ヨーロッパの生物群系全体で、春より秋のほうが気象的干ばつに対する植生の感受性が高い

Communications Earth & Environmental volume 4、記事番号: 299 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

ヨーロッパはここ数十年に深刻な干ばつを経験しており、多様な植生分布、さまざまな成長段階、さまざまな干ばつ特性、および同時発生する水気候要因により、植生の反応を理解することが課題となっています。 気象干ばつに対する植生の反応を分析するために、ヨーロッパの生物群系全体にわたる複数の植生指標を採用しました。 我々の調査結果では、一年を通じて樹冠が発達するにつれて干ばつに対する植生の感受性が高まり、感受性は春の-0.01から秋の0.28、ヨーロッパの干ばつ感受性地域は18.5から57.8%であることが明らかになりました。 土壌水分不足は植生と干ばつの感受性を一時的に悪化させるが、その空間的影響は限定的である。 植生と干ばつの感受性は、蒸気圧不足と強く相関し、部分的には大気中の CO2 濃度と相関します。 これらの結果は、植生と干ばつの感受性の時空間的変動と水気候要因の影響を浮き彫りにしています。 この発見は、干ばつに対する植生の反応と、同時に発生する水気候要因の影響についての理解を深め、水管理と干ばつへの備えに貴重な季節未満の情報を提供します。

干ばつとは、水の利用可能量が長期平均よりも低い期間のことです1。 気候変動により、世界の特定地域では干ばつの激しさ、期間、頻度が増加しており2,3、社会と生態系の両方に悪影響を及ぼしています4,5。 干ばつは植生の生産性を低下させ6、植生の構成を変化させ7、生物多様性を減少させ8,9、生態系サービスを減少させる可能性があります5。 ヨーロッパの多くの国は、過去数十年にわたって夏の深刻な干ばつに悩まされてきました10、11、12。 ヨーロッパと英国では、1981 年から 2010 年にかけての干ばつによる年間平均経済損失は約 90 億ユーロで、その損失の半分は農業によるもので 13,14 、これは準備と干ばつに対する植生の反応に関する知識の重要性を強調しています。

降水量不足によって引き起こされる気象的干ばつは、複数の水気候要因の影響を受ける植生の成長に複雑な影響を及ぼします。 ここで「成長」とは、広義のバイオマスや一次生産量の変化をもたらす植生過程を指す15。 水気候要因には、土壌水分の利用可能性（土壌水分、SM）、一時的な大気乾燥度（蒸気圧不足、VPD）、日射量（正味放射量、Rn）、および大気中の二酸化炭素（aCO2）濃度が含まれます16、17、18、19。 これらの要因は、生物物理学的プロセスに対する干ばつの影響を増幅または軽減する形で相互作用する可能性があります。 気象的干ばつに対する植生の反応は、その成長が水 (SM) によって制限されるかエネルギー (Rn) によって制限されるかによって異なります17。 一方、干ばつ時の植生に対する SM と VPD の相対的な役割を解明するのは困難です 20。 また、植生の水ストレス時の aCO2 の影響については依然として議論があり 21、他の要因と絡み合っています 22。 植生の成長と干ばつへの反応に対するこれらの要因の相対的な役割を評価し、気象干ばつと同時発生するさまざまな要因の相互作用を全体的に理解するには、包括的な研究が必要です。

標準化降水量および蒸発散量指数 (SPEI)23 は、干ばつの深刻度、強度、期間などの気象学的干ばつ現象の特性を推定するためによく使用されます。 詳細な定義については、参考文献を参照してください。 24. SPEI は、降水量と大気蒸発による水需要の間の水バランスを考慮しており、地球規模および地域規模での植生の水ストレス条件の包括的な理解を提供します 25、26、27、28。 SPEI は、土壌水分、植生活動、作物収量、森林成長に対する干ばつの影響を評価する際に、他の指標よりも優れていることが示されています 29,30,31。 大まかな気候データ (0.5 度) から計算された SPEI は、地球規模および地域規模の植生活動に対する SPEI の年々変動の影響を評価するために使用されています 32,33。 最近開発された高解像度 (0.1 度) 気候再解析データは、空間的に詳細な情報を備えた SPEI を使用して、植生に対する干ばつの影響を評価できる可能性を提供します。