Microclimate, an inseparable part of ecology and biogeography
2 Department of Earth and Environmental Sciences [Leuven-Heverlee]
3 SLU - Swedish University of Agricultural Sciences = Sveriges lantbruksuniversitet
4 EDYSAN - Ecologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés - UMR CNRS 7058
5 University of Exeter
6 IB / CAS - Institute of Botany of the Czech Academy of Sciences
7 Key Laboratory of Tropical Forest Ecology
8 Xishuangbanna Tropical Botanical Garden
9 Université de Liège
10 UiB - University of Bergen
11 Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki
12 School of Biological and Chemical Sciences
13 UNIL - Université de Lausanne = University of Lausanne
14 EDB - Evolution et Diversité Biologique
15 iDiv - German Centre for Integrative Biodiversity Research
16 LIM - Leipziger Institut für Meteorologie
17 CEFE - Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
18 IEU - Department of Evolutionary Biology and Environmental Studies
19 DEE - Department of Ecology and Evolution [UNIL, Lausanne] = Département d'écologie et évolution
20 Forest & Nature Lab
21 UGENT - Universiteit Gent = Ghent University
22 INBO - Research Institute for Nature and Forest
23 IRBI - Institut de recherche sur la biologie de l'insecte
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Résumé
Abstract
Microclimate science has developed into a global discipline. Microclimate science is increasingly used to understand and mitigate climate and biodiversity shifts. Here, we provide an overview of the current status of microclimate ecology and biogeography, and where this field is heading next.
We showcase the recent advances in data acquisition, such as novel field sensors and remote sensing methods. We discuss microclimate modelling, mapping, and data processing, including accessibility of modelling tools, advantages of mechanistic and statistical modelling, and solutions for computational challenges that have pushed the state-of-the-art of the field.
We highlight the latest research on interactions between microclimate and organisms, including how microclimate influences individuals, and through them populations, communities, and entire ecosystems and their processes. We also briefly discuss recent research on how organisms shape microclimate from the tropics to the poles.
Microclimates are also important in ecosystem management under climate change. We showcase new research in microclimate management with examples from biodiversity conservation, forestry, and urban ecology. We discuss the importance of microrefugia in conservation and how to promote microclimate heterogeneity.
We identify major knowledge gaps that need to be filled for further advancing microclimate methods, investigations, and applications. These gaps include spatiotemporal scaling of microclimate data, mismatches between macroclimate and microclimate in predicting responses of organisms to climate change, and the need for more evidence on the outcomes of microclimate management.
Biosketch
The authors are participants of the Microclimate Ecology and Biogeography conference held in Antwerp, Belgium in 2022. Together they collaboratively wrote this perspective paper that brings together 97 experts and their views on the recent advancements and knowledge gaps in terrestrial microclimate. The paper was coordinated by Julia Kemppinen, Jonas Lembrechts, Koenraad Van Meerbeek, and Pieter De Frenne, and writing different sections was led by Jofre Carnicer, Nathalie Chardon, Paul Kardol, Jonathan Lenoir, Daijun Liu, Ilya Maclean, Jan Pergl, Patrick Saccone, Rebecca Senior, Ting Shen, Sandra Słowińska, Vigdis Vandvik, and Jonathan von Oppen. For more details on authors statistics and how the work was organised, please see Supplementary information Figures S1-3.