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TitreThe influence of vegetation and soil characteristics on active-layer thickness of permafrost soils in boreal forest
AuteurFisher, J P; Estop-Aragones, C; Thierry, A; Charman, D J; Wolfe, S A; Hartley, I P; Murton, J B; Williams, M; Pheonix, G K
SourceGlobal Change Biology vol. 22, issue 9, 2016 p. 3127-3140, https://doi.org/10.1111/gcb.13248
Année2016
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20160067
ÉditeurWiley
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1111/gcb.13248
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
ProvinceTerritoires du Nord-Ouest
SNRC85K/09; 85I/04; 85I/05
Lat/Long OENS-116.1667 -116.0833 62.7500 62.5000
Lat/Long OENS-114.9167 -114.9167 62.7500 62.2500
Sujetspergélisol; humidité du sol; études pédologiques; levés pédologiques; végétation; climat arctique; feux; précipitation; indice d'évapotranspiration; Incendie de forêt; géologie des dépôts meubles/géomorphologie; pédologie
Illustrationsphotographs; plots; schematic diagrams
ProgrammeInfrastructures terrestres, Géosciences de changements climatiques
Résumé(disponible en anglais seulement)
Carbon release from thawing permafrost soils could significantly exacerbate global warming as the active-layer deepens, exposing more carbon to decay. Plant community and soil properties provide a major control on this by influencing the maximum depth of thaw each summer (active-layer thickness; ALT), but a quantitative understanding of the relative importance of plant and soil characteristics, and their interactions in determine ALTs, is currently lacking.
To address this, we undertook an extensive survey of multiple vegetation and edaphic characteristics and ALTs across multiple plots in four field sites within boreal forest in the discontinuous permafrost zone (NWT, Canada). Our sites included mature black spruce, burned black spruce and paper birch, allowing us to determine vegetation and edaphic drivers that emerge as the most important and broadly applicable across these key vegetation and disturbance gradients, as well as providing insight into site-specific differences.
Across sites, the most important vegetation characteristics limiting thaw (shallower ALTs) were tree leaf area index (LAI), moss layer thickness, and understory LAI in that order. Thicker soil organic layers also reduced ALTs, though were less influential than moss thickness. Surface moisture (0-6 cm) promoted increased ALTs, whereas deeper soil moisture (11-16 cm) acted to modify the impact of the vegetation, in particular increasing the importance of understory or tree canopy shading in reducing thaw. These direct and indirect effects of moisture indicate that future changes in precipitation and evapotranspiration may have large influences on ALTs. Our work also suggests that
forest fires cause greater ALTs by simultaneously decreasing multiple ecosystem caracteristics which otherwise protect permafrost.
Given that vegetation and edaphic characteristics have such clear and large influences on ALTs, our data provide a key benchmark against which to evaluate process models used to predict future impacts of climate warming on permafrost degradation and subsequent feedback to climate.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
La libération de carbone lors du dégel du pergélisol pourrait aggraver considérablement le réchauffement climatique puisque l'augmentation de l'épaisseur du mollisol expose une plus grande quantité de carbone à la dégradation. Nous avons entrepris l'étude approfondie de différentes caractéristiques édaphiques et végétales, ainsi que de l'épaisseur de mollisol sur plusieurs parcelles sites situées à quatre sites dans la forêt boréale de la zone de pergélisol discontinu (Territoire du Nord-Ouest, Canada). Les effets directs et indirects de l'humidité des sols indiquent que des changements dans les précipitations et dans l'évapotranspiration peuvent avoir une influence importante sur l'épaisseur du mollisol. Les feux de forêt provoquent une augmentation de l'épaisseur du mollisol, en affectant simultanément plusieurs caractéristiques des écosystèmes qui autrement protège le pergélisol. Nos données fournissent un point de référence permettant d'évaluer des modèles de processus utilisés pour prédire les impacts futurs du réchauffement climatique sur la dégradation du pergélisol et la rétroaction subséquente sur le climat.
GEOSCAN ID298796