（3）蒸散发的变化在不同的情景中是高度可变的，模式在个别影响的变化幅度甚至变化的迹象上都不一致。1月和7月地表反照率的下降(SSP5xRCP85最高为-0.021±0.007和-0.004±0.004)和径流的增加(+67±6 mm/年)主要受气候变化的驱动。
本研究结果表明，未来的土地利用和气候变化都将对生态系统功能产生重大影响。然而，未来的变化往往不能完全由这两个驱动因素来解释，必须考虑遗留影响。
小编说
本研究的题目为“Multimodel Analysis of Future Land Use and Climate Change Impacts on Ecosystem Functioning”，于2019年发表于《AGU：Earth's Future 》期刊，中科院：地学1区-TOP，IF=8.2。
引用：
Krause, A., Haverd, V., Poulter, B., Anthoni, P., Quesada, B., Rammig, A., & Arneth, A. (2019). Multimodel analysis of future land use and climate change impacts on ecosystem functioning. Earth's Future, 7, 833–851.
本文来源：知天象
转自：“生态遥感前沿”微信公众号
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