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Coupling of ecosystem-scale plant water storage and leaf phenology observed by satellite

Authors :
Josep Peñuelas
Jérôme Ogée
Jean-Christophe Domec
Jonas Ardö
Torbern Tagesson
Feng Tian
Arnaud Mialon
Xiaoye Tong
Philippe Ciais
Chi Chen
Yann Kerr
Ranga B. Myneni
Rasmus Fensholt
Anders Ræbild
Nemesio Rodriguez-Fernandez
Martin Brandt
Amen Al-Yaari
Jérôme Chave
Wenmin Zhang
Jean-Pierre Wigneron
Tsinghua University [Beijing]
Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE - UR1263)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)
Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Evolution et Diversité Biologique (EDB)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Interactions Sol Plante Atmosphère (ISPA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)
Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF)
University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)
Centre d'Applications et de Recherches en TELédétection (CARTEL)
Université de Sherbrooke [Sherbrooke]
Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Geosciences and Natural Resource Management [Copenhagen] (IGN)
Faculty of Science [Copenhagen]
University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)
National University of Defense Technology [China]
Department of Earth and Environment
Department of Physical Geography and Ecosystem Science [Lund]
Lund University [Lund]
Tsinghua University [Beijing] (THU)
Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
ICOS-ATC (ICOS-ATC)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA)
Centre d'Applications et de Recherches en TELédétection [Sherbrooke] (CARTEL)
Département de géomatique appliquée [Sherbrooke] (UdeS)
Université de Sherbrooke (UdeS)-Université de Sherbrooke (UdeS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Earth and Environment [Boston]
Boston University [Boston] (BU)
European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Sklodowska-Curie grant agreement 746347
European Project: 610028,EC:FP7:ERC,ERC-2013-SyG,IMBALANCE-P(2014)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)
Source :
Nature Ecology & Evolution, Nature Ecology & Evolution, Nature, 2018, 2 (9), pp.1428-1435. ⟨10.1038/s41559-018-0630-3⟩, Dipòsit Digital de Documents de la UAB, Universitat Autònoma de Barcelona, Nature Ecology & Evolution, 2018, 2 (9), pp.1428-1435. ⟨10.1038/s41559-018-0630-3⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; Plant water storage is fundamental to the functioning of terrestrial ecosystems by participating in plant metabolism, nutrient and sugar transport, and maintenance of the integrity of the hydraulic system of the plant. However, a global view of the size and dynamics of the water pools stored in plant tissues is still lacking. Here, we report global patterns of seasonal variations in ecosystem-scale plant water storage and their relationship with leaf phenology, based on space-borne measurements of L-band vegetation optical depth. We find that seasonal variations in plant water storage are highly synchronous with leaf phenology for the boreal and temperate forests, but asynchronous for the tropical woodlands, where the seasonal development of plant water storage lags behind leaf area by up to 180 days. Contrasting patterns of the time lag between plant water storage and terrestrial groundwater storage are also evident in these ecosystems. A comparison of the water cycle components in seasonally dry tropical woodlands highlights the buffering effect of plant water storage on the seasonal dynamics of water supply and demand. Our results offer insights into ecosystem-scale plant water relations globally and provide a basis for an improved parameterization of eco-hydrological and Earth system models.

Details

Language :
English
ISSN :
2397334X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Ecology & Evolution, Nature Ecology & Evolution, Nature, 2018, 2 (9), pp.1428-1435. ⟨10.1038/s41559-018-0630-3⟩, Dipòsit Digital de Documents de la UAB, Universitat Autònoma de Barcelona, Nature Ecology & Evolution, 2018, 2 (9), pp.1428-1435. ⟨10.1038/s41559-018-0630-3⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d958c713661ec39a6bfb33a5bfa2fef7