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Functional convergence of biosphere-atmosphere interactions in response to meteorological conditions

Krich, Christopher und Migliavacca, Mirco und Miralles, Diego G und Kraemer, Guido und El-Madany, Tarek und Reichstein, Markus und Runge, Jakob und Mahecha, Miguel D (2021) Functional convergence of biosphere-atmosphere interactions in response to meteorological conditions. Biogeosciences, 18 (7), Seiten 2379-2404. Copernicus Publications. doi: 10.5194/bg-18-2379-2021. ISSN 1726-4170.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
17MB

Offizielle URL: https://bg.copernicus.org/articles/18/2379/2021/bg-18-2379-2021-discussion.html

Kurzfassung

Understanding the dependencies of the terrestrial carbon and water cycle with meteorological conditions is a prerequisite to anticipate their behaviour under climate change conditions. However, terrestrial ecosystems and the atmosphere interact via a multitude of variables across temporal and spatial scales. Additionally these interactions might differ among vegetation types or climatic regions. Today, novel algorithms aim to disentangle the causal structure behind such interactions from empirical data. The estimated causal structures can be interpreted as networks, where nodes represent relevant meteorological variables or land-surface fluxes and the links represent the dependencies among them (possibly including time lags and link strength). Here we derived causal networks for different seasons at 119 eddy covariance flux tower observations in the FLUXNET network. We show that the networks of biosphere-atmosphere interactions are strongly shaped by meteorological conditions. For example, we find that temperate and high-latitude ecosystems during peak productivity exhibit biosphere-atmosphere interaction networks very similar to tropical forests. In times of anomalous conditions like droughts though, both ecosystems behave more like typical Mediterranean ecosystems during their dry season. Our results demonstrate that ecosystems from different climate zones or vegetation types have similar biosphere-atmosphere interactions if their meteorological conditions are similar. We anticipate our analysis to foster the use of network approaches, as they allow for a more comprehensive understanding of the state of ecosystem functioning. Long-term or even irreversible changes in network structure are rare and thus can be indicators of fundamental functional ecosystem shifts.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145611/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Functional convergence of biosphere-atmosphere interactions in response to meteorological conditions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Krich, ChristopherMax-Planck-Institute for Biogeochemistry, Jena, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Migliavacca, MircoMax-Planck-Institute for Biogeochemistry, Jena, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Miralles, Diego GHydro-Climate Extremes Lab (H-CEL), Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University, Ghent, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kraemer, GuidoMax-Planck-Institute for Biogeochemistry, Jena, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
El-Madany, TarekMax-Planck-Institute for Biogeochemistry, Jena, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reichstein, MarkusMax-Planck-Institute for Biogeochemistry, Jena, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Runge, JakobJakob.Runge (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mahecha, Miguel DRemote Sensing Centre for Earth System Research, Leipzig University, Leipzig, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 April 2021
Erschienen in:Biogeosciences
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:18
DOI:10.5194/bg-18-2379-2021
Seitenbereich:Seiten 2379-2404
Verlag:Copernicus Publications
Name der Reihe:Biogeosciences
ISSN:1726-4170
Status:veröffentlicht
Stichwörter:climeate, biosphere-atmosphere interaction
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Jena
Institute & Einrichtungen:Institut für Datenwissenschaften > Datenmanagement und Analyse
Hinterlegt von: Käding, Christoph
Hinterlegt am:16 Nov 2021 12:18
Letzte Änderung:28 Jan 2022 11:13

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