中新網(wǎng)北京8月7日電 (記者 孫自法)作為地球生態(tài)環(huán)境發(fā)展變化的重要指標，全球高山樹線與灌木線的分布格局及遷移機制如何？長期以來廣受關(guān)注。

　　中國科學院青藏高原研究所8月7日發(fā)布信息說，該所生態(tài)系統(tǒng)格局與過程團隊梁爾源研究員等領(lǐng)銜并聯(lián)合美國、加拿大、西班牙合作者，最新研究闡明全球高山樹線與灌木線的分布格局及其相關(guān)的形成影響與遷移機制，預測高山樹線和灌木線發(fā)展趨勢和未來變化。

　　這項重要研究成果論文，近日在國際專業(yè)學術(shù)期刊《自然綜述：地球與環(huán)境》(Nature Reviews Earth& Environment)發(fā)表，從全球、南北半球和區(qū)域尺度上展示出20世紀以來，高山樹線和灌木線的移動速率、喬木和灌木生長、更新趨勢及其權(quán)衡關(guān)系，以及過渡帶擴張對高山生態(tài)系統(tǒng)的影響。

　　生態(tài)過渡帶對環(huán)境變化異常敏感

　　論文第一作者，中國科學院青藏高原研究所蘆曉明副研究員介紹說，高山樹線通常指高度大于2-3米的直立喬木連續(xù)分布的最高海拔上限；高山灌木線往往分布在樹線之上，是灌木叢(高度小于1米)連續(xù)分布的海拔上限。由于處于極端高海拔環(huán)境，高山樹線與灌木線生態(tài)過渡帶對環(huán)境變化異常敏感。

　　高山樹線研究最早起源于16世紀，而對灌木線的研究起步較晚，20世紀70年代以來才引起學者關(guān)注。近30年來調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，雖然生長季溫度是解釋高山樹線分布格局最關(guān)鍵的指標，然而，除溫度以外的其他生物與非生物因素對高山生態(tài)過渡帶的形成過程也至關(guān)重要。

　　喬木和灌木向高海拔地區(qū)的擴張會導致冠層蔭蔽度增加、微氣候改變、反照率降低、生物多樣性下降、土壤有機碳的損失等。高山區(qū)現(xiàn)有高等植物1萬多種，高山樹線和灌木線的上升可能會威脅到高山區(qū)一些特有和瀕危物種的生存，進而導致高山生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的改變。

　　反映出喬木和灌木種群權(quán)衡策略

　　論文通訊作者梁爾源研究員指出，全球尺度上，高山灌木線平均位置比同區(qū)域的高山樹線高335米±201米，二者的差異在北半球(347米±201米)要顯著高于南半球(164米±110米)。

　　過去120年間(1901-2021年)，全球239個樹線樣點中，81%的高山樹線位置向高海拔遷移，18%的樹線位置保持穩(wěn)定，1%下降。就樹線爬升速率而言，全球平均為0.40米/年，北半球(0.41米/年)顯著高于南半球(0.02米/年)。絕大多數(shù)高山樹線過渡帶內(nèi)樹木生長(65%)和更新(79%)顯著上升。

　　在區(qū)域尺度上，亞洲北部地區(qū)樹線爬升最快，亞洲東部、北美東部和新西蘭地區(qū)樹線基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。青藏高原地區(qū)樹線爬升速率為0.17米/年，顯著小于北美西部、阿拉斯加、地中海-阿爾卑斯和北歐地區(qū)(0.37-0.55米/年)。

　　全球范圍內(nèi)42個灌木線的平均爬升速率為0.49米/年，顯著高于高山樹線變化速率。1901年以來，83%的灌木線種群更新總體上呈上升趨勢，但近20年來，一些樣點灌木的更新顯著下降。就灌木生長而言，絕大多數(shù)灌木線樣點(87%)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

　　梁爾源認為，全球范圍內(nèi)，僅有不到三分之一樹線樣點中樹木生長、更新和樹線位置都處于顯著上升狀態(tài)，其他樣點三者的變化并不一致，這在一定程度上反映出種群的權(quán)衡策略，表明喬木和灌木會將有限的資源在生長和繁殖更新之間進行合理分配，以適應極端生境。

　　急需典型高山區(qū)灌木線研究網(wǎng)絡(luò)

　　樹線模型是預測樹線和灌木線生態(tài)過渡帶動態(tài)的有效手段。目前，局地、區(qū)域和全球尺度的模型缺乏有效的實地驗證數(shù)據(jù)，僅考慮溫度等常用參數(shù)，往往高估了生態(tài)過渡帶的遷移速率。然而，實地調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，干旱、種內(nèi)/種間相互作用和干擾等因素導致樹線和灌木線的變化速率顯著滯后于氣候變暖速率。因此，現(xiàn)有樹線模型仍有很大的改進空間。

　　當前，高山樹線研究網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模，但高山灌木線研究仍處于起步階段，因此急需建立環(huán)北極、北美落基山、南美安第斯山、歐洲阿爾卑斯山等典型高山區(qū)的灌木線研究網(wǎng)絡(luò)。

　　研究團隊表示，在此基礎(chǔ)上，未來進行不同尺度的觀測以實現(xiàn)不同時空尺度之間的轉(zhuǎn)換，特別需要開展喬木和灌木全生命周期中種內(nèi)和種間相互作用的定量化監(jiān)測，為模型的模擬提供關(guān)鍵參數(shù)并實現(xiàn)高山樹線和灌木線動態(tài)的準確預測奠定基礎(chǔ)。(完)