Interplay between topography, fog and vegetation in the central South Arabian mountains revealed using a novel Landsat fog detection technique
Interplay between topography, fog and vegetation in the central South Arabian mountains revealed using a novel Landsat fog detection technique
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使用新颖的陆地卫星雾探测技术揭示了南阿拉伯山脉中部地形、雾和植被之间的相互作用
DOI：
10.1002/rse2.151
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发表时间：
2020
影响因子：
5.5
通讯作者：
Kuemmerle, ed., Tobias
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ball, Lawrence;Tzanopoulos, Joseph;Pettorelli, ed., Nathalie;Kuemmerle, ed., Tobias
在也门和阿曼的南阿拉伯中部山区，当地云雾林拦截季风雾对生态系统功能和服务至关重要。然而，我们对影响雾分布的局地因子及其对植被的累积效应知之甚少。为了研究这些关系，我们开发了一种使用Landsat数据进行高分辨率雾检测的新方法，并使用8种水分敏感植物物种的发生记录验证了结果。然后使用回归树分析来检查影响雾分布的地形因素和影响卫星导出的植被绿度的地形气候因素。我们发现，复杂的山区地形和雾的传入之间的相互作用，导致雾的密度不均匀。具体来说，雾积累对陡峭的迎风坡和地形，导致雾拦截的热点，而较低的雾密度发生在背风位置。我们还发现，雾分布与植被绿度的模式，总体而言，绿度与雾密度增加。雾密度层更准确地描述模式的植被绿度比地形变量单独，因此，我们建议，区域植被格局更密切地遵循雾梯度，比海拔梯度如前所述。雾密度层将使人们更好地了解物种和群落如何对地形气候条件的局部变化做出反应，其中许多物种和群落是地方性的，范围有限的和正在下降的。
In the central South Arabian mountains of Yemen and Oman, monsoon fog interception by the endemic cloud forest is essential for ecosystem functions and services. Yet, we know little about the local factors affecting fog distributions and their cumulative effects on vegetation. To examine these relationships, we developed a novel method of high‐resolution fog detection using Landsat data, and validated the results using occurrence records of eight moisture‐sensitive plant species. Regression tree analysis was then used to examine the topographic factors influencing fog distributions and the topoclimatic factors influencing satellite‐derived vegetation greenness. We find that the interplay between the complex mountain topography and the incoming fog results in heterogeneous fog densities. Specifically, fog accumulates against steep windward slopes and landforms, resulting in hotspots of fog interception, while lower fog densities occur in leeward locations. We also find that fog distributions correlate with patterns of vegetation greenness, and overall, that greenness increases with fog density. The layer of fog density describes patterns of vegetation greenness more accurately than topographic variables alone, and thus, we propose that regional vegetation patterns more closely follow a fog gradient, than an altitudinal gradient as previously supposed. The layer of fog density will enable an improved understanding of how species and communities, many of which are endemic, range‐restricted and in decline, respond to local variability in topoclimatic conditions.
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