中國日報8月7日電 （記者 李夢涵） 通過梳理文獻(xiàn)資料，中國科學(xué)院青藏高原研究所生態(tài)系統(tǒng)格局與過程團(tuán)隊(duì)梁爾源研究員等明晰了全球高山樹線與灌木線的分布格局，系統(tǒng)總結(jié)了山體效應(yīng)、溫度、水分、種內(nèi)和種間作用、物候期以及干擾等對高山樹線和灌木線形成的影響機(jī)制，在全球、半球和區(qū)域尺度上展示了19世紀(jì)以來樹線和灌木線的移動速率、樹木和灌木生長、更新趨勢及其權(quán)衡關(guān)系；概括了樹線和灌木線未來的變化情況，論述了過渡帶擴(kuò)張對高山生態(tài)系統(tǒng)的影響。近日，《自然綜述-地球與環(huán)境科學(xué)》(Nature Reviews Earth & Environment)期刊在線發(fā)表了這一成果。

該文章的第一作者，中國科學(xué)院青藏高原研究所蘆曉明副研究員介紹，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，是灌叢（高度 < 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(jì)，而對灌木線的研究起步較晚，20世紀(jì)70年代以來才引起學(xué)者關(guān)注。近三十年來調(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(biāo)，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。

"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 ± 201 米，二者的差異在北半球（347 ± 201 米）要顯著高于南半球（164 ± 110米）。"該文章的通訊作者，中國科學(xué)院青藏高原研究所梁爾源研究員說。過去120年間（1901-2021年），全球239個樹線樣點(diǎn)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)，僅有不到三分之一樹線樣點(diǎn)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(diǎn)三者的變化并不一致，這在一定程度上反映了種群的權(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(jìn)行合理分配，以適應(yīng)極端生境。

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(diǎn)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(diǎn)（87%）處于穩(wěn)定狀態(tài)。

喬木和灌木向高海拔地區(qū)的擴(kuò)張會導(dǎo)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(jī)碳的損失等。高山區(qū)現(xiàn)有高等植物約10000多種，高山樹線和灌木線的上升可能會威脅到高山區(qū)一些特有種和瀕危物種的生存，進(jìn)而導(dǎo)致高山生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的改變。

樹線模型是預(yù)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(shí)地驗(yàn)證數(shù)據(jù)，僅考慮了溫度等常用參數(shù)，往往高估了生態(tài)過渡帶的遷移速率。然而，實(shí)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(dǎo)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(jìn)空間。

當(dāng)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，亟需建立環(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)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行不同尺度的觀測以實(shí)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(shí)現(xiàn)樹線和灌木線動態(tài)的準(zhǔn)確預(yù)測奠定基礎(chǔ)。