Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Legacy effects of spring temperature anomalies on seasonal productivities in northern ecosystems

Marsh, Hanna LU (2021) In Student thesis series INES NGEM01 20211
Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
Abstract
Legacy effects of spring temperature anomalies on seasonal productivities in northern ecosystems


Direct and lagged effects from spring temperature anomalies for the time-period 2001-2018 have been investigated for northern ecosystems (> 30°N). Three different data sets of Gross Primary Production (GPP) estimates (GOSIF, NIRvGPP and FLUX GPP) have been used in tandem with concurrent climate data to find significant correlations between spring growth and temperature anomalies and subsequent growing seasons.

Estimates show lagged effects from spring temperature (Tspring) anomalies are most pronounced in the summer season and affect the arctic plant production positively; spring warming possibly lessens the harsh climatic constraints... (More)
Legacy effects of spring temperature anomalies on seasonal productivities in northern ecosystems


Direct and lagged effects from spring temperature anomalies for the time-period 2001-2018 have been investigated for northern ecosystems (> 30°N). Three different data sets of Gross Primary Production (GPP) estimates (GOSIF, NIRvGPP and FLUX GPP) have been used in tandem with concurrent climate data to find significant correlations between spring growth and temperature anomalies and subsequent growing seasons.

Estimates show lagged effects from spring temperature (Tspring) anomalies are most pronounced in the summer season and affect the arctic plant production positively; spring warming possibly lessens the harsh climatic constraints that normally govern arctic grasslands and shrub-lands. Below the arctic circle, lagged effects are mainly negative; this strengthens the hypothesis that warm springs and increased vegetation in spring will increase transpiration rates and increase water demands, leading to increased water-stress in summer and autumn.

Soil moisture is the dominant control of summer vegetation growth in temperate regions. However, the signal of climate variables controlling vegetation growth also seems to differ depending on the methods used to estimate GPP, which highlights the importance of higher resolution datasets to fully understand the underlying mechanisms affecting plant production and plant phenology. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Klimatförändringar förväntas ha en stor inverkan jordens ekosystem i framtiden och till en viss grad har en sådan påverkan redan börjat märkas av. Exempelvis har man märkt att trädens lövknoppar brister ut allt tidigare om vårarna, samtidigt som vissa flyttfåglar väljer att stanna i Norden över de mildare vintrarna, i stället för att flytta till sydligare breddgrader. Det här är troligtvis en konsekvens av ett varmare klimat och vi kan nog vänta oss ännu fler förändringar i framtiden. Ekosystem är komplexa; en liten och till synes obetydlig förändring kan föra med sig stora konsekvenser i ett senare skede. Sådana här eftersläpande effekter är ansedda som ganska svåra att studera och i dagens läge är de fortfarande ganska okända. Det... (More)
Klimatförändringar förväntas ha en stor inverkan jordens ekosystem i framtiden och till en viss grad har en sådan påverkan redan börjat märkas av. Exempelvis har man märkt att trädens lövknoppar brister ut allt tidigare om vårarna, samtidigt som vissa flyttfåglar väljer att stanna i Norden över de mildare vintrarna, i stället för att flytta till sydligare breddgrader. Det här är troligtvis en konsekvens av ett varmare klimat och vi kan nog vänta oss ännu fler förändringar i framtiden. Ekosystem är komplexa; en liten och till synes obetydlig förändring kan föra med sig stora konsekvenser i ett senare skede. Sådana här eftersläpande effekter är ansedda som ganska svåra att studera och i dagens läge är de fortfarande ganska okända. Det främsta syftet med den här rapporten har varit att studera just sådana här eftersläpande effekter på sommarens och höstens växtlighet, som kan uppstå av ovanligt tidiga och varma vårar.
Hypotesen har varit att varmare vårar kan bidra till att växtligheten under sommaren och hösten både kan öka i omfattning eller dämpas (jämfört med ett normalt år) och den viktigaste faktorn som styr detta är tillgången på vatten. En varm vår bidrar ofta till en snabb och intensiv växtsäsong till en början, men för att upprätthålla grönskan krävs mer vatten än normalt. Det här kan få konsekvenser i ett senare skede om vattentillgången inte är tillräcklig.
Satellitdata mellan åren 2001–2018, som täcker all landyta över den 30:e breddgraden, har använts för att uppskatta växtlighetens omfattning under vår, sommar och höst. Lufttemperatur, jordfuktighet och annan klimatdata har använts för att hitta statistiska samband med växtlighetens omfattning under sommaren och hösten.
Resultaten visar att ekosystem lokaliserade långt norrut ovanför polcirkeln, inte märker av de här dämpande effekterna på sommarens och höstens vegetation i samma utsträckning som de längre söderut. De arktiska ekosystemen verkar i stället se en stimulerande effekt som håller i sig under hela växtsäsongen. Längre söderut ser man att varma vårar stimulerar vegetationen till en början, men senare under sommaren eller hösten ändras detta och orsakar i stället mindre vegetation och grönska än normalt. Orsaken är troligtvis att varma vårar minskar vattentillgången under sommaren och hösten längre söderut, men inte alls i samma utsträckning ovanför polcirkeln, där temperatur och solljus i stället är de viktigaste faktorerna som styr hur mycket som växer. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Marsh, Hanna LU
supervisor
organization
alternative title
Förskjutningseffekter från vårliga temperaturanomalier på säsongsproduktivitet i nordliga ekosystem
course
NGEM01 20211
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Physical geography, Ecosystem analysis, Northern ecosystems, Legacy effects, Climate Change, Gross Primary Production
publication/series
Student thesis series INES
report number
544
language
English
id
9056562
date added to LUP
2021-06-19 09:51:08
date last changed
2022-08-31 03:40:58
@misc{9056562,
  abstract     = {{Legacy effects of spring temperature anomalies on seasonal productivities in northern ecosystems


Direct and lagged effects from spring temperature anomalies for the time-period 2001-2018 have been investigated for northern ecosystems (> 30°N). Three different data sets of Gross Primary Production (GPP) estimates (GOSIF, NIRvGPP and FLUX GPP) have been used in tandem with concurrent climate data to find significant correlations between spring growth and temperature anomalies and subsequent growing seasons.

Estimates show lagged effects from spring temperature (Tspring) anomalies are most pronounced in the summer season and affect the arctic plant production positively; spring warming possibly lessens the harsh climatic constraints that normally govern arctic grasslands and shrub-lands. Below the arctic circle, lagged effects are mainly negative; this strengthens the hypothesis that warm springs and increased vegetation in spring will increase transpiration rates and increase water demands, leading to increased water-stress in summer and autumn.

Soil moisture is the dominant control of summer vegetation growth in temperate regions. However, the signal of climate variables controlling vegetation growth also seems to differ depending on the methods used to estimate GPP, which highlights the importance of higher resolution datasets to fully understand the underlying mechanisms affecting plant production and plant phenology.}},
  author       = {{Marsh, Hanna}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  series       = {{Student thesis series INES}},
  title        = {{Legacy effects of spring temperature anomalies on seasonal productivities in northern ecosystems}},
  year         = {{2021}},
}