Extreme drought impacts have been underestimated in grasslands and shrublands globally - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement
Article Dans Une Revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Année : 2024

Extreme drought impacts have been underestimated in grasslands and shrublands globally

Melinda Smith (1) , Kate Wilkins , Martin Holdrege (2) , Peter Wilfahrt (3) , Scott Collins (4) , Alan Knapp (1) , Osvaldo Sala (5) , Jeffrey Dukes (6) , Richard Phillips (7) , Laura Yahdjian (8) , Laureano Gherardi (9) , Timothy Ohlert , Claus Beier , Lauchlan Fraser , Anke Jentsch , Michael Loik , Fernando Maestre , Sally Power , Qiang Yu , Andrew Felton , Seth Munson , Yiqi Luo , Hamed Abdoli , Mehdi Abedi , Concepción Alados , Juan Alberti , Moshe Alon , Hui An , Brian Anacker , Maggie Anderson , Harald Auge , Seton Bachle , Khadijeh Bahalkeh , Michael Bahn , Amgaa Batbaatar , Taryn Bauerle , Karen Beard , Kai Behn , Ilka Beil , Lucio Biancari , Irmgard Blindow , Viviana Florencia Bondaruk , Elizabeth Borer , Edward Bork , Carlos Martin Bruschetti , Kerry Byrne , James Cahill Jr. , Dianela Calvo , Michele Carbognani , Augusto Cardoni , Cameron Carlyle , Miguel Castillo-Garcia , Scott Chang , Jeff Chieppa , Marcus Cianciaruso , Ofer Cohen , Amanda Cordeiro , Daniela Cusack , Sven Dahlke , Pedro Daleo , Carla d'Antonio , Lee Dietterich , Tim S. Doherty , Maren Dubbert , Anne Ebeling , Nico Eisenhauer , Felícia Fischer , t'Ai Forte , Tobias Gebauer , Beatriz Gozalo , Aaron Greenville , Karlo Guidoni-Martins , Heather Hannusch , Siri Vatsø Haugum , Yann Hautier , Mariet Hefting , Hugh Henry , Daniela Hoss , Johannes Ingrisch , Oscar Iribarne , Forest Isbell , Yari Johnson , Samuel Jordan , Eugene Kelly , Kaitlin Kimmel , Juergen Kreyling , György Kröel-Dulay , Alicia Kröpfl , Angelika Kübert , Andrew Kulmatiski , Eric Lamb , Klaus Steenberg Larsen , Julie Larson , Jason Lawson , Cintia Leder , Anja Linstädter , Jielin Liu , Shirong Liu , Alexandra Lodge , Grisel Longo , Alejandro Loydi , Junwei Luan , Frederick Curtis Lubbe , Craig Macfarlane , Kathleen Mackie-Haas , Andrey Malyshev , Adrián Maturano-Ruiz , Thomas Merchant , Daniel Metcalfe , Akira Mori , Edwin Mudongo , Gregory Newman , Uffe Nielsen , Dale Nimmo , Yujie Niu , Paola Nobre , Rory O'Connor , Romà Ogaya , Gastón Oñatibia , Ildikó Orbán , Brooke Osborne , Rafael Otfinowski , Meelis Pärtel , Josep Penuelas , Pablo Peri , Guadalupe Peter , Alessandro Petraglia , Catherine Picon-Cochard (10) , Valério Pillar , Juan Manuel Piñeiro-Guerra , Laura Ploughe , Robert Plowes , Cristy Portales-Reyes , Suzanne Prober , Yolanda Pueyo , Sasha Reed , Euan Ritchie , Dana Aylén Rodríguez , William Rogers , Christiane Roscher , Ana Sánchez , Bráulio Santos , María Cecilia Scarfó , Eric Seabloom , Baoku Shi , Lara Souza , Andreas Stampfli , Rachel Standish , Marcelo Sternberg , Wei Sun , Marie Sünnemann , Michelle Tedder , Pål Thorvaldsen , Dashuan Tian , Katja Tielbörger , Alejandro Valdecantos , Liesbeth van den Brink , Vigdis Vandvik , Mathew Vankoughnett , Liv Guri Velle , Changhui Wang , Yi Wang , Glenda Wardle , Christiane Werner , Cunzheng Wei , Georg Wiehl , Jennifer Williams , Amelia Wolf , Michaela Zeiter , Fawei Zhang , Juntao Zhu , Ning Zong , Xiaoan Zuo
Melinda Smith
Kate Wilkins
  • Fonction : Auteur
Martin Holdrege
Osvaldo Sala
Jeffrey Dukes
Timothy Ohlert
  • Fonction : Auteur
Claus Beier
Lauchlan Fraser
Anke Jentsch
Michael Loik
Fernando Maestre
Sally Power
  • Fonction : Auteur
Qiang Yu
  • Fonction : Auteur
Andrew Felton
  • Fonction : Auteur
Seth Munson
Yiqi Luo
Hamed Abdoli
Mehdi Abedi
Concepción Alados
Juan Alberti
Moshe Alon
Hui An
  • Fonction : Auteur
Brian Anacker
  • Fonction : Auteur
Maggie Anderson
  • Fonction : Auteur
Harald Auge
  • Fonction : Auteur
Seton Bachle
  • Fonction : Auteur
Khadijeh Bahalkeh
Michael Bahn
Amgaa Batbaatar
Taryn Bauerle
Karen Beard
Kai Behn
Ilka Beil
Lucio Biancari
Irmgard Blindow
  • Fonction : Auteur
Viviana Florencia Bondaruk
Elizabeth Borer
Edward Bork
Carlos Martin Bruschetti
Kerry Byrne
James Cahill Jr.
  • Fonction : Auteur
Dianela Calvo
Michele Carbognani
Augusto Cardoni
  • Fonction : Auteur
Cameron Carlyle
Miguel Castillo-Garcia
Scott Chang
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Jeff Chieppa
  • Fonction : Auteur
Marcus Cianciaruso
Ofer Cohen
  • Fonction : Auteur
Amanda Cordeiro
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Daniela Cusack
Sven Dahlke
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Pedro Daleo
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Carla d'Antonio
Lee Dietterich
Tim S. Doherty
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Maren Dubbert
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Anne Ebeling
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Nico Eisenhauer
Felícia Fischer
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t'Ai Forte
Tobias Gebauer
Beatriz Gozalo
Aaron Greenville
  • Fonction : Auteur
Karlo Guidoni-Martins
Heather Hannusch
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Siri Vatsø Haugum
Yann Hautier
Mariet Hefting
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Hugh Henry
  • Fonction : Auteur
Daniela Hoss
Johannes Ingrisch
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Oscar Iribarne
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Forest Isbell
Yari Johnson
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Samuel Jordan
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Eugene Kelly
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Kaitlin Kimmel
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Juergen Kreyling
György Kröel-Dulay
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Alicia Kröpfl
Angelika Kübert
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Andrew Kulmatiski
Eric Lamb
Klaus Steenberg Larsen
Julie Larson
Jason Lawson
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Cintia Leder
Anja Linstädter
Jielin Liu
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Shirong Liu
Alexandra Lodge
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Grisel Longo
Alejandro Loydi
Junwei Luan
Frederick Curtis Lubbe
Craig Macfarlane
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Kathleen Mackie-Haas
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Andrey Malyshev
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Adrián Maturano-Ruiz
Thomas Merchant
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Daniel Metcalfe
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Akira Mori
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Edwin Mudongo
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Gregory Newman
Uffe Nielsen
Dale Nimmo
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Yujie Niu
Paola Nobre
Rory O'Connor
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Romà Ogaya
Gastón Oñatibia
Ildikó Orbán
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Brooke Osborne
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Rafael Otfinowski
Meelis Pärtel
Josep Penuelas
Pablo Peri
Guadalupe Peter
Alessandro Petraglia
Valério Pillar
Juan Manuel Piñeiro-Guerra
Laura Ploughe
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Robert Plowes
Cristy Portales-Reyes
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Suzanne Prober
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Yolanda Pueyo
Sasha Reed
Euan Ritchie
Dana Aylén Rodríguez
William Rogers
Christiane Roscher
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Ana Sánchez
Bráulio Santos
María Cecilia Scarfó
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Eric Seabloom
Baoku Shi
Lara Souza
Andreas Stampfli
Rachel Standish
Marcelo Sternberg
Wei Sun
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Marie Sünnemann
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Michelle Tedder
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Pål Thorvaldsen
Dashuan Tian
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Katja Tielbörger
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Alejandro Valdecantos
Liesbeth van den Brink
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Vigdis Vandvik
Mathew Vankoughnett
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Liv Guri Velle
Changhui Wang
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Yi Wang
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Glenda Wardle
Christiane Werner
Cunzheng Wei
Georg Wiehl
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Jennifer Williams
Amelia Wolf
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Michaela Zeiter
Fawei Zhang
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Juntao Zhu
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Ning Zong
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Xiaoan Zuo
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Résumé

Climate change is increasing the frequency and severity of short-term (~1 y) drought events—the most common duration of drought—globally. Yet the impact of this intensification of drought on ecosystem functioning remains poorly resolved. This is due in part to the widely disparate approaches ecologists have employed to study drought, variation in the severity and duration of drought studied, and differences among ecosystems in vegetation, edaphic and climatic attributes that can mediate drought impacts. To overcome these problems and better identify the factors that modulate drought responses, we used a coordinated distributed experiment to quantify the impact of short-term drought on grassland and shrubland ecosystems. With a standardized approach, we imposed ~a single year of drought at 100 sites on six continents. Here we show that loss of a foundational ecosystem function—aboveground net primary production (ANPP)—was 60% greater at sites that experienced statistically extreme drought (1-in-100-y event) vs. those sites where drought was nominal (historically more common) in magnitude (35% vs. 21%, respectively). This reduction in a key carbon cycle process with a single year of extreme drought greatly exceeds previously reported losses for grasslands and shrublands. Our global experiment also revealed high variability in drought response but that relative reductions in ANPP were greater in drier ecosystems and those with fewer plant species. Overall, our results demonstrate with unprecedented rigor that the global impacts of projected increases in drought severity have been significantly underestimated and that drier and less diverse sites are likely to be most vulnerable to extreme drought.
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Melinda Smith, Kate Wilkins, Martin Holdrege, Peter Wilfahrt, Scott Collins, et al.. Extreme drought impacts have been underestimated in grasslands and shrublands globally. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2024, 121 (4), ⟨10.1073/pnas.2309881120⟩. ⟨hal-04538785⟩
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