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© 2022. This work is published under http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.

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 biogeochemical 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.

Alternate abstract:

La neige est un élément moteur important des processus écosystémiques dans les biomes froids. L’accumulation de neige détermine la température du sol, les conditions de luminosité et l’humidité disponible pendant l’hiver. Elle affecte également le début et la fin de la saison de croissance, ainsi que l’accès des plantes à l’humidité et aux nutriments. Les auteurs font ici une synthèse des connaissances actuelles sur le rôle de la couverture neigeuse pour la végétation, les interactions plantes–animaux, les conditions du pergélisol, les processus microbiens et l’établissement du cycle biogéochimique. Ils comparent également les études sur les gradients naturels de neige avec les études expérimentales de manipulation de la neige, afin d’évaluer la différence d’échelle temporelle de ces approches. Le nombre d’études sur la neige dans la toundra a considérablement augmenté ces dernières années, mais on ne dispose toujours pas d’une vue d’ensemble complète de la façon dont les conditions de neige modifiées affecteront ces écosystèmes. En particulier, ils ont trouvé un décalage dans le moment de la fonte des neiges en comparant les gradients spatiaux naturels de neige avec les manipulations de neige. Ils ont constaté que le moment de la fonte des neiges obtenu par les manipulations d’ajout et de déneigement (en moyenne 7,9 jours d’avance et 5,5 jours de retard, respectivement) était sensiblement inférieur à la variation temporelle sur les gradients spatiaux au cours d’une année donnée (plage moyenne 56 jours) ou entre les années (plage moyenne 32 jours). Les différences entre les approches d’étude de la neige doivent être prises en compte lors de la projection de la dynamique de la neige et de son impact sur les écosystèmes dans les climats futurs.

Details

Title
Winters are changing: snow effects on Arctic and alpine tundra ecosystems
Author
Rixen, Christian; Høye, Toke Thomas; Macek, Petr; Aerts, Rien; Alatalo, Juha M; Anderson, Jill T; Arnold, Pieter A; Barrio, Isabel C; Bjerke, Jarle W; Björkman, Mats P; Blok, Daan; Blume-Werry, Gesche; Boike, Julia; Bokhorst, Stef; Carbognani, Michele; Christiansen, Casper T; Convey, Peter; Cooper, Elisabeth J; Cornelissen, J Hans C; Coulson, Stephen J; Dorrepaal, Ellen; Elberling, Bo; Elmendorf, Sarah C; Elphinstone, Cassandra; T’ai G.W. Forte; Frei, Esther R; Geange, Sonya R; Gehrmann, Friederike; Gibson, Casey; Grogan, Paul; Halbritter, Aud Helen; Harte, John; Gregory H.R. Henry; Inouye, David W; Irwin, Rebecca E; Jespersen, Gus; Ingibjörg Svala Jónsdóttir; Ji Young Jung; Klinges, David H; Kudo, Gaku; Lämsä, Juho; Lee, Hanna; Lembrechts, Jonas J; Lett, Signe; Lynn, Joshua Scott; Hjalte M.R. Mann; Mastepanov, Mikhail; Morse, Jennifer; Myers-Smith, Isla H; Olofsson, Johan; Paavola, Riku; Petraglia, Alessandro; Phoenix, Gareth K; Semenchuk, Philipp; Siewert, Matthias B; Slatyer, Rachel; Spasojevic, Marko J; Suding, Katharine; Sullivan, Patrick; Thompson, Kimberly L; Väisänen, Maria; Vandvik, Vigdis; Venn, Susanna; Walz, Josefine; Way, Robert; Welker, Jeffrey M; Wipf, Sonja; Zong, Shengwei
Pages
572–608
Section
Reviews
Publication year
2022
Publication date
Sep 2022
Publisher
Canadian Science Publishing NRC Research Press
ISSN
23687460
Source type
Scholarly Journal
Language of publication
English
ProQuest document ID
2886254596
Copyright
© 2022. This work is published under http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.