Forbedring af jordoverflademodeller for at visualisere vegetationsgradienter i bakket terræn

Jordoverflademodeller er et uundværligt værktøj for miljøforskere til at kortlægge de naturlige træk i vores verden, især når de overvåger virkningerne af klimaændringer eller vurderer bevaringsindsatsen.

Imidlertid bruger store modeller, der dækker massive regioner som kontinenter, ofte gitterstørrelser, der ikke tilstrækkeligt fanger den variation, der kan eksistere inden for hver boks. Dette kan være et særligt stort problem for kuperet terræn, hvor højden, temperaturen og vandindholdet kan være meget forskellige, selv inden for en enkelt kortpixel.

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i tidsskriftet Water Resources Research , viste forskere fra Institute of Industrial Science, University of Tokyo en ny metode til at visualisere vegetationsgradienter i kuperet terræn.

Først aggregerede forskerne pixels i større hydrologiske enheder for at repræsentere bakkeskråningen. Derefter diskretiserede de dataene i lodrette højdebånd for at estimere hældningens profil. Dette gjorde det muligt at bestemme den dominerende landdækningstype i hvert højdebånd, og regioner, hvor vegetationsmønsteret er påvirket af bakkeskråninger, kunne derefter identificeres.

"Forskellen i fugt mellem bakker og dale på grund af et skrånende terræn kan skabe unik dynamik og vegetationsmønstre. Faktisk kan en højdeændring på kun få meter føre til dramatiske ændringer i den lokale flora," hovedforfatter af undersøgelsen, Shuping Li, forklarer. Forskerne kaldte dette fænomen "skråningspåvirket vegetation."

Omfanget af bakkeskråninger-påvirket vegetation var ikke tidligere kendt, eller endda om det kunne identificeres over hele verden i forskellige klimaer. Den nye analyse af topografi- og vegetationsdata i høj opløsning viste, at det faktisk er et meget almindeligt globalt fænomen.

Regioner, der er identificeret som udvisende bakkeskråningspåvirket vegetation, er vidt udbredt over hele verden i en række forskellige klimatiske zoner. Nogle eksempler nyligt opdaget i undersøgelsen er placeret i det nordøstlige Rusland og Afrikas Horn.

Dette viser, at indvirkningen af ​​vanddynamik fra skrånende terræn på vegetationsmønstre kan forekomme selv i tørre boreale og halvtørre områder.

Forskerne viste også, at det ikke er nok at beregne virkningerne af højden, som med "trægrænsen" på et bjerg, over hvilket der ikke vokser træer.

"Vi viser, at blot at tage højdens påvirkning i betragtning - som for det meste skyldes ændringer i temperatur - er ikke tilstrækkeligt til at forklare vegetationens heterogenitet. Vanddynamikken i skrånende landskaber kan ikke ignoreres som en vigtig faktor," siger seniorforfatter. Dai Yamazaki.

Forskerne mener, at deres metode kan anvendes på data over hele verden for at forbedre vores forståelse af virkningen af ​​højdeændringer på plantelivet, hvilket væsentligt kan hjælpe klimamodelleringsbestræbelser for at give mere detaljerede oplysninger om klimaændringer.

Flere oplysninger: Shuping Li et al., Hvor i verden styres vegetationsmønstre af Hillslope Water Dynamics?, Water Resources Research (2024). DOI:10.1029/2023WR036214

Journaloplysninger: Vandressourceforskning

Leveret af University of Tokyo