Impacts of abiotic and biotic factors on tundra productivity near Utqiaġvik, Alaska
Impacts of abiotic and biotic factors on tundra productivity near Utqiaġvik, Alaska
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非生物和生物因素对阿拉斯加乌特恰维克附近苔原生产力的影响
DOI：
10.1088/1748-9326/acf7d6
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发表时间：
2023
影响因子：
6.7
通讯作者：
Hu, Tongxi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Qingyuan;Zhang, Xuesong;Lara, Mark J.;Li, Zhengpeng;Xiao, Jingfeng;Zhao, Kaiguang;Hu, Tongxi
在阿拉斯加北方的乌特恰伊维克镇附近，早期的融雪、温暖的气温和食草动物是影响高纬度苔原生产力的因素之一。然而，我们对这些因素之间的潜在相互作用的理解是有限的。中分辨率成像光谱仪观测提供植被，雪，积水和土壤的覆盖率，以及每像素的冠层叶绿素（fAPAR chl）对光合有效辐射的吸收率。在这里，我们评估了最近的一段时间（2001-2014年），苔原经历了大的年际变化植被生产力指标（即fAPAR叶绿素和APAR叶绿素），这是可以解释的非生物和生物因素。我们发现较早的融雪可以增加土壤和植被覆盖以及六月份的生产力，而气温升高则显着增加了每月的生产力。然而，非生物因素未能解释2008年8月期间生产力的急剧下降，这与严重的旅鼠爆发相吻合。中分辨率成像光谱仪的观测发现，这一苔原生态系统在两年后完全恢复，从而提高了生产力。这项研究强调了气候和草食动物在调节北极沿海苔原生态系统远程检索植物生产力指标的年际变化的潜在作用。
Earlier snowmelt, warmer temperatures and herbivory are among the factors that influence high-latitude tundra productivity near the town of Utqiaġvik in northern Alaska. However, our understanding of the potential interactions between these factors is limited. MODIS observations provide cover fractions of vegetation, snow, standing water, and soil, and fractional absorption of photosynthetically active radiation by canopy chlorophyll (fAPAR chl) per pixel. Here, we evaluated a recent time-period (2001–2014) that the tundra experienced large interannual variability in vegetation productivity metrics (ie fAPAR chl and APAR chl), which was explainable by both abiotic and biotic factors. We found earlier snowmelt to increase soil and vegetation cover, and productivity in June, while warmer temperatures significantly increased monthly productivity. However, abiotic factors failed to explain stark decreases in productivity during August of 2008, which coincided with a severe lemming outbreak. MODIS observations found this tundra ecosystem to completely recover two years later, resulting in elevated productivity. This study highlights the potential roles of both climate and herbivory in modulating the interannual variability of remotely retrieved plant productivity metrics in Arctic coastal tundra ecosystems.
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