학술논문

Winters are changing: snow effects on Arctic and alpine tundra ecosystems
Document Type
Academic Journal
Source
Arctic Science. September, 2022, Vol. 8 Issue 3, p572, 37 p.
Subject
Colorado
Alaska
Canada
Germany
Sweden
Norway
Australia
Antarctica
Svalbard
Language
English
Abstract
Snow is an important driver of ecosystem processes in cold biomes. Snow accumulation determines ground temperature, light conditions, and moisture availability during winter. It also affects the growing season's start and end, and plant access to moisture and nutrients. Here, we review the current knowledge of the snow cover's role for vegetation, plant-animal interactions, permafrost conditions, microbial processes, and biogeo-chemical cycling. We also compare studies of natural snow gradients with snow experimental manipulation studies to assess time scale difference of these approaches. The number of tundra snow studies has increased considerably in recent years, yet we still lack a comprehensive overview of how altered snow conditions will affect these ecosystems. Specifically, we found a mismatch in the timing of snowmelt when comparing studies of natural snow gradients with snow manipulations. We found that snowmelt timing achieved by snow addition and snow removal manipulations (average 7.9 days advance and 5.5 days delay, respectively) were substantially lower than the temporal variation over natural spatial gradients within a given year (mean range 56 days) or among years (mean range 32 days). Differences between snow study approaches need to be accounted for when projecting snow dynamics and their impact on ecosystems in future climates. Key words: review, tundra, ground temperatures, snow experiments, ITEX. La neige est un element moteur important des processus ecosystemiques dans les biomes froids. L'accumulation de neige determine la temperature du sol, les conditions de luminosite et l'humidite disponible pendant l'hiver. Elle affecte egalement le debut et la fin de la saison de croissance, ainsi que l'acces des plantes a l'humidite et aux nutriments. Les auteurs font ici une synthese des connaissances actuelles sur le role de la couverture neigeuse pour la vegetation, les interactions plantes--animaux, les conditions du pergelisol, les processus microbiens et l'etablissement du cycle biogeochimique. Ils comparent egalement les etudes sur les gradients naturels de neige avec les etudes experimentales de manipulation de la neige, afin d'evaluer la difference d'echelle temporelle de ces approches. Le nombre d'etudes sur la neige dans la toundra a considerablement augmente ces dernieres annees, mais on ne dispose toujours pas d'une vue d'ensemble complete de la facon dont les conditions de neige modifiees affecteront ces ecosystemes. En particulier, ils ont trouve un decalage dans le moment de la fonte des neiges en comparant les gradients spatiaux naturels de neige avec les manipulations de neige. Ils ont constate que le moment de la fonte des neiges obtenu par les manipulations d'ajout et de deneigement (en moyenne 7,9 jours d'avance et 5,5 jours de retard, respectivement) etait sensiblement inferieur a la variation temporelle sur les gradients spatiaux au cours d'une annee donnee (plage moyenne 56 jours) ou entre les annees (plage moyenne 32 jours). Les differences entre les approches d'etude de la neige doivent etre prises en compte lors de la projection de la dynamique de la neige et de son impact sur les ecosystemes dans les climats futurs. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : synthese, toundra, temperatures au sol, experiences sur la neige, ITEX.
Introduction In Arctic and alpine regions, snow and its specific properties such as depth, density, snow cover duration, and snow water equivalent plays a critical role for ecosystem processes across [...]