Landytemodeller är ett oumbärligt verktyg för miljöforskare att kartlägga vår världs naturliga egenskaper, särskilt när de övervakar effekterna av klimatförändringar eller bedömer bevarandeinsatser.
Men storskaliga modeller som täcker massiva regioner som kontinenter använder ofta rutnätsstorlekar som inte tillräckligt fångar den variation som kan finnas inom varje ruta. Detta kan vara ett särskilt stort problem för kuperad terräng, där höjd, temperatur och vatteninnehåll kan vara mycket olika, även inom en enda kartpixel.
I en studie som nyligen publicerats i tidskriften Water Resources Research , visade forskare från Institute of Industrial Science, University of Tokyo, en ny metod för att visualisera vegetationsgradienter i kuperad terräng.
Först aggregerade forskarna pixlar till större hydrologiska enheter för att representera sluttningen. Sedan diskretiserade de data till vertikala höjdband för att uppskatta lutningens profil. Detta gjorde det möjligt att bestämma den dominerande marktäckningstypen i varje höjdband, och regioner där vegetationsmönstret påverkas av sluttningar kunde sedan identifieras.
"Skillnaden i fukt mellan kullar och dalar på grund av en sluttande terräng kan skapa unik dynamik och vegetationsmönster. Faktum är att en höjdförändring på bara några meter kan leda till dramatiska förändringar i den lokala floran", huvudförfattaren till studien, Shuping Li, förklarar. Forskarna kallade detta fenomen "bergssluttningspåverkad vegetation."
Omfattningen av bergssluttningspåverkad vegetation var inte tidigare känd, eller ens om den kunde identifieras över hela världen i olika klimat. Den nya analysen av högupplöst topografi och vegetationsdata visade att det faktiskt är ett mycket vanligt globalt fenomen.
Regioner som identifierats som uppvisande bergssluttningspåverkad vegetation är brett spridda över världen i en mängd olika klimatzoner. Några exempel som nyligen upptäckts i studien finns i nordöstra Ryssland och Afrikas horn.
Detta visar att inverkan av vattendynamik från sluttande terräng på vegetationsmönster kan inträffa även i torra boreala och halvridna områden.
Forskarna visade också att det inte räcker att bara beräkna effekterna av höjd, som med "trädgränsen" på ett berg över vilket inga träd växer.
"Vi visar att det inte räcker att bara ta hänsyn till höjdens påverkan - som mest beror på temperaturförändringar - för att förklara vegetationens heterogenitet. Vattendynamiken i sluttande landskap kan inte ignoreras som en viktig faktor", säger senior författare. Dai Yamazaki.
Forskarna tror att deras metod kan tillämpas på data över hela världen för att förbättra vår förståelse av effekten av höjdförändringar på växtlivet, vilket avsevärt kan hjälpa klimatmodelleringsinsatser för att ge mer detaljerad information om klimatförändringar.
Mer information: Shuping Li et al, Var i världen kontrolleras vegetationsmönster av Hillslope Water Dynamics?, Water Resources Research (2024). DOI:10.1029/2023WR036214
Journalinformation: Vattenresursforskning
Tillhandahålls av University of Tokyo
