Communications Earth & Environment (Oct 2024)
Expert elicitation of state shifts and divergent sensitivities to climate warming across northern ecosystems
- Émilie Saulnier-Talbot,
- Éliane Duchesne,
- Dermot Antoniades,
- Dominique Arseneault,
- Christine Barnard,
- Dominique Berteaux,
- Najat Bhiry,
- Frédéric Bouchard,
- Stéphane Boudreau,
- Kevin Cazelles,
- Jérôme Comte,
- Madeleine-Zoé Corbeil-Robitaille,
- Steeve D. Côté,
- Raoul-Marie Couture,
- Guillaume de Lafontaine,
- Florent Domine,
- Dominique Fauteux,
- Daniel Fortier,
- Michelle Garneau,
- Gilles Gauthier,
- Dominique Gravel,
- Isabelle Laurion,
- Martin Lavoie,
- Nicolas Lecomte,
- Pierre Legagneux,
- Esther Lévesque,
- Marie-José Naud,
- Michel Paquette,
- Serge Payette,
- Reinhard Pienitz,
- Milla Rautio,
- Alexandre Roy,
- Alain Royer,
- Martin Simard,
- Warwick F. Vincent,
- Joël Bêty
Affiliations
- Émilie Saulnier-Talbot
- Département de biologie, Université Laval
- Éliane Duchesne
- Département de biologie, chimie et géographie, Université du Québec à Rimouski
- Dermot Antoniades
- Département de géographie, Université Laval
- Dominique Arseneault
- Département de biologie, chimie et géographie, Université du Québec à Rimouski
- Christine Barnard
- ArcticNet, Université Laval
- Dominique Berteaux
- Département de biologie, chimie et géographie, Université du Québec à Rimouski
- Najat Bhiry
- Département de géographie, Université Laval
- Frédéric Bouchard
- Département de géomatique appliquée, Université de Sherbrooke
- Stéphane Boudreau
- Département de biologie, Université Laval
- Kevin Cazelles
- Omnimed
- Jérôme Comte
- Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau Terre Environnement
- Madeleine-Zoé Corbeil-Robitaille
- Département de biologie, chimie et géographie, Université du Québec à Rimouski
- Steeve D. Côté
- Département de biologie, Université Laval
- Raoul-Marie Couture
- Département de chimie, Université Laval
- Guillaume de Lafontaine
- Département de biologie, chimie et géographie, Université du Québec à Rimouski
- Florent Domine
- Département de chimie, Université Laval
- Dominique Fauteux
- Canadian Museum of Nature
- Daniel Fortier
- Département de géographie, Université de Montréal
- Michelle Garneau
- Département de géographie, Université du Québec à Montréal
- Gilles Gauthier
- Département de biologie, Université Laval
- Dominique Gravel
- Département de biologie, Université de Sherbrooke
- Isabelle Laurion
- Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau Terre Environnement
- Martin Lavoie
- Département de géographie, Université Laval
- Nicolas Lecomte
- Département de biologie, Université de Moncton
- Pierre Legagneux
- Département de biologie, Université Laval
- Esther Lévesque
- Département des sciences de l’environnement, Université du Québec à Trois-Rivières
- Marie-José Naud
- VRRCI, Université Laval
- Michel Paquette
- Ecofish Research Ltd
- Serge Payette
- Département de biologie, Université Laval
- Reinhard Pienitz
- Département de géographie, Université Laval
- Milla Rautio
- Département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi
- Alexandre Roy
- Département des sciences de l’environnement, Université du Québec à Trois-Rivières
- Alain Royer
- Département de géomatique appliquée, Université de Sherbrooke
- Martin Simard
- Département de géographie, Université Laval
- Warwick F. Vincent
- Département de biologie, Université Laval
- Joël Bêty
- Département de biologie, chimie et géographie, Université du Québec à Rimouski
- DOI
- https://doi.org/10.1038/s43247-024-01791-z
- Journal volume & issue
-
Vol. 5,
no. 1
pp. 1 – 15
Abstract
Abstract Northern regions are warming faster than the rest of the globe. It is difficult to predict ecosystem responses to warming because the thermal sensitivity of their biophysical components varies. Here, we present an analysis of the authors’ expert judgment regarding the sensitivity of six ecosystem components – permafrost, peatlands, lakes, snowpack, vegetation, and endothermic vertebrates – across northern landscapes ranging from boreal to polar biomes. We identified 28 discontinuous component states across a 3700 km latitudinal gradient in northeastern North America and quantified sensitivity as the transition time from an initial to a contrasting state following a theoretical step change increase in mean annual air temperature of 5 °C. We infer that multiple interconnected state shifts are likely to occur within a narrow subarctic latitudinal band at timescales of 10 to more than 100 years, and response times decrease with latitude. Response times differ between components and across latitudes, which is likely to impair the integrity of ecosystems.