L'amplitude du cycle saisonnier (ACS) du taux d'échange dioxyde de carbone (CO2) atmosphère-écosystème est une mesure utile de la réactivité de la biosphère terrestre aux variations environnementales. Il n'est cependant pas clair quels mécanismes sous-jacents sont responsables de la tendance à la hausse observée du SCA dans la concentration atmosphérique de CO2. À l'aide des données de sortie du Multi-scale Terrestrial Model Intercomparison Project (MsTMIP), nous avons étudié dans quelle mesure le SCA de l'échange de CO2 atmosphère-écosystème a été simulé avec 15 modèles d'écosystèmes terrestres contemporains au cours de la période 1901–2010. En outre, nous avons tenté d'évaluer les contributions de mécanismes potentiels tels que le CO2 atmosphérique, le climat, l'utilisation des terres et les dépôts d'azote, à l'aide d'expériences factorielles utilisant différentes combinaisons de données de forçage. Dans des conditions contemporaines, le SCA simulé à l'échelle mondiale du flux net cumulé de carbone de l'écosystème de la plupart des modèles était comparable en ampleur au SCA des concentrations atmosphériques de CO2. Les résultats des expériences de simulation factorielle ont montré que le CO2 atmosphérique élevé exerçait une forte influence sur l'amplification de la saisonnalité. Lorsque le modèle a pris en compte non seulement le changement climatique, mais également les changements dans l'utilisation des terres et le CO2 atmosphérique, la majorité des modèles ont montré des tendances d'amplification des SCA de la photosynthèse, de la respiration et de la production nette de l'écosystème (+0,19 % à +0,50 % an−1). Dans le cas du changement d'affectation des terres, il était difficile de séparer la contribution de la gestion agricole au SCA en raison des insuffisances des données et des modèles. L'amplification simulée de l'ACS était approximativement compatible avec les preuves observationnelles de l'ACS dans les concentrations atmosphériques de CO2. De grandes différences entre les modèles sont toutefois restées dans les tendances mondiales simulées et les schémas spatiaux des échanges de CO2. D'autres études sont nécessaires pour identifier une explication cohérente des tendances d'amplification simulées et observées, y compris leurs mécanismes sous-jacents. Néanmoins, cette étude impliquait que la surveillance de la saisonnalité des écosystèmes fournirait des informations utiles sur la dynamique des écosystèmes.

La amplitud del ciclo estacional (ACE) del tipo de cambio atmósfera-dióxido de carbono (CO2) del ecosistema es una métrica útil de la capacidad de respuesta de la biosfera terrestre a las variaciones ambientales. Sin embargo, no está claro qué mecanismos subyacentes son responsables de la tendencia creciente observada de SCA en la concentración atmosférica de CO2. Utilizando los datos de salida del Proyecto de Intercomparación de Modelos Terrestres Multiescala (MsTMIP), investigamos qué tan bien se simuló el SCA del intercambio de CO2 entre la atmósfera y el ecosistema con 15 modelos de ecosistemas terrestres contemporáneos durante el período 1901–2010. Además, intentamos evaluar las contribuciones de posibles mecanismos como el CO2 atmosférico, el clima, el uso de la tierra y la deposición de nitrógeno, a través de experimentos factoriales utilizando diferentes combinaciones de datos de forzamiento. En condiciones contemporáneas, el SCA simulado a escala global del flujo neto acumulado de carbono del ecosistema de la mayoría de los modelos fue comparable en magnitud con el SCA de las concentraciones atmosféricas de CO2. Los resultados de los experimentos de simulación factorial mostraron que el CO2 atmosférico elevado ejercía una fuerte influencia en la amplificación de la estacionalidad. Cuando el modelo consideró no solo el cambio climático, sino también el uso de la tierra y los cambios de CO2 atmosférico, la mayoría de los modelos mostraron tendencias de amplificación de los SCA de fotosíntesis, respiración y producción neta del ecosistema (+0,19 % a +0,50 % año−1). En el caso del cambio de uso de la tierra, fue difícil separar la contribución de la gestión agrícola a la ACS debido a las deficiencias tanto en los datos como en los modelos. La amplificación simulada de SCA fue aproximadamente consistente con la evidencia observada de SCA en concentraciones atmosféricas de CO2. Sin embargo, se mantuvieron grandes diferencias intermodales en las tendencias globales simuladas y los patrones espaciales de los intercambios de CO2. Se requieren más estudios para identificar una explicación coherente de las tendencias de amplificación simuladas y observadas, incluidos sus mecanismos subyacentes. Sin embargo, este estudio implicó que el monitoreo de la estacionalidad de los ecosistemas proporcionaría información útil sobre la dinámica de los ecosistemas.

The seasonal-cycle amplitude (SCA) of the atmosphere–ecosystem carbon dioxide (CO2) exchange rate is a useful metric of the responsiveness of the terrestrial biosphere to environmental variations. It is unclear, however, what underlying mechanisms are responsible for the observed increasing trend of SCA in atmospheric CO2 concentration. Using output data from the Multi-scale Terrestrial Model Intercomparison Project (MsTMIP), we investigated how well the SCA of atmosphere–ecosystem CO2 exchange was simulated with 15 contemporary terrestrial ecosystem models during the period 1901–2010. Also, we made attempt to evaluate the contributions of potential mechanisms such as atmospheric CO2, climate, land-use, and nitrogen deposition, through factorial experiments using different combinations of forcing data. Under contemporary conditions, the simulated global-scale SCA of the cumulative net ecosystem carbon flux of most models was comparable in magnitude with the SCA of atmospheric CO2 concentrations. Results from factorial simulation experiments showed that elevated atmospheric CO2 exerted a strong influence on the seasonality amplification. When the model considered not only climate change but also land-use and atmospheric CO2 changes, the majority of the models showed amplification trends of the SCAs of photosynthesis, respiration, and net ecosystem production (+0.19 % to +0.50 % yr−1). In the case of land-use change, it was difficult to separate the contribution of agricultural management to SCA because of inadequacies in both the data and models. The simulated amplification of SCA was approximately consistent with the observational evidence of the SCA in atmospheric CO2 concentrations. Large inter-model differences remained, however, in the simulated global tendencies and spatial patterns of CO2 exchanges. Further studies are required to identify a consistent explanation for the simulated and observed amplification trends, including their underlying mechanisms. Nevertheless, this study implied that monitoring of ecosystem seasonality would provide useful insights concerning ecosystem dynamics.

تعد سعة الدورة الموسمية (SCA) لسعر صرف ثاني أكسيد الكربون في النظام البيئي للغلاف الجوي (CO2) مقياسًا مفيدًا لاستجابة المحيط الحيوي الأرضي للتغيرات البيئية. ومع ذلك، ليس من الواضح ما هي الآليات الأساسية المسؤولة عن الاتجاه المتزايد الملحوظ في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. باستخدام بيانات المخرجات من مشروع المقارنة البينية للنموذج الأرضي متعدد المقاييس (MsTMIP)، قمنا بالتحقيق في مدى محاكاة تبادل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مع 15 نموذجًا معاصرًا للنظام الإيكولوجي الأرضي خلال الفترة 1901–2010. كما حاولنا تقييم مساهمات الآليات المحتملة مثل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والمناخ واستخدام الأراضي وترسب النيتروجين، من خلال تجارب العوامل باستخدام مجموعات مختلفة من فرض البيانات. في ظل الظروف المعاصرة، كانت محاكاة تركيز ثاني أكسيد الكربون على المستوى العالمي لتدفق الكربون الصافي التراكمي للنظام الإيكولوجي لمعظم النماذج قابلة للمقارنة من حيث الحجم مع تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. أظهرت نتائج تجارب محاكاة العوامل أن ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي كان له تأثير قوي على التضخيم الموسمي. عندما نظر النموذج ليس فقط في تغير المناخ ولكن أيضًا في استخدام الأراضي وتغيرات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، أظهرت غالبية النماذج اتجاهات تضخيم SCAs للتمثيل الضوئي والتنفس وصافي إنتاج النظام البيئي (+0.19 ٪ إلى +0.50 ٪ سنة-1). في حالة تغيير استخدام الأراضي، كان من الصعب فصل مساهمة الإدارة الزراعية في هيئة الأوراق المالية والسلع بسبب أوجه القصور في كل من البيانات والنماذج. كان التضخيم المحاكى لـ SCA متسقًا تقريبًا مع الأدلة الرصدية لـ SCA في تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ومع ذلك، لا تزال هناك اختلافات كبيرة بين النماذج في الاتجاهات العالمية المحاكاة والأنماط المكانية لتبادل ثاني أكسيد الكربون. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتحديد تفسير متسق لاتجاهات التضخيم المحاكاة والملاحظة، بما في ذلك آلياتها الأساسية. ومع ذلك، أشارت هذه الدراسة إلى أن رصد موسمية النظام الإيكولوجي من شأنه أن يوفر رؤى مفيدة بشأن ديناميات النظام الإيكولوجي.