Published March 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Widespread reduction in gross primary productivity caused by the compound heat and drought in Yangtze River Basin in 2022

Creators

  • 1. Wuhan University of Science and Technology
  • 2. Ministry of Natural Resources
  • 3. China University of Geosciences
  • 4. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research
  • 5. CSIRO Oceans and Atmosphere

Description

Abstract Terrestrial ecosystems play a pivotal role in the global carbon sequestration process, and their photosynthetic capacity is highly susceptible to fluctuations in climate conditions. In 2022, the Yangtze River Basin (YRB) in China experienced an extensive and severe compounded heat and drought event. Compared with the past two decades, our results revealed that the temperature increased by approximately 0.78 ± 0.45 °C and precipitation decreased by about 45.20 ± 30.10 mm from July to October 2022 over the whole YRB. Region I (west from the Sichuan Basin and east to the easternmost of the basin) experienced a more severe temperature increase (0.98 ± 0.35 °C) and precipitation decrease (−60.27 ± 23.75 mm) compared to the other regions in the YRB. Changes in temperature and precipitation resulted in an increase of 0.14 ± 0.06 kPa in vapor pressure deficit (VPD) and a decrease of 5.28 ± 2.09 m 3 m −3 in soil moisture, ultimately leading to a total loss of 26.12 ± 16.09 Tg C (about −6.08% compared to the 2001–2021 mean) in gross primary productivity (GPP) of July to October in 2022. It is noteworthy that broadleaf forests, which comprise 12.03% of the natural vegetation in region I, contributed only 6.46% of the GPP loss between July and October compared to other vegetation types, showing greater resistance to this climate event. Our findings from multiple linear regressions highlight that high temperatures and reduced soil moisture together contribute up to 94% photosynthesis loss in July–October in natural vegetation in region I, while the contribution of reduced VPD is minimal. In the future, we will further explore the impacts of compound heat and drought events on the coupled carbon and water cycles across different ecosystems, in order to better understand the ecosystem response mechanisms to extreme climates.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تلعب النظم الإيكولوجية الأرضية دورًا محوريًا في عملية عزل الكربون العالمية، وقدرتها على التمثيل الضوئي معرضة بشدة للتقلبات في الظروف المناخية. في عام 2022، شهد حوض نهر اليانغتسي (YRB) في الصين حدثًا مركبًا واسعًا وشديدًا للحرارة والجفاف. بالمقارنة مع العقدين الماضيين، كشفت نتائجنا أن درجة الحرارة ارتفعت بنحو 0.78 ± 0.45 درجة مئوية وانخفض هطول الأمطار بنحو 45.20 ± 30.10 ملم من يوليو إلى أكتوبر 2022 على مستوى YRB بأكمله. شهدت المنطقة الأولى (غربًا من حوض سيتشوان وشرقًا إلى أقصى شرق الحوض) زيادة أكثر حدة في درجة الحرارة (0.98 ± 0.35 درجة مئوية) وانخفاض هطول الأمطار (-60.27 ± 23.75 مم) مقارنة بالمناطق الأخرى في YRB. أدت التغيرات في درجة الحرارة وهطول الأمطار إلى زيادة قدرها 0.14 ± 0.06 كيلو باسكال في عجز ضغط البخار (VPD) وانخفاض قدره 5.28 ± 2.09 م 3 م -3 في رطوبة التربة، مما أدى في النهاية إلى خسارة إجمالية قدرها 26.12 ± 16.09 تيراغرام مئوية (حوالي -6.08٪ مقارنة بمتوسط 2001–2021) في إجمالي الإنتاجية الأولية (GPP) من يوليو إلى أكتوبر في عام 2022. وتجدر الإشارة إلى أن الغابات ذات الأوراق العريضة، التي تشكل 12.03 ٪ من الغطاء النباتي الطبيعي في المنطقة الأولى، ساهمت بنسبة 6.46 ٪ فقط من خسارة الناتج المحلي الإجمالي بين شهري يوليو وأكتوبر مقارنة بأنواع الغطاء النباتي الأخرى، مما يدل على مقاومة أكبر لهذا الحدث المناخي. تسلط النتائج التي توصلنا إليها من الانحدارات الخطية المتعددة الضوء على أن درجات الحرارة المرتفعة وانخفاض رطوبة التربة يساهمان معًا في فقدان ما يصل إلى 94 ٪ من التمثيل الضوئي في الفترة من يوليو إلى أكتوبر في الغطاء النباتي الطبيعي في المنطقة الأولى، في حين أن مساهمة انخفاض الأمراض التي يمكن الوقاية منها باللقاحات ضئيلة. في المستقبل، سنواصل استكشاف آثار أحداث الحرارة والجفاف المركبة على دورات الكربون والمياه المقترنة عبر النظم الإيكولوجية المختلفة، من أجل فهم أفضل لآليات استجابة النظم الإيكولوجية للمناخات القاسية.

Translated Description (French)

Résumé Les écosystèmes terrestres jouent un rôle central dans le processus mondial de séquestration du carbone, et leur capacité photosynthétique est très sensible aux fluctuations des conditions climatiques. En 2022, le bassin du fleuve Yangtsé (YRB) en Chine a connu une chaleur et une sécheresse aggravées étendues et graves. Par rapport aux deux dernières décennies, nos résultats ont révélé que la température a augmenté d'environ 0,78 ± 0,45 °C et les précipitations ont diminué d'environ 45,20 ± 30,10 mm de juillet à octobre 2022 sur l'ensemble du YRB. La région I (à l'ouest du bassin du Sichuan et à l'est jusqu'à l'extrême est du bassin) a connu une augmentation plus sévère de la température (0,98 ± 0,35 °C) et une diminution des précipitations (−60,27 ± 23,75 mm) par rapport aux autres régions du YRB. Les changements de température et de précipitations ont entraîné une augmentation de 0,14 ± 0,06 kPa du déficit de pression de vapeur (DPV) et une diminution de 5,28 ± 2,09 m 3 m −3 de l'humidité du sol, conduisant finalement à une perte totale de 26,12 ± 16,09 Tg C (environ −6,08 % par rapport à la moyenne de 2001–2021) de la productivité primaire brute (ppm) de juillet à octobre 2022. Il est à noter que les forêts de feuillus, qui représentent 12,03% de la végétation naturelle dans la région I, n'ont contribué qu'à 6,46% de la perte de ppm entre juillet et octobre par rapport aux autres types de végétation, montrant une plus grande résistance à cet événement climatique. Nos résultats de régressions linéaires multiples soulignent que les températures élevées et la réduction de l'humidité du sol contribuent ensemble à une perte de photosynthèse allant jusqu'à 94 % en juillet-octobre dans la végétation naturelle de la région I, tandis que la contribution de la réduction du DPV est minime. À l'avenir, nous explorerons davantage les impacts des événements de chaleur et de sécheresse composées sur les cycles couplés du carbone et de l'eau dans différents écosystèmes, afin de mieux comprendre les mécanismes de réponse des écosystèmes aux climats extrêmes.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los ecosistemas terrestres desempeñan un papel fundamental en el proceso global de secuestro de carbono, y su capacidad fotosintética es altamente susceptible a las fluctuaciones en las condiciones climáticas. En 2022, la cuenca del río Yangtze (YRB) en China experimentó un evento de calor y sequía compuesto extenso y severo. En comparación con las últimas dos décadas, nuestros resultados revelaron que la temperatura aumentó en aproximadamente 0,78 ± 0,45 °C y la precipitación disminuyó en aproximadamente 45,20 ± 30,10 mm de julio a octubre de 2022 en todo el YRB. La región I (oeste de la cuenca de Sichuan y este a la parte más oriental de la cuenca) experimentó un aumento de temperatura más severo (0,98 ± 0,35 °C) y una disminución de la precipitación (-60,27 ± 23,75 mm) en comparación con las otras regiones de la YRB. Los cambios en la temperatura y la precipitación dieron como resultado un aumento de 0.14 ± 0.06 kPa en el déficit de presión de vapor (VPD) y una disminución de 5.28 ± 2.09 m 3 m −3 en la humedad del suelo, lo que finalmente llevó a una pérdida total de 26.12 ± 16.09 Tg C (aproximadamente -6.08% en comparación con la media 2001–2021) en la productividad primaria bruta (GPP) de julio a octubre de 2022. Cabe destacar que los bosques de hoja ancha, que comprenden el 12,03% de la vegetación natural en la región I, contribuyeron solo con el 6,46% de la pérdida de GPP entre julio y octubre en comparación con otros tipos de vegetación, mostrando una mayor resistencia a este evento climático. Nuestros hallazgos de múltiples regresiones lineales destacan que las altas temperaturas y la reducción de la humedad del suelo contribuyen hasta un 94% a la pérdida de fotosíntesis en julio-octubre en la vegetación natural de la región I, mientras que la contribución de la reducción de la VPD es mínima. En el futuro, exploraremos más a fondo los impactos de los eventos compuestos de calor y sequía en los ciclos acoplados de carbono y agua en diferentes ecosistemas, con el fin de comprender mejor los mecanismos de respuesta de los ecosistemas a los climas extremos.

Files

pdf.pdf

Files (11.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a16f74c381862e1170cb300d2b1a7349
11.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
انخفاض واسع النطاق في إجمالي الإنتاجية الأولية الناجمة عن الحرارة والجفاف المركبين في حوض نهر اليانغتسي في عام 2022
Translated title (French)
Réduction généralisée de la productivité primaire brute causée par la chaleur et la sécheresse dans le bassin du fleuve Yangtsé en 2022
Translated title (Spanish)
Reducción generalizada de la productividad primaria bruta causada por el calor compuesto y la sequía en la cuenca del río Yangtze en 2022

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392462346
DOI
10.1088/1748-9326/ad2cac

Is supplement to
https://openalex.org/W4254106221 (Other)
https://openalex.org/W3146297556 (Other)
https://openalex.org/W2592964249 (Other)
https://openalex.org/W2384914844 (Other)
https://openalex.org/W2381310562 (Other)
https://openalex.org/W2367115166 (Other)
https://openalex.org/W2349550501 (Other)
https://openalex.org/W2318158505 (Other)
https://openalex.org/W1995640457 (Other)
https://openalex.org/W1599459557 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W2020814374
  • https://openalex.org/W2066846739
  • https://openalex.org/W2100477572
  • https://openalex.org/W2108506605
  • https://openalex.org/W2111380393
  • https://openalex.org/W2133354491
  • https://openalex.org/W2136800481
  • https://openalex.org/W2147725739
  • https://openalex.org/W2162897147
  • https://openalex.org/W2165037481
  • https://openalex.org/W2345072211
  • https://openalex.org/W2521632474
  • https://openalex.org/W2621891628
  • https://openalex.org/W2757806320
  • https://openalex.org/W2908970736
  • https://openalex.org/W2919558946
  • https://openalex.org/W2942591112
  • https://openalex.org/W2955601404
  • https://openalex.org/W2991848483
  • https://openalex.org/W3006332078
  • https://openalex.org/W3007774593
  • https://openalex.org/W3033748092
  • https://openalex.org/W3035368969
  • https://openalex.org/W3037358246
  • https://openalex.org/W3048553107
  • https://openalex.org/W3083473999
  • https://openalex.org/W3118569680
  • https://openalex.org/W3126673397
  • https://openalex.org/W3139382533
  • https://openalex.org/W3153114341
  • https://openalex.org/W3185090699
  • https://openalex.org/W3187426066
  • https://openalex.org/W3199914025
  • https://openalex.org/W3200000124
  • https://openalex.org/W3210247334
  • https://openalex.org/W4200476156
  • https://openalex.org/W4206718533
  • https://openalex.org/W4212805226
  • https://openalex.org/W4224444510
  • https://openalex.org/W4281480387
  • https://openalex.org/W4295754627
  • https://openalex.org/W4296293214
  • https://openalex.org/W4310058936
  • https://openalex.org/W4310494171
  • https://openalex.org/W4316670111
  • https://openalex.org/W4319459581
  • https://openalex.org/W4321376592
  • https://openalex.org/W4321438236
  • https://openalex.org/W4323033485
  • https://openalex.org/W4323657116
  • https://openalex.org/W4385617368
  • https://openalex.org/W4386512038