SlideShare a Scribd company logo
Impacts of large-scale drought and
deluge on phenology and vegetation
productivity in Southeastern Australia
Xuanlong Ma
1
, Alfredo Huete
1
, Susan Moran
2
,
Guillermo Ponce-Campos
2
, Derek Eamus
3
1 Plant Functional Biology & Climate Change Cluster
University ofTechnology Sydney
2 SouthwestWatershed Research Centre,
USDA Agriculture Research Service
3 School of Life Sciences, University ofTechnology Sydney
6 October 2015 @ Kusadasi, Turkey
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
MOTIVATION
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
IN THE NEWS
Lake Hume (NSW), 2007
Credit:TimJKeegan
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Credit:EpocTinmes
Stockman Gordon Litch๏ฌeld at
Leigh Creek (SA), 2006
33
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Drought had significant impacts, including
dramatic reduction in agricultural
production, reduced water availability for
industrial and civil consumptions, increased
forest die-back and bushfire (Sempel et al., 2010).
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 44
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
There is an increasing trend in the
frequency and spatial extent of extreme
climate events around globe and in Australia,
yet the impacts of these extreme climate on
ecosystem function remains uncertain.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 55
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Vegetation phenology and primary productivity
represent key functions of an ecosystem,
potential changes in phenology and primary
productivity under climate change will have
great implications to regional & global climate
and biogeochemical cycles.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 66
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Phenology is the study of life cycles of
flora and fauna and their interactions
with seasonal and inter-annual
variations in climate and other factors.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 77
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Phenology is an integrative
indicator of vegetation
responses to climate variability
and change.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 88
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Vegetation phenology and
primary productivity together
represent key functions of an
ecosystem.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 99
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Therefore, understanding their
relationships with environment is of great
importance in global change studies that
aim to predict how ecosystem function will
be affected by future climate changes.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1010
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Remote Sensing uses satellites
to track seasonal changes in
vegetation activity on regional,
continental, and global scales.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1111
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Remote sensing provide unparalleled way for
detection and mapping vegetation phenological
and functional responses to climate over broad-
scales, which complement the restricted
coverage afforded by ground-based plots
observations.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1212
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
The objective of this study
is to investigate the shifts in
phenology and vegetation
productivity under climatic
extremes.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 13
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
DATA & METHOD
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 14
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Southeastern Australia (SEA)
Land cover map of the SEA
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1515
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
1.3 million km2
Southeastern Australia (SEA)
Land cover map of the SEA
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 16
Martin Wells
Broken Hill
Yanco
Tumbarumba
Warracknabeal
16
Chowilla
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
1.3 million km2
Satellite Data
โ€ข Moderate Resolution Imaging
Spectroradiometer (MODIS) onboard
NASAโ€™s Terra satellite;
โ€ข EnhancedVegetation Index (EVI);
โ€ข MOD13C1, 16-day, 0.05ยฐ resolution;
โ€ข 2000-2014;
โ€ข Quality Control (QC) applied.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1717
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1818
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Wavelength (microns)
Re๏ฌ‚ectance
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1919
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Wavelength (microns)
Re๏ฌ‚ectance
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2020
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Vegetation Index is based on the
contrast between the re๏ฌ‚ectances at
NIR region and VIS region.
Wavelength (microns)
Re๏ฌ‚ectance
Standardised Precipitation-
Evapotranspiration Index (SPEI)
โ€ข SPEI is a multi-scaler drought index which takes into
account both precipitation (P) and potential
evapotranspiration (PET) in determine the drought
severity (Vicente-Serrano et al., 2011);
โ€ข SPEI re๏ฌ‚ect the cumulative effect of the imbalance
between atmospheric supply (P) and demand (PET);
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2121
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Phenological Metrics Extraction
Seasonal maximum EVI
Prior Season Minimum EVI
10%
After Season Minimum EVI
10%
Soil background EVI = 0.08
(yellow shaded area)
Annual integrated EVI (iEVI)
(green shaded area)
SGS
PGS
EGS
LGSโ—
Warracknabeal (Cropland)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Febโˆ’2003 Aprโˆ’2003 Junโˆ’2003 Augโˆ’2003 Octโˆ’2003 Decโˆ’2003
Date
EVI
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2222
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
RESULTS
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 23
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
First, we show the hydroclimatic
impacts on seasonality of
vegetation growth.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2424
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
(d)
(e)
(f)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012
Date
EVIsdorSPEI
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.14
0.16
0.18
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.08
0.10
0.12
0.14
Jan Apr Jul Oct
Date
EVIMODIS
(a)
(b)
(c)
(d)
Tumbarumba (Wet sclerophyll forest)
Yanco (Pasture)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
0
2
EVIsdorSPEI
SPEI Dry Wet EVI
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
Tumbarumba (Wet sclerophyll forest)
Yanco (Pasture)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
0.30
0.35
0.40
0.45
0.2
0.3
0.4
0.5
0.14
0.16
0.18
0.20
0.3
0.4
0.5
EVIMODIS
โ— โ—2002 (Drought) 2010 (Wet)
Seasonal and inter-annual variations in EVI and SPEI at local sites, 2000-2013
2525
All sites experienced severe and protracted drought condition throughout 2002
and 2003, as indicated by consecutive negative SPEI lasted for 9 - 14 monthsMa et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Second, we show the biogeographical
patterns in vegetation phenology and
productivity across drought and wet
years
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2626
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 27
SPEI
LGS (days)
iEVISD
27
In 2002, 87% areas of the SEA experienced drought impact,
76% areas experienced wet condition during the 2010
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 28
SPEI
LGS (days)
iEVISD
28
In 2002, 87% areas of the SEA experienced drought impact,
76% areas experienced wet condition during the 2010
Within the areas that phenology was detected during both
2002 and 2010, there was an increasing trend in LGS over
70% areas of the SEA in the wet year.
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 29
SPEI
LGS (days)
iEVISD
29
Region-wide averaged productivity was reduced by 21%
in the 2002 drought year and was increased by 20% in the
2010 wet year relative to 2000-2013 average.
In 2002, 87% areas of the SEA experienced drought impact,
76% areas experienced wet condition during the 2010
Within the areas that phenology was detected during both
2002 and 2010, there was an increasing trend in LGS over
70% areas of the SEA in the wet year.
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Quite dramatically, we found drought
resulted in widespread reduction or
collapse in seasonality, associated with
no detectable phenology over vast
drylands ecosystems.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 3030
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 3131
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 32
2002 drought year
2010 wet year
2002 drought year
2010 wet year
EVI
32
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 33
2002 drought year
2010 wet year
2002 drought year
2010 wet year
EVI
33
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Length of greening season > 6 months in normal or wet year
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 34
2002 drought year
2010 wet year
2002 drought year
2010 wet year
EVI
34
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Length of greening season = 0 day in drought year
Length of greening season > 6 months in normal or wet year
DISCUSSIONS
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 35
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Firstโ€ฆ
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 3636
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Phenology:
the study of periodic plant and animal life
cycle events.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 3737
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
In temperate ecosystems,
phenology profile as observed
from satellite sensors normally
looks likeโ€ฆ
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
3838
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Harvard Forest, MA, USA, deciduous broadleaf forest Fisher & Mustad, 2007
Hmimina et al., 2013
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
3939
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Harvard Forest, MA, USA, deciduous broadleaf forest Fisher & Mustad, 2007
Fontainebleau, France, deciduous broadleaf forest Hmimina et al., 2013
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
4040
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Harvard Forest, MA, USA, deciduous broadleaf forest Fisher & Mustad, 2007
Fontainebleau, France, deciduous broadleaf forest Hmimina et al., 2013
Darwin, NT, Australia, tropical savanna Ma et al., 2013
4141
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
However, we found under
highly variable climate, such as
in Australia, phenology profile
looks likeโ€ฆ
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 4242
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Yanco (Pasture)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
2
EVIsdorSPEI
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Yanco (Pasture)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.30
0.35
0.2
0.3
0.4
0.5
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.12
0.14EVIMODIS
(c)
(d)
(e)
(f)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012
Date
EVIsdorSPEI
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.2
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.08
0.10
0.12
0.14
Jan Apr Jul Oct
Date
EVIMODIS
(c)
(d)
(e)
(f)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012
Date
EVIsdorSPEI
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.2
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.08
0.10
0.12
0.14
Jan Apr Jul Oct
Date
EVIMODIS
(c)
(d)
(e)
(f)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012
Date
EVIsdorSPEI
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.2
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.08
0.10
0.12
0.14
Jan Apr Jul Oct
Date
EVIMODIS
4343
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Yanco (Pasture)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
2
EVIsdorSPEI
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Yanco (Pasture)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.30
0.35
0.2
0.3
0.4
0.5
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.12
0.14EVIMODIS
(c)
(d)
(e)
(f)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012
Date
EVIsdorSPEI
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.2
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.08
0.10
0.12
0.14
Jan Apr Jul Oct
Date
EVIMODIS
(c)
(d)
(e)
(f)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012
Date
EVIsdorSPEI
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.2
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.08
0.10
0.12
0.14
Jan Apr Jul Oct
Date
EVIMODIS
(c)
(d)
(e)
(f)
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
โˆ’2
0
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
โˆ’2
0
2
Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012
Date
EVIsdorSPEI
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
Martins Wells (Acacia shrublands)
0.2
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.08
0.10
0.12
0.14
Jan Apr Jul Oct
Date
EVIMODIS
Yanco, NSW (Pasture)
Warracknabeal, VIC (Wheat crop)
Broken Hill, NSW (Hummock grass)
Martin Wells, SA (Acacia shrubland)
Red: 2002
Blue: 2010
4444
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Finding #1
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 4545
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Phenology is not repeated
event, at least for Australiaโ€™s
dryland ecosystems.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
46
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
46
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Drought resulted in widespread
reductions or collapse inย the normal
patterns of seasonality such that in
many cases there was no detectable
phenological cycle during drought years.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
47
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
47
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Implication of finding
#1
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
48
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
48
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
The direction of the gradual shifting in
ecosystem function and structure as induced by
global change (e.g., warming and CO2
fertilisation effect) in a long-run might be
suddenly altered, or even reversed direction, by
short-term extreme climatic events.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
49
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
49
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Our findings highlight the need for
models to explicitly take into account
climate-induced abrupt shifts in
phenology and productivity for
predicting future ecosystem states,
particularly in global semi-arid and
arid regions where climate is highly
variable and vegetation growth is not
or less limited by temperature but
rather limited by water-availability.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
50
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
50
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Secondโ€ฆ
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
51
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
51
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Agricultural ecosystems,
including cropland and
pastures, are importantโ€ฆ
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
52
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
52
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
However, we foundโ€ฆ
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
53
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
53
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
Tumbarumba (Wet sclerophyll forest)
Yanco (Pasture)
Chowilla (Mallee woodland)
0.30
0.35
0.40
0.45
0.2
0.3
0.4
0.5
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.16
Red: 2002
Blue: 2010
Victoria wheat belt
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
54
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
54
Yanco
Warracknabeal
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
Tumbarumba (Wet sclerophyll forest)
Yanco (Pasture)
Chowilla (Mallee woodland)
0.30
0.35
0.40
0.45
0.2
0.3
0.4
0.5
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ— โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ—
โ—
โ— โ— โ— โ—
โ—
โ— โ— โ—
โ— โ— โ— โ— โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
โ—
โ—
โ— โ—
โ—
Chowilla (Mallee woodland)
Warracknabeal (Wheat cropland)
Broken Hill (Hummock grassland)
0.14
0.16
0.18
0.20
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.16
Red: 2002
Blue: 2010
Victoria wheat belt
โ€œWe want to see the Murray ๏ฌ‚ow.โ€
NSW farmer Gilbert Bain is harvesting
his withered wheat near Deniliquin.
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
55
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
55
Yanco
Warracknabeal
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
Rainfed Cropland Rainfed Pasture
Hummock Grassland Shrubland
Open Forest Open Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.9
3
4
1.0
1.5
Density
iEVI SPEI
2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
Rainfed Cropland Rainfed Pasture T
Hummock Grassland Shrubland
Open Forest Open Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.9
3
4
1.0
1.5
Density
iEVI SPEI
2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
Hummock Grassland Shrubland
Open Forest Open Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
0
1
2
3
4
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.0
0.3
0.6
0.9
0
1
2
3
4
0.0
0.5
1.0
1.5
โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2
โˆ†iEVIsd or โˆ†SPEI
Density
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
Rainfed Cropland Rainfed Pasture Tussock Grassland
Hummock Grassland Shrubland Closed Forest
Open Forest Open Woodland Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.0
0.3
0.6
0.9
0
1
2
3
4
0.0
0.5
1.0
1.5
โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2
โˆ†iEVIsd or โˆ†SPEI
Density
iEVI SPEI
2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean
(a) (b)
(d) (e)
(g) (h)
Rainfed Cropland Rainfed Pasture
Hummock Grassland Shrubland
Open Forest Open Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.6
0.9
2
3
4
0.5
1.0
1.5
Density
Red: 2002
Blue: 2010
Negative impact of drought
was ampli๏ฌed by cropland
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
56
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
56
Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
Rainfed Cropland Rainfed Pasture
Hummock Grassland Shrubland
Open Forest Open Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.9
3
4
1.0
1.5
Density
iEVI SPEI
2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
Rainfed Cropland Rainfed Pasture T
Hummock Grassland Shrubland
Open Forest Open Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.9
3
4
1.0
1.5
Density
iEVI SPEI
2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
Hummock Grassland Shrubland
Open Forest Open Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
0
1
2
3
4
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.0
0.3
0.6
0.9
0
1
2
3
4
0.0
0.5
1.0
1.5
โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2
โˆ†iEVIsd or โˆ†SPEI
Density
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h) (i)
Rainfed Cropland Rainfed Pasture Tussock Grassland
Hummock Grassland Shrubland Closed Forest
Open Forest Open Woodland Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.0
0.3
0.6
0.9
0
1
2
3
4
0.0
0.5
1.0
1.5
โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2
โˆ†iEVIsd or โˆ†SPEI
Density
iEVI SPEI
2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean
(a) (b)
(d) (e)
(g) (h)
Rainfed Cropland Rainfed Pasture
Hummock Grassland Shrubland
Open Forest Open Woodland
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
0
1
2
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
0.6
0.9
2
3
4
0.5
1.0
1.5
Density
Red: 2002
Blue: 2010
Negative impact of drought
was ampli๏ฌed by cropland
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
57
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
57
Native dryland vegetation
buffered drought impact
very well Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Finding #2:
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
58
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
58
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
SE Australiaโ€™s agricultural
ecosystems, including cropland and
pastures, didnโ€™t buffer drought
impact as good as native
vegetations.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
59
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
59
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
In a climate change perspective,
predicted increases in drought
frequency and intensity will have
great impact on Australiaโ€™s
agricultural ecosystems, resulted
in a series of consequences, such
as crop failures, forage loss, and
pasture degradation.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
60
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
60
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
These pose concerns on their
sustainable ability to support
human livelihood and social
functioning, and suggested that
improved management and
adaption strategies should be
strengthened in these areas of
concerns.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
61
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
61
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Besides, our results highlighted the
significant role of native vegetations,
particularly hummock grassland
(spinifex) and shrubland (e.g., Acacia
shrubland, or Mulga), in buffering the
impacts of drought on regional carbon
balance and subsequent feedback to
regional and global climate.
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
6262
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
For example, the positive
anomaly in global land carbon sink
in 2010-11 was largely driven by
semi-arid ecosystems in Southern
Hemisphere, with 60% of global
carbon uptake anomaly was
attributed to Australiaโ€™s drylands
ecosystems (Poulter et al., 2014).
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015
6363
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Summary
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
64
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Summary
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
65
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
โ€ข We found dramatic impacts were exerted
by drought and wet extremes on
vegetation phenology & productivity, with
abrupt change in phenology and
productivity between dry and wet years.
โ€ข We found agricultural ecosystems did not
buffer drought well, while native dryland
ecosystems were quite resistant and
resilient to hydroclimatic variations.
Summary
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
66
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
โ€ข We found dramatic impacts were exerted
by drought and wet extremes on
vegetation phenology & productivity, with
abrupt change in phenology and
productivity between dry and wet years.
โ€ข We found agricultural ecosystems did not
buffer drought well, while native dryland
ecosystems were quite resistant and
resilient to hydroclimatic variations.
Thanks!
Questions?
Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au
Trend in Environment ResearchTrends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems
67
International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
Murray-Darling National Park
Photo Credit: Ignacio Palacios/Lonely Planet

More Related Content

What's hot

C041031927
C041031927C041031927
C041031927
IOSR-JEN
ย 
2 2 food webs ii ms.ls2
2 2 food webs  ii ms.ls22 2 food webs  ii ms.ls2
2 2 food webs ii ms.ls2
James Wampler
ย 
Climate change in the North Atlantic: Selection and local adaptation on the r...
Climate change in the North Atlantic: Selection and local adaptation on the r...Climate change in the North Atlantic: Selection and local adaptation on the r...
Climate change in the North Atlantic: Selection and local adaptation on the r...
Alexander Jueterbock
ย 
Climate change responses in canopy-forming seaweed
Climate change responses in canopy-forming seaweedClimate change responses in canopy-forming seaweed
Climate change responses in canopy-forming seaweed
Alexander Jueterbock
ย 
Geothermal well Site Characteristics from Climate Resilient Technologies in N...
Geothermal well Site Characteristics from Climate Resilient Technologies in N...Geothermal well Site Characteristics from Climate Resilient Technologies in N...
Geothermal well Site Characteristics from Climate Resilient Technologies in N...
QUESTJOURNAL
ย 
BASHIR
BASHIRBASHIR
BASHIR
Abubakar Bashir
ย 
Forecasting Biomass Loss and Carbon Released to the Atmosphere as a Result of...
Forecasting Biomass Loss and Carbon Released to the Atmosphere as a Result of...Forecasting Biomass Loss and Carbon Released to the Atmosphere as a Result of...
Forecasting Biomass Loss and Carbon Released to the Atmosphere as a Result of...
IJEAB
ย 
Environmental chemistry lecture
Environmental chemistry lectureEnvironmental chemistry lecture
Environmental chemistry lecture
Tst Thong
ย 
Natural Resources
Natural ResourcesNatural Resources
Natural Resources
Teja Narahari
ย 
1066_Avoiding ecological constraints in wind energy_revised draft_final
1066_Avoiding ecological constraints in wind energy_revised draft_final1066_Avoiding ecological constraints in wind energy_revised draft_final
1066_Avoiding ecological constraints in wind energy_revised draft_final
genevieve hayes
ย 
Josep Antรณ: Planetary health, a new approach to address public health and env...
Josep Antรณ: Planetary health, a new approach to address public health and env...Josep Antรณ: Planetary health, a new approach to address public health and env...
Josep Antรณ: Planetary health, a new approach to address public health and env...
THL
ย 
Climate change and biodiversity
Climate change and biodiversityClimate change and biodiversity
Climate change and biodiversity
Malavika Prabhakaran
ย 
Hamilton et al. 2015 microbial mitigation
Hamilton et al. 2015 microbial mitigationHamilton et al. 2015 microbial mitigation
Hamilton et al. 2015 microbial mitigation
Cyd Hamilton
ย 
The influence of Vegetation and Built Environments on Midday Summer Thermal C...
The influence of Vegetation and Built Environments on Midday Summer Thermal C...The influence of Vegetation and Built Environments on Midday Summer Thermal C...
The influence of Vegetation and Built Environments on Midday Summer Thermal C...
Zo Cayetano
ย 
Climate change impact on ocean forests and their biodiversity
Climate change impact on ocean forests and their biodiversityClimate change impact on ocean forests and their biodiversity
Climate change impact on ocean forests and their biodiversity
Alexander Jueterbock
ย 
Environmental Science and Classifications
Environmental Science and ClassificationsEnvironmental Science and Classifications
Environmental Science and Classifications
kevinlinson
ย 
IARU Global Challenges 2014 Cornell Governance gaps
IARU Global Challenges 2014 Cornell Governance gapsIARU Global Challenges 2014 Cornell Governance gaps
IARU Global Challenges 2014 Cornell Governance gaps
Sarah Cornell
ย 
IFPRI - Climate Change and Pulse Production- its impact in Sri-Lanka, Rohan R...
IFPRI - Climate Change and Pulse Production- its impact in Sri-Lanka, Rohan R...IFPRI - Climate Change and Pulse Production- its impact in Sri-Lanka, Rohan R...
IFPRI - Climate Change and Pulse Production- its impact in Sri-Lanka, Rohan R...
International Food Policy Research Institute- South Asia Office
ย 

What's hot (18)

C041031927
C041031927C041031927
C041031927
ย 
2 2 food webs ii ms.ls2
2 2 food webs  ii ms.ls22 2 food webs  ii ms.ls2
2 2 food webs ii ms.ls2
ย 
Climate change in the North Atlantic: Selection and local adaptation on the r...
Climate change in the North Atlantic: Selection and local adaptation on the r...Climate change in the North Atlantic: Selection and local adaptation on the r...
Climate change in the North Atlantic: Selection and local adaptation on the r...
ย 
Climate change responses in canopy-forming seaweed
Climate change responses in canopy-forming seaweedClimate change responses in canopy-forming seaweed
Climate change responses in canopy-forming seaweed
ย 
Geothermal well Site Characteristics from Climate Resilient Technologies in N...
Geothermal well Site Characteristics from Climate Resilient Technologies in N...Geothermal well Site Characteristics from Climate Resilient Technologies in N...
Geothermal well Site Characteristics from Climate Resilient Technologies in N...
ย 
BASHIR
BASHIRBASHIR
BASHIR
ย 
Forecasting Biomass Loss and Carbon Released to the Atmosphere as a Result of...
Forecasting Biomass Loss and Carbon Released to the Atmosphere as a Result of...Forecasting Biomass Loss and Carbon Released to the Atmosphere as a Result of...
Forecasting Biomass Loss and Carbon Released to the Atmosphere as a Result of...
ย 
Environmental chemistry lecture
Environmental chemistry lectureEnvironmental chemistry lecture
Environmental chemistry lecture
ย 
Natural Resources
Natural ResourcesNatural Resources
Natural Resources
ย 
1066_Avoiding ecological constraints in wind energy_revised draft_final
1066_Avoiding ecological constraints in wind energy_revised draft_final1066_Avoiding ecological constraints in wind energy_revised draft_final
1066_Avoiding ecological constraints in wind energy_revised draft_final
ย 
Josep Antรณ: Planetary health, a new approach to address public health and env...
Josep Antรณ: Planetary health, a new approach to address public health and env...Josep Antรณ: Planetary health, a new approach to address public health and env...
Josep Antรณ: Planetary health, a new approach to address public health and env...
ย 
Climate change and biodiversity
Climate change and biodiversityClimate change and biodiversity
Climate change and biodiversity
ย 
Hamilton et al. 2015 microbial mitigation
Hamilton et al. 2015 microbial mitigationHamilton et al. 2015 microbial mitigation
Hamilton et al. 2015 microbial mitigation
ย 
The influence of Vegetation and Built Environments on Midday Summer Thermal C...
The influence of Vegetation and Built Environments on Midday Summer Thermal C...The influence of Vegetation and Built Environments on Midday Summer Thermal C...
The influence of Vegetation and Built Environments on Midday Summer Thermal C...
ย 
Climate change impact on ocean forests and their biodiversity
Climate change impact on ocean forests and their biodiversityClimate change impact on ocean forests and their biodiversity
Climate change impact on ocean forests and their biodiversity
ย 
Environmental Science and Classifications
Environmental Science and ClassificationsEnvironmental Science and Classifications
Environmental Science and Classifications
ย 
IARU Global Challenges 2014 Cornell Governance gaps
IARU Global Challenges 2014 Cornell Governance gapsIARU Global Challenges 2014 Cornell Governance gaps
IARU Global Challenges 2014 Cornell Governance gaps
ย 
IFPRI - Climate Change and Pulse Production- its impact in Sri-Lanka, Rohan R...
IFPRI - Climate Change and Pulse Production- its impact in Sri-Lanka, Rohan R...IFPRI - Climate Change and Pulse Production- its impact in Sri-Lanka, Rohan R...
IFPRI - Climate Change and Pulse Production- its impact in Sri-Lanka, Rohan R...
ย 

Similar to Impacts of large-scale drought and deluge on phenology and vegetation productivity in Southeastern Australia

Andersen oxford2011
Andersen oxford2011Andersen oxford2011
Andersen oxford2011
Mark Andersen
ย 
6. Impacts of climate change.pptx
6. Impacts of climate change.pptx6. Impacts of climate change.pptx
6. Impacts of climate change.pptx
dumisa3
ย 
Hall adapting conservation systems
Hall   adapting conservation systemsHall   adapting conservation systems
Hall adapting conservation systems
Soil and Water Conservation Society
ย 
Lecture 9 impacts of climate change
Lecture 9   impacts of climate changeLecture 9   impacts of climate change
Lecture 9 impacts of climate change
polylsgiedx
ย 
the-challenges-facing-global-biodiversity-in-response-to-climate-change.pdf
the-challenges-facing-global-biodiversity-in-response-to-climate-change.pdfthe-challenges-facing-global-biodiversity-in-response-to-climate-change.pdf
the-challenges-facing-global-biodiversity-in-response-to-climate-change.pdf
Medwin Publishers
ย 
IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON COASTAL COMMUNITIES OF INDIA (EASTERN COAST)
IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON COASTAL COMMUNITIES OF INDIA (EASTERN COAST)IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON COASTAL COMMUNITIES OF INDIA (EASTERN COAST)
IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON COASTAL COMMUNITIES OF INDIA (EASTERN COAST)
IRJET Journal
ย 
Chinese climate change and health - Cordia Chu
Chinese climate change and health - Cordia ChuChinese climate change and health - Cordia Chu
Chinese climate change and health - Cordia Chu
intasave-caribsavegroup
ย 
Amazonia: The Security Agenda (ASA)
Amazonia: The Security Agenda (ASA)Amazonia: The Security Agenda (ASA)
Amazonia: The Security Agenda (ASA)
Decision and Policy Analysis Program
ย 
11.[21 29]the implications of climate change on food security and rural livel...
11.[21 29]the implications of climate change on food security and rural livel...11.[21 29]the implications of climate change on food security and rural livel...
11.[21 29]the implications of climate change on food security and rural livel...
Alexander Decker
ย 
Agroclimatology
AgroclimatologyAgroclimatology
Agroclimatology
Mohammad Mohaiminul Islam
ย 
1302014 Turnitin Originality Reporthttpsapi.turnitin..docx
1302014 Turnitin Originality Reporthttpsapi.turnitin..docx1302014 Turnitin Originality Reporthttpsapi.turnitin..docx
1302014 Turnitin Originality Reporthttpsapi.turnitin..docx
hyacinthshackley2629
ย 
eng456 project
eng456 projecteng456 project
eng456 project
jaylakade
ย 
Monitoring Global Biome Dynamics from Space
Monitoring Global Biome Dynamics from Space Monitoring Global Biome Dynamics from Space
Monitoring Global Biome Dynamics from Space
Cassidy Rankine
ย 
_Jibrin and Abdulhamed BEST published journal 2016
_Jibrin and Abdulhamed BEST published journal 2016_Jibrin and Abdulhamed BEST published journal 2016
_Jibrin and Abdulhamed BEST published journal 2016
Dr Adamu Abdulhamed
ย 
Presentation11.pptx
Presentation11.pptxPresentation11.pptx
Presentation11.pptx
Aayush966897
ย 
Global Climate Change and its impact on human health
Global Climate Change and its impact on human healthGlobal Climate Change and its impact on human health
Global Climate Change and its impact on human health
Prof. A.Balasubramanian
ย 
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITESRECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
iQHub
ย 
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITESRECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
iQHub
ย 
Spatial Patterns of Climate Change in India
Spatial Patterns of Climate Change in IndiaSpatial Patterns of Climate Change in India
Spatial Patterns of Climate Change in India
khalid_nitt
ย 
EarthQuakes and Insects of Estuaries.pdf
EarthQuakes and Insects of Estuaries.pdfEarthQuakes and Insects of Estuaries.pdf
EarthQuakes and Insects of Estuaries.pdf
AmosMutua3
ย 

Similar to Impacts of large-scale drought and deluge on phenology and vegetation productivity in Southeastern Australia (20)

Andersen oxford2011
Andersen oxford2011Andersen oxford2011
Andersen oxford2011
ย 
6. Impacts of climate change.pptx
6. Impacts of climate change.pptx6. Impacts of climate change.pptx
6. Impacts of climate change.pptx
ย 
Hall adapting conservation systems
Hall   adapting conservation systemsHall   adapting conservation systems
Hall adapting conservation systems
ย 
Lecture 9 impacts of climate change
Lecture 9   impacts of climate changeLecture 9   impacts of climate change
Lecture 9 impacts of climate change
ย 
the-challenges-facing-global-biodiversity-in-response-to-climate-change.pdf
the-challenges-facing-global-biodiversity-in-response-to-climate-change.pdfthe-challenges-facing-global-biodiversity-in-response-to-climate-change.pdf
the-challenges-facing-global-biodiversity-in-response-to-climate-change.pdf
ย 
IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON COASTAL COMMUNITIES OF INDIA (EASTERN COAST)
IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON COASTAL COMMUNITIES OF INDIA (EASTERN COAST)IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON COASTAL COMMUNITIES OF INDIA (EASTERN COAST)
IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON COASTAL COMMUNITIES OF INDIA (EASTERN COAST)
ย 
Chinese climate change and health - Cordia Chu
Chinese climate change and health - Cordia ChuChinese climate change and health - Cordia Chu
Chinese climate change and health - Cordia Chu
ย 
Amazonia: The Security Agenda (ASA)
Amazonia: The Security Agenda (ASA)Amazonia: The Security Agenda (ASA)
Amazonia: The Security Agenda (ASA)
ย 
11.[21 29]the implications of climate change on food security and rural livel...
11.[21 29]the implications of climate change on food security and rural livel...11.[21 29]the implications of climate change on food security and rural livel...
11.[21 29]the implications of climate change on food security and rural livel...
ย 
Agroclimatology
AgroclimatologyAgroclimatology
Agroclimatology
ย 
1302014 Turnitin Originality Reporthttpsapi.turnitin..docx
1302014 Turnitin Originality Reporthttpsapi.turnitin..docx1302014 Turnitin Originality Reporthttpsapi.turnitin..docx
1302014 Turnitin Originality Reporthttpsapi.turnitin..docx
ย 
eng456 project
eng456 projecteng456 project
eng456 project
ย 
Monitoring Global Biome Dynamics from Space
Monitoring Global Biome Dynamics from Space Monitoring Global Biome Dynamics from Space
Monitoring Global Biome Dynamics from Space
ย 
_Jibrin and Abdulhamed BEST published journal 2016
_Jibrin and Abdulhamed BEST published journal 2016_Jibrin and Abdulhamed BEST published journal 2016
_Jibrin and Abdulhamed BEST published journal 2016
ย 
Presentation11.pptx
Presentation11.pptxPresentation11.pptx
Presentation11.pptx
ย 
Global Climate Change and its impact on human health
Global Climate Change and its impact on human healthGlobal Climate Change and its impact on human health
Global Climate Change and its impact on human health
ย 
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITESRECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
ย 
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITESRECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
RECOMMENDATIONS FOR ENVIRONMENTAL MONITORING AROUND DEEP-SEA MINING SITES
ย 
Spatial Patterns of Climate Change in India
Spatial Patterns of Climate Change in IndiaSpatial Patterns of Climate Change in India
Spatial Patterns of Climate Change in India
ย 
EarthQuakes and Insects of Estuaries.pdf
EarthQuakes and Insects of Estuaries.pdfEarthQuakes and Insects of Estuaries.pdf
EarthQuakes and Insects of Estuaries.pdf
ย 

Recently uploaded

THEMATIC APPERCEPTION TEST(TAT) cognitive abilities, creativity, and critic...
THEMATIC  APPERCEPTION  TEST(TAT) cognitive abilities, creativity, and critic...THEMATIC  APPERCEPTION  TEST(TAT) cognitive abilities, creativity, and critic...
THEMATIC APPERCEPTION TEST(TAT) cognitive abilities, creativity, and critic...
Abdul Wali Khan University Mardan,kP,Pakistan
ย 
Immersive Learning That Works: Research Grounding and Paths Forward
Immersive Learning That Works: Research Grounding and Paths ForwardImmersive Learning That Works: Research Grounding and Paths Forward
Immersive Learning That Works: Research Grounding and Paths Forward
Leonel Morgado
ย 
Equivariant neural networks and representation theory
Equivariant neural networks and representation theoryEquivariant neural networks and representation theory
Equivariant neural networks and representation theory
Daniel Tubbenhauer
ย 
SAR of Medicinal Chemistry 1st by dk.pdf
SAR of Medicinal Chemistry 1st by dk.pdfSAR of Medicinal Chemistry 1st by dk.pdf
SAR of Medicinal Chemistry 1st by dk.pdf
KrushnaDarade1
ย 
NuGOweek 2024 Ghent programme overview flyer
NuGOweek 2024 Ghent programme overview flyerNuGOweek 2024 Ghent programme overview flyer
NuGOweek 2024 Ghent programme overview flyer
pablovgd
ย 
Thornton ESPP slides UK WW Network 4_6_24.pdf
Thornton ESPP slides UK WW Network 4_6_24.pdfThornton ESPP slides UK WW Network 4_6_24.pdf
Thornton ESPP slides UK WW Network 4_6_24.pdf
European Sustainable Phosphorus Platform
ย 
molar-distalization in orthodontics-seminar.pptx
molar-distalization in orthodontics-seminar.pptxmolar-distalization in orthodontics-seminar.pptx
molar-distalization in orthodontics-seminar.pptx
Anagha Prasad
ย 
8.Isolation of pure cultures and preservation of cultures.pdf
8.Isolation of pure cultures and preservation of cultures.pdf8.Isolation of pure cultures and preservation of cultures.pdf
8.Isolation of pure cultures and preservation of cultures.pdf
by6843629
ย 
waterlessdyeingtechnolgyusing carbon dioxide chemicalspdf
waterlessdyeingtechnolgyusing carbon dioxide chemicalspdfwaterlessdyeingtechnolgyusing carbon dioxide chemicalspdf
waterlessdyeingtechnolgyusing carbon dioxide chemicalspdf
LengamoLAppostilic
ย 
20240520 Planning a Circuit Simulator in JavaScript.pptx
20240520 Planning a Circuit Simulator in JavaScript.pptx20240520 Planning a Circuit Simulator in JavaScript.pptx
20240520 Planning a Circuit Simulator in JavaScript.pptx
Sharon Liu
ย 
3D Hybrid PIC simulation of the plasma expansion (ISSS-14)
3D Hybrid PIC simulation of the plasma expansion (ISSS-14)3D Hybrid PIC simulation of the plasma expansion (ISSS-14)
3D Hybrid PIC simulation of the plasma expansion (ISSS-14)
David Osipyan
ย 
Oedema_types_causes_pathophysiology.pptx
Oedema_types_causes_pathophysiology.pptxOedema_types_causes_pathophysiology.pptx
Oedema_types_causes_pathophysiology.pptx
muralinath2
ย 
Remote Sensing and Computational, Evolutionary, Supercomputing, and Intellige...
Remote Sensing and Computational, Evolutionary, Supercomputing, and Intellige...Remote Sensing and Computational, Evolutionary, Supercomputing, and Intellige...
Remote Sensing and Computational, Evolutionary, Supercomputing, and Intellige...
University of Maribor
ย 
Describing and Interpreting an Immersive Learning Case with the Immersion Cub...
Describing and Interpreting an Immersive Learning Case with the Immersion Cub...Describing and Interpreting an Immersive Learning Case with the Immersion Cub...
Describing and Interpreting an Immersive Learning Case with the Immersion Cub...
Leonel Morgado
ย 
The use of Nauplii and metanauplii artemia in aquaculture (brine shrimp).pptx
The use of Nauplii and metanauplii artemia in aquaculture (brine shrimp).pptxThe use of Nauplii and metanauplii artemia in aquaculture (brine shrimp).pptx
The use of Nauplii and metanauplii artemia in aquaculture (brine shrimp).pptx
MAGOTI ERNEST
ย 
bordetella pertussis.................................ppt
bordetella pertussis.................................pptbordetella pertussis.................................ppt
bordetella pertussis.................................ppt
kejapriya1
ย 
ๅœจ็บฟๅŠž็†(salforๆฏ•ไธš่ฏไนฆ)็ดขๅฐ”็ฆๅพทๅคงๅญฆๆฏ•ไธš่ฏๆฏ•ไธšๅฎŒๆˆไฟกไธ€ๆจกไธ€ๆ ท
ๅœจ็บฟๅŠž็†(salforๆฏ•ไธš่ฏไนฆ)็ดขๅฐ”็ฆๅพทๅคงๅญฆๆฏ•ไธš่ฏๆฏ•ไธšๅฎŒๆˆไฟกไธ€ๆจกไธ€ๆ ทๅœจ็บฟๅŠž็†(salforๆฏ•ไธš่ฏไนฆ)็ดขๅฐ”็ฆๅพทๅคงๅญฆๆฏ•ไธš่ฏๆฏ•ไธšๅฎŒๆˆไฟกไธ€ๆจกไธ€ๆ ท
ๅœจ็บฟๅŠž็†(salforๆฏ•ไธš่ฏไนฆ)็ดขๅฐ”็ฆๅพทๅคงๅญฆๆฏ•ไธš่ฏๆฏ•ไธšๅฎŒๆˆไฟกไธ€ๆจกไธ€ๆ ท
vluwdy49
ย 
The debris of the โ€˜last major mergerโ€™ is dynamically young
The debris of the โ€˜last major mergerโ€™ is dynamically youngThe debris of the โ€˜last major mergerโ€™ is dynamically young
The debris of the โ€˜last major mergerโ€™ is dynamically young
Sรฉrgio Sacani
ย 
Randomised Optimisation Algorithms in DAPHNE
Randomised Optimisation Algorithms in DAPHNERandomised Optimisation Algorithms in DAPHNE
Randomised Optimisation Algorithms in DAPHNE
University of Maribor
ย 
Topic: SICKLE CELL DISEASE IN CHILDREN-3.pdf
Topic: SICKLE CELL DISEASE IN CHILDREN-3.pdfTopic: SICKLE CELL DISEASE IN CHILDREN-3.pdf
Topic: SICKLE CELL DISEASE IN CHILDREN-3.pdf
TinyAnderson
ย 

Recently uploaded (20)

THEMATIC APPERCEPTION TEST(TAT) cognitive abilities, creativity, and critic...
THEMATIC  APPERCEPTION  TEST(TAT) cognitive abilities, creativity, and critic...THEMATIC  APPERCEPTION  TEST(TAT) cognitive abilities, creativity, and critic...
THEMATIC APPERCEPTION TEST(TAT) cognitive abilities, creativity, and critic...
ย 
Immersive Learning That Works: Research Grounding and Paths Forward
Immersive Learning That Works: Research Grounding and Paths ForwardImmersive Learning That Works: Research Grounding and Paths Forward
Immersive Learning That Works: Research Grounding and Paths Forward
ย 
Equivariant neural networks and representation theory
Equivariant neural networks and representation theoryEquivariant neural networks and representation theory
Equivariant neural networks and representation theory
ย 
SAR of Medicinal Chemistry 1st by dk.pdf
SAR of Medicinal Chemistry 1st by dk.pdfSAR of Medicinal Chemistry 1st by dk.pdf
SAR of Medicinal Chemistry 1st by dk.pdf
ย 
NuGOweek 2024 Ghent programme overview flyer
NuGOweek 2024 Ghent programme overview flyerNuGOweek 2024 Ghent programme overview flyer
NuGOweek 2024 Ghent programme overview flyer
ย 
Thornton ESPP slides UK WW Network 4_6_24.pdf
Thornton ESPP slides UK WW Network 4_6_24.pdfThornton ESPP slides UK WW Network 4_6_24.pdf
Thornton ESPP slides UK WW Network 4_6_24.pdf
ย 
molar-distalization in orthodontics-seminar.pptx
molar-distalization in orthodontics-seminar.pptxmolar-distalization in orthodontics-seminar.pptx
molar-distalization in orthodontics-seminar.pptx
ย 
8.Isolation of pure cultures and preservation of cultures.pdf
8.Isolation of pure cultures and preservation of cultures.pdf8.Isolation of pure cultures and preservation of cultures.pdf
8.Isolation of pure cultures and preservation of cultures.pdf
ย 
waterlessdyeingtechnolgyusing carbon dioxide chemicalspdf
waterlessdyeingtechnolgyusing carbon dioxide chemicalspdfwaterlessdyeingtechnolgyusing carbon dioxide chemicalspdf
waterlessdyeingtechnolgyusing carbon dioxide chemicalspdf
ย 
20240520 Planning a Circuit Simulator in JavaScript.pptx
20240520 Planning a Circuit Simulator in JavaScript.pptx20240520 Planning a Circuit Simulator in JavaScript.pptx
20240520 Planning a Circuit Simulator in JavaScript.pptx
ย 
3D Hybrid PIC simulation of the plasma expansion (ISSS-14)
3D Hybrid PIC simulation of the plasma expansion (ISSS-14)3D Hybrid PIC simulation of the plasma expansion (ISSS-14)
3D Hybrid PIC simulation of the plasma expansion (ISSS-14)
ย 
Oedema_types_causes_pathophysiology.pptx
Oedema_types_causes_pathophysiology.pptxOedema_types_causes_pathophysiology.pptx
Oedema_types_causes_pathophysiology.pptx
ย 
Remote Sensing and Computational, Evolutionary, Supercomputing, and Intellige...
Remote Sensing and Computational, Evolutionary, Supercomputing, and Intellige...Remote Sensing and Computational, Evolutionary, Supercomputing, and Intellige...
Remote Sensing and Computational, Evolutionary, Supercomputing, and Intellige...
ย 
Describing and Interpreting an Immersive Learning Case with the Immersion Cub...
Describing and Interpreting an Immersive Learning Case with the Immersion Cub...Describing and Interpreting an Immersive Learning Case with the Immersion Cub...
Describing and Interpreting an Immersive Learning Case with the Immersion Cub...
ย 
The use of Nauplii and metanauplii artemia in aquaculture (brine shrimp).pptx
The use of Nauplii and metanauplii artemia in aquaculture (brine shrimp).pptxThe use of Nauplii and metanauplii artemia in aquaculture (brine shrimp).pptx
The use of Nauplii and metanauplii artemia in aquaculture (brine shrimp).pptx
ย 
bordetella pertussis.................................ppt
bordetella pertussis.................................pptbordetella pertussis.................................ppt
bordetella pertussis.................................ppt
ย 
ๅœจ็บฟๅŠž็†(salforๆฏ•ไธš่ฏไนฆ)็ดขๅฐ”็ฆๅพทๅคงๅญฆๆฏ•ไธš่ฏๆฏ•ไธšๅฎŒๆˆไฟกไธ€ๆจกไธ€ๆ ท
ๅœจ็บฟๅŠž็†(salforๆฏ•ไธš่ฏไนฆ)็ดขๅฐ”็ฆๅพทๅคงๅญฆๆฏ•ไธš่ฏๆฏ•ไธšๅฎŒๆˆไฟกไธ€ๆจกไธ€ๆ ทๅœจ็บฟๅŠž็†(salforๆฏ•ไธš่ฏไนฆ)็ดขๅฐ”็ฆๅพทๅคงๅญฆๆฏ•ไธš่ฏๆฏ•ไธšๅฎŒๆˆไฟกไธ€ๆจกไธ€ๆ ท
ๅœจ็บฟๅŠž็†(salforๆฏ•ไธš่ฏไนฆ)็ดขๅฐ”็ฆๅพทๅคงๅญฆๆฏ•ไธš่ฏๆฏ•ไธšๅฎŒๆˆไฟกไธ€ๆจกไธ€ๆ ท
ย 
The debris of the โ€˜last major mergerโ€™ is dynamically young
The debris of the โ€˜last major mergerโ€™ is dynamically youngThe debris of the โ€˜last major mergerโ€™ is dynamically young
The debris of the โ€˜last major mergerโ€™ is dynamically young
ย 
Randomised Optimisation Algorithms in DAPHNE
Randomised Optimisation Algorithms in DAPHNERandomised Optimisation Algorithms in DAPHNE
Randomised Optimisation Algorithms in DAPHNE
ย 
Topic: SICKLE CELL DISEASE IN CHILDREN-3.pdf
Topic: SICKLE CELL DISEASE IN CHILDREN-3.pdfTopic: SICKLE CELL DISEASE IN CHILDREN-3.pdf
Topic: SICKLE CELL DISEASE IN CHILDREN-3.pdf
ย 

Impacts of large-scale drought and deluge on phenology and vegetation productivity in Southeastern Australia

  • 1. Impacts of large-scale drought and deluge on phenology and vegetation productivity in Southeastern Australia Xuanlong Ma 1 , Alfredo Huete 1 , Susan Moran 2 , Guillermo Ponce-Campos 2 , Derek Eamus 3 1 Plant Functional Biology & Climate Change Cluster University ofTechnology Sydney 2 SouthwestWatershed Research Centre, USDA Agriculture Research Service 3 School of Life Sciences, University ofTechnology Sydney 6 October 2015 @ Kusadasi, Turkey Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 2. MOTIVATION Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 3. IN THE NEWS Lake Hume (NSW), 2007 Credit:TimJKeegan Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Credit:EpocTinmes Stockman Gordon Litch๏ฌeld at Leigh Creek (SA), 2006 33 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 4. Drought had significant impacts, including dramatic reduction in agricultural production, reduced water availability for industrial and civil consumptions, increased forest die-back and bushfire (Sempel et al., 2010). Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 44 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 5. There is an increasing trend in the frequency and spatial extent of extreme climate events around globe and in Australia, yet the impacts of these extreme climate on ecosystem function remains uncertain. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 55 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 6. Vegetation phenology and primary productivity represent key functions of an ecosystem, potential changes in phenology and primary productivity under climate change will have great implications to regional & global climate and biogeochemical cycles. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 66 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 7. Phenology is the study of life cycles of flora and fauna and their interactions with seasonal and inter-annual variations in climate and other factors. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 77 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 8. Phenology is an integrative indicator of vegetation responses to climate variability and change. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 88 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 9. Vegetation phenology and primary productivity together represent key functions of an ecosystem. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 99 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 10. Therefore, understanding their relationships with environment is of great importance in global change studies that aim to predict how ecosystem function will be affected by future climate changes. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1010 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 11. Remote Sensing uses satellites to track seasonal changes in vegetation activity on regional, continental, and global scales. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1111 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 12. Remote sensing provide unparalleled way for detection and mapping vegetation phenological and functional responses to climate over broad- scales, which complement the restricted coverage afforded by ground-based plots observations. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1212 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 13. The objective of this study is to investigate the shifts in phenology and vegetation productivity under climatic extremes. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 13 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 14. DATA & METHOD Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 14 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 15. Southeastern Australia (SEA) Land cover map of the SEA Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1515 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology 1.3 million km2
  • 16. Southeastern Australia (SEA) Land cover map of the SEA Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 16 Martin Wells Broken Hill Yanco Tumbarumba Warracknabeal 16 Chowilla Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology 1.3 million km2
  • 17. Satellite Data โ€ข Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) onboard NASAโ€™s Terra satellite; โ€ข EnhancedVegetation Index (EVI); โ€ข MOD13C1, 16-day, 0.05ยฐ resolution; โ€ข 2000-2014; โ€ข Quality Control (QC) applied. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1717 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 18. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1818 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology Wavelength (microns) Re๏ฌ‚ectance
  • 19. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 1919 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology Wavelength (microns) Re๏ฌ‚ectance
  • 20. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2020 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology Vegetation Index is based on the contrast between the re๏ฌ‚ectances at NIR region and VIS region. Wavelength (microns) Re๏ฌ‚ectance
  • 21. Standardised Precipitation- Evapotranspiration Index (SPEI) โ€ข SPEI is a multi-scaler drought index which takes into account both precipitation (P) and potential evapotranspiration (PET) in determine the drought severity (Vicente-Serrano et al., 2011); โ€ข SPEI re๏ฌ‚ect the cumulative effect of the imbalance between atmospheric supply (P) and demand (PET); Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2121 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 22. Phenological Metrics Extraction Seasonal maximum EVI Prior Season Minimum EVI 10% After Season Minimum EVI 10% Soil background EVI = 0.08 (yellow shaded area) Annual integrated EVI (iEVI) (green shaded area) SGS PGS EGS LGSโ— Warracknabeal (Cropland) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Febโˆ’2003 Aprโˆ’2003 Junโˆ’2003 Augโˆ’2003 Octโˆ’2003 Decโˆ’2003 Date EVI Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2222 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 23. RESULTS Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 23 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 24. First, we show the hydroclimatic impacts on seasonality of vegetation growth. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2424 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 25. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au (d) (e) (f) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012 Date EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.14 0.16 0.18 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.08 0.10 0.12 0.14 Jan Apr Jul Oct Date EVIMODIS (a) (b) (c) (d) Tumbarumba (Wet sclerophyll forest) Yanco (Pasture) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 0 2 EVIsdorSPEI SPEI Dry Wet EVI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Tumbarumba (Wet sclerophyll forest) Yanco (Pasture) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) 0.30 0.35 0.40 0.45 0.2 0.3 0.4 0.5 0.14 0.16 0.18 0.20 0.3 0.4 0.5 EVIMODIS โ— โ—2002 (Drought) 2010 (Wet) Seasonal and inter-annual variations in EVI and SPEI at local sites, 2000-2013 2525 All sites experienced severe and protracted drought condition throughout 2002 and 2003, as indicated by consecutive negative SPEI lasted for 9 - 14 monthsMa et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 26. Second, we show the biogeographical patterns in vegetation phenology and productivity across drought and wet years Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 2626 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 27. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 27 SPEI LGS (days) iEVISD 27 In 2002, 87% areas of the SEA experienced drought impact, 76% areas experienced wet condition during the 2010 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 28. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 28 SPEI LGS (days) iEVISD 28 In 2002, 87% areas of the SEA experienced drought impact, 76% areas experienced wet condition during the 2010 Within the areas that phenology was detected during both 2002 and 2010, there was an increasing trend in LGS over 70% areas of the SEA in the wet year. Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 29. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 29 SPEI LGS (days) iEVISD 29 Region-wide averaged productivity was reduced by 21% in the 2002 drought year and was increased by 20% in the 2010 wet year relative to 2000-2013 average. In 2002, 87% areas of the SEA experienced drought impact, 76% areas experienced wet condition during the 2010 Within the areas that phenology was detected during both 2002 and 2010, there was an increasing trend in LGS over 70% areas of the SEA in the wet year. Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 30. Quite dramatically, we found drought resulted in widespread reduction or collapse in seasonality, associated with no detectable phenology over vast drylands ecosystems. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 3030 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 31. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 3131 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 32. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 32 2002 drought year 2010 wet year 2002 drought year 2010 wet year EVI 32 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 33. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 33 2002 drought year 2010 wet year 2002 drought year 2010 wet year EVI 33 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology Length of greening season > 6 months in normal or wet year
  • 34. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 34 2002 drought year 2010 wet year 2002 drought year 2010 wet year EVI 34 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology Length of greening season = 0 day in drought year Length of greening season > 6 months in normal or wet year
  • 35. DISCUSSIONS Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 35 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 36. Firstโ€ฆ Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 3636 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 37. Phenology: the study of periodic plant and animal life cycle events. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 3737 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 38. In temperate ecosystems, phenology profile as observed from satellite sensors normally looks likeโ€ฆ Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 3838 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 39. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Harvard Forest, MA, USA, deciduous broadleaf forest Fisher & Mustad, 2007 Hmimina et al., 2013 Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 3939 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 40. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Harvard Forest, MA, USA, deciduous broadleaf forest Fisher & Mustad, 2007 Fontainebleau, France, deciduous broadleaf forest Hmimina et al., 2013 Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 4040 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 41. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Harvard Forest, MA, USA, deciduous broadleaf forest Fisher & Mustad, 2007 Fontainebleau, France, deciduous broadleaf forest Hmimina et al., 2013 Darwin, NT, Australia, tropical savanna Ma et al., 2013 4141 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 42. However, we found under highly variable climate, such as in Australia, phenology profile looks likeโ€ฆ Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 4242 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 43. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au (b) (c) (d) (e) (f) Yanco (Pasture) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 2 EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Yanco (Pasture) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.30 0.35 0.2 0.3 0.4 0.5 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.12 0.14EVIMODIS (c) (d) (e) (f) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012 Date EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.2 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.08 0.10 0.12 0.14 Jan Apr Jul Oct Date EVIMODIS (c) (d) (e) (f) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012 Date EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.2 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.08 0.10 0.12 0.14 Jan Apr Jul Oct Date EVIMODIS (c) (d) (e) (f) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012 Date EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.2 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.08 0.10 0.12 0.14 Jan Apr Jul Oct Date EVIMODIS 4343 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 44. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au (b) (c) (d) (e) (f) Yanco (Pasture) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 2 EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Yanco (Pasture) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.30 0.35 0.2 0.3 0.4 0.5 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.12 0.14EVIMODIS (c) (d) (e) (f) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012 Date EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.2 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.08 0.10 0.12 0.14 Jan Apr Jul Oct Date EVIMODIS (c) (d) (e) (f) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012 Date EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.2 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.08 0.10 0.12 0.14 Jan Apr Jul Oct Date EVIMODIS (c) (d) (e) (f) Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) โˆ’2 0 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 Sepโˆ’2000 Marโˆ’2002 Sepโˆ’2003 Marโˆ’2005 Sepโˆ’2006 Marโˆ’2008 Sepโˆ’2009 Marโˆ’2011 Sepโˆ’2012 Date EVIsdorSPEI โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) Martins Wells (Acacia shrublands) 0.2 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.08 0.10 0.12 0.14 Jan Apr Jul Oct Date EVIMODIS Yanco, NSW (Pasture) Warracknabeal, VIC (Wheat crop) Broken Hill, NSW (Hummock grass) Martin Wells, SA (Acacia shrubland) Red: 2002 Blue: 2010 4444 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 45. Finding #1 Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au 4545 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 46. Phenology is not repeated event, at least for Australiaโ€™s dryland ecosystems. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 46 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 46 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 47. Drought resulted in widespread reductions or collapse inย the normal patterns of seasonality such that in many cases there was no detectable phenological cycle during drought years. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 47 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 47 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 48. Implication of finding #1 Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 48 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 48 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 49. The direction of the gradual shifting in ecosystem function and structure as induced by global change (e.g., warming and CO2 fertilisation effect) in a long-run might be suddenly altered, or even reversed direction, by short-term extreme climatic events. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 49 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 49 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 50. Our findings highlight the need for models to explicitly take into account climate-induced abrupt shifts in phenology and productivity for predicting future ecosystem states, particularly in global semi-arid and arid regions where climate is highly variable and vegetation growth is not or less limited by temperature but rather limited by water-availability. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 50 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 50 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 51. Secondโ€ฆ Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 51 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 51 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 52. Agricultural ecosystems, including cropland and pastures, are importantโ€ฆ Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 52 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 52 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 53. However, we foundโ€ฆ Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 53 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 53 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 54. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Tumbarumba (Wet sclerophyll forest) Yanco (Pasture) Chowilla (Mallee woodland) 0.30 0.35 0.40 0.45 0.2 0.3 0.4 0.5 โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.16 Red: 2002 Blue: 2010 Victoria wheat belt Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 54 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 54 Yanco Warracknabeal Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 55. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Tumbarumba (Wet sclerophyll forest) Yanco (Pasture) Chowilla (Mallee woodland) 0.30 0.35 0.40 0.45 0.2 0.3 0.4 0.5 โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ—โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— โ— Chowilla (Mallee woodland) Warracknabeal (Wheat cropland) Broken Hill (Hummock grassland) 0.14 0.16 0.18 0.20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.16 Red: 2002 Blue: 2010 Victoria wheat belt โ€œWe want to see the Murray ๏ฌ‚ow.โ€ NSW farmer Gilbert Bain is harvesting his withered wheat near Deniliquin. Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 55 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 55 Yanco Warracknabeal Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 56. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) Rainfed Cropland Rainfed Pasture Hummock Grassland Shrubland Open Forest Open Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.9 3 4 1.0 1.5 Density iEVI SPEI 2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) Rainfed Cropland Rainfed Pasture T Hummock Grassland Shrubland Open Forest Open Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.9 3 4 1.0 1.5 Density iEVI SPEI 2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) Hummock Grassland Shrubland Open Forest Open Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 0 1 2 3 4 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.0 0.3 0.6 0.9 0 1 2 3 4 0.0 0.5 1.0 1.5 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 โˆ†iEVIsd or โˆ†SPEI Density (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) Rainfed Cropland Rainfed Pasture Tussock Grassland Hummock Grassland Shrubland Closed Forest Open Forest Open Woodland Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.0 0.3 0.6 0.9 0 1 2 3 4 0.0 0.5 1.0 1.5 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ†iEVIsd or โˆ†SPEI Density iEVI SPEI 2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean (a) (b) (d) (e) (g) (h) Rainfed Cropland Rainfed Pasture Hummock Grassland Shrubland Open Forest Open Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.6 0.9 2 3 4 0.5 1.0 1.5 Density Red: 2002 Blue: 2010 Negative impact of drought was ampli๏ฌed by cropland Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 56 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 56 Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 57. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) Rainfed Cropland Rainfed Pasture Hummock Grassland Shrubland Open Forest Open Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.9 3 4 1.0 1.5 Density iEVI SPEI 2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) Rainfed Cropland Rainfed Pasture T Hummock Grassland Shrubland Open Forest Open Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.9 3 4 1.0 1.5 Density iEVI SPEI 2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) Hummock Grassland Shrubland Open Forest Open Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 0 1 2 3 4 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.0 0.3 0.6 0.9 0 1 2 3 4 0.0 0.5 1.0 1.5 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 โˆ†iEVIsd or โˆ†SPEI Density (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) Rainfed Cropland Rainfed Pasture Tussock Grassland Hummock Grassland Shrubland Closed Forest Open Forest Open Woodland Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.0 0.3 0.6 0.9 0 1 2 3 4 0.0 0.5 1.0 1.5 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ’2 0 2 โˆ†iEVIsd or โˆ†SPEI Density iEVI SPEI 2002 โˆ’ Mean 2010 โˆ’ Mean (a) (b) (d) (e) (g) (h) Rainfed Cropland Rainfed Pasture Hummock Grassland Shrubland Open Forest Open Woodland 0.0 0.5 1.0 1.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 0 1 2 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 0.6 0.9 2 3 4 0.5 1.0 1.5 Density Red: 2002 Blue: 2010 Negative impact of drought was ampli๏ฌed by cropland Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 57 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 57 Native dryland vegetation buffered drought impact very well Ma et al. (2015) JGR-Biogeosciences, in press International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 58. Finding #2: Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 58 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 58 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 59. SE Australiaโ€™s agricultural ecosystems, including cropland and pastures, didnโ€™t buffer drought impact as good as native vegetations. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 59 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 59 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 60. In a climate change perspective, predicted increases in drought frequency and intensity will have great impact on Australiaโ€™s agricultural ecosystems, resulted in a series of consequences, such as crop failures, forage loss, and pasture degradation. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 60 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 60 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 61. These pose concerns on their sustainable ability to support human livelihood and social functioning, and suggested that improved management and adaption strategies should be strengthened in these areas of concerns. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 61 Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 61 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 62. Besides, our results highlighted the significant role of native vegetations, particularly hummock grassland (spinifex) and shrubland (e.g., Acacia shrubland, or Mulga), in buffering the impacts of drought on regional carbon balance and subsequent feedback to regional and global climate. Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 6262 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 63. For example, the positive anomaly in global land carbon sink in 2010-11 was largely driven by semi-arid ecosystems in Southern Hemisphere, with 60% of global carbon uptake anomaly was attributed to Australiaโ€™s drylands ecosystems (Poulter et al., 2014). Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) 8 April 2015 6363 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 64. Summary Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 64 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology
  • 65. Summary Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 65 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology โ€ข We found dramatic impacts were exerted by drought and wet extremes on vegetation phenology & productivity, with abrupt change in phenology and productivity between dry and wet years. โ€ข We found agricultural ecosystems did not buffer drought well, while native dryland ecosystems were quite resistant and resilient to hydroclimatic variations.
  • 66. Summary Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 66 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology โ€ข We found dramatic impacts were exerted by drought and wet extremes on vegetation phenology & productivity, with abrupt change in phenology and productivity between dry and wet years. โ€ข We found agricultural ecosystems did not buffer drought well, while native dryland ecosystems were quite resistant and resilient to hydroclimatic variations.
  • 67. Thanks! Questions? Xuanlong Ma xuanlong.ma@uts.edu.au Trend in Environment ResearchTrends in Environmental Research Series (TIERS) Impact of Climate Extremes on Terrestrial Ecosystems 67 International Conference on Phenology Impact of Climate Extremes on Phenology Murray-Darling National Park Photo Credit: Ignacio Palacios/Lonely Planet