Global critical soil moisture thresholds of plant water stress

环境科学 干燥 生态系统 蒸腾作用 干旱 焊剂(冶金) 降水 含水量 干旱指数 蒸散量 土壤质地 引爆点(物理) 气候变化 灌溉 水文学(农业) 大气科学 土壤水分 土壤科学 地理 农学 生态学 气象学 地质学 化学 生物 生物化学 有机化学 光合作用 岩土工程 免疫学 工程类 电气工程
作者
Zheng Fu,Philippe Ciais
标识
DOI:10.5194/egusphere-egu23-4507
摘要

During extensive periods without rain, known as dry-downs, decreasing soil moisture (SM) induces plant water stress at the point when it limits transpiration, defining a critical SM threshold (θcrit). Better quantification of θcrit is needed for understanding recent dryness trends and improving future projections of climate and water resources, food production, and ecosystem vulnerability. Here we combine systematic satellite observations of the diurnal amplitude of land surface temperature (dLST) and SM during dry-downs, corroborated by in-situ data from flux towers, to generate the first observation-based global map of θcrit. We find an average global θcrit of 0.19 m3/m3, with a large gradient ranging from 0.12 m3/m3 in arid ecosystems to 0.26 m3/m3 in humid ecosystems. Compared to observations, θcrit simulated by Earth System Models is underestimated in wet areas and overestimated in dry areas, leading to an erroneous spatially uniform pattern. The global observed pattern of θcrit reflects plant adaptation to soil available water and atmospheric demand. Using explainable machine learning, we show that aridity index, leaf area and soil texture are the most influential drivers. Moreover, we show that the annual fraction of days with water stress, when SM stays below θcrit, has increased in the past four decades. Our results have key implications for improving the representation of water stress in models and identifying SM tipping points that could result in impaired ecosystem functioning during prolonged dry-downs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
cdercder应助sjh采纳,获得10
刚刚
领导范儿应助GM采纳,获得10
刚刚
情怀应助Misaki采纳,获得10
刚刚
xxx发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
星辰大海应助123采纳,获得10
1秒前
乐乐应助林子采纳,获得10
1秒前
苏满天发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
狂野紫丝应助rrr采纳,获得10
3秒前
3秒前
Qi发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
酷波er应助zz采纳,获得10
4秒前
空心胶囊完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
莫mo完成签到,获得积分10
5秒前
酷波er应助悲凉的烨华采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
JonyJie完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
jzapex完成签到 ,获得积分20
7秒前
XUEZAIBIN完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
嵇丹雪完成签到,获得积分10
8秒前
爆米花应助去阿中午采纳,获得10
8秒前
小王发布了新的文献求助10
8秒前
烂漫的闭月完成签到,获得积分10
8秒前
dew完成签到,获得积分10
9秒前
彭于晏应助wyt采纳,获得20
9秒前
9秒前
酸枣完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
岁月静好Taoyi完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
科研通AI6.2应助何小文儿采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Nature-Inspired Computing: Concepts, Methodologies, Tools, and Applications 600
Perfectionism in School 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7729987
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9281936
关于积分的说明 20146258
捐赠科研通 7307416
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3303402
关于科研通互助平台的介绍 2456189
邀请新用户注册赠送积分活动 2311785