view in publisher's site

Effects of changes in land use and climate on aquatic ecosystems: Coupling of models and decomposition of uncertainties

Highlights•We analysed uncertainties in future projections of the state of aquatic ecosystems.•We decomposed and ranked the individual sources of uncertainties.•Uncertainties were future land use > eco-hydrological models > climate models.•Future projections should be based on an ensemble of models and scenarios.AbstractTo analyse the potential future ecological state of estuaries located in the temperate climate (here exemplified with the Odense Fjord estuary, Denmark), we combined end-of-the-century climate change projections from four different climate models, four contrasting land use scenarios (“Agriculture for nature”, “Extensive agriculture”, “High-tech agriculture” and “Market driven agriculture”) and two different eco-hydrological models. By decomposing the variance of the model-simulated output from all scenario and model combinations, we identified the key sources of uncertainties of these future projections. There was generally a decline in the ecological state of the estuary in scenarios with a warmer climate. Strikingly, even the most nature-friendly land use scenario, where a proportion of the intensive agricultural area was converted to forest, may not be enough to counteract the negative effects of a future warmer climate on the ecological state of the estuary. The different land use scenarios were the most significant sources of uncertainty in the projections of future ecological state, followed, in order, by eco-hydrological models and climate models, albeit all three sources caused high variability in the simulated outputs. Therefore, when projecting the future state of aquatic ecosystems in a global warming context, one should at the very least consider to evaluate an ensemble of land use scenarios (nutrient loads) but ideally also include multiple eco-hydrological models and climate change projections. Our study may set precedence for future attempts to predict and quantify uncertainties of model and model input ensembles, as this will likely be key elements in future tools for decision-making processes.Graphical abstractDownload high-res image (212KB)Download full-size image

اثرات تغییرات در استفاده از زمین و آب و هوا بر اکوسیستم‌های آبی: جفت کردن مدل‌ها و تجزیه عدم قطعیت

نکات برجسته * ما عدم قطعیت در پیش‌بینی‌های آینده وضعیت اکوسیستم‌های آبی را تجزیه و تحلیل کردیم. * ما منابع منحصر به فرد عدم قطعیت را تجزیه و رتبه‌بندی می‌کنیم. * عدم قطعیت، استفاده آتی از زمین، مدل‌های اکوهیدرولوژی پایدار، مدل‌های آب و هوایی هستند. * پیش‌بینی‌های آینده باید براساس مجموعه‌ای از مدل‌ها و سناریوها باشد. برای تجزیه و تحلیل پتانسیل وضعیت اکولوژیکی آینده خلیج‌های واقع در آب و هوای معتدل (که در اینجا با مصبی به نام اومتراکم فجورد دانمارک نشان داده شد)، ما پیش‌بینی‌های تغییر آب و هوایی اواخر قرن را از چهار مدل آب و هوایی مختلف ترکیب کردیم، چهار سناریوی استفاده از زمین (کشاورزی برای طبیعت، کشاورزی گسترده، کشاورزی با فن‌آوری بالا و دو مدل کشاورزی متفاوت). با تجزیه واریانس خروجی شبیه‌سازی شده مدل از تمام سناریوها و ترکیبات مدل، ما منابع کلیدی عدم قطعیت این پیش‌بینی‌های آینده را شناسایی کردیم. به طور کلی در سناریوهای با آب و هوای گرم‌تر، وضعیت اکولوژیکی منطقه مصبی کاهش‌یافته است. به طور قابل‌توجهی، حتی طبیعت دوستانه‌ترین سناریو کاربری اراضی، که در آن بخشی از منطقه کشاورزی متمرکز به جنگل تبدیل شده‌بود، ممکن است برای مقابله با اثرات منفی آب و هوای گرم‌تر آینده بر وضعیت اکولوژیکی منطقه مصبی کافی نباشد. سناریوهای مختلف کاربری اراضی مهم‌ترین منابع عدم قطعیت در پیش‌بینی وضعیت اکولوژیکی آینده بودند که به ترتیب توسط مدل‌های اکوهیدرولوژی و مدل‌های آب و هوایی دنبال شدند، اگرچه هر سه منبع باعث تغییر پذیری زیادی در خروجی‌های شبیه‌سازی شده شدند. بنابراین، هنگام پیش‌بینی وضعیت آینده اکوسیستم‌های آبی در زمینه گرم شدن جهانی هوای کره زمین، فرد باید حداقل ارزیابی مجموعه‌ای از سناریوهای استفاده از زمین (باره‌ای مواد مغذی)را در نظر بگیرد اما به طور ایده‌آل شامل مدل‌های اکوهیدرولوژی چندگانه و پیش‌بینی‌های تغییر آب و هوا نیز باشد. مطالعه ما ممکن است برای تلاش‌های آینده برای پیش‌بینی و کمی کردن عدم قطعیت مدل و مجموعه ورودی مدل مقدم باشد، زیرا این احتمالا عناصر کلیدی در ابزارهای آینده برای فرایندهای تصمیم‌گیری خواهد بود. چکیده کلی تصویر با حجم بالا را دانلود (۲۱۲ KB)تصویر با اندازه کامل را دانلود می‌کند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Environmental Chemistry
  • ترجمه مقاله Environmental Chemistry
  • مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • ترجمه مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • مقاله Pollution
  • ترجمه مقاله Pollution
  • مقاله آلودگی
  • ترجمه مقاله آلودگی
  • مقاله Waste Management and Disposal
  • ترجمه مقاله Waste Management and Disposal
  • مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • ترجمه مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • مقاله Environmental Engineering
  • ترجمه مقاله Environmental Engineering
  • مقاله مهندسی محیط‌ زیست
  • ترجمه مقاله مهندسی محیط‌ زیست
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.