利用樣地觀測(cè)數(shù)據(jù)、空間分析和樹(shù)線模型模擬，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員梁爾源等人系統(tǒng)分析了尼泊爾珠峰國(guó)家公園和安納普納保護(hù)區(qū)混交林樹(shù)線，揭示了糙皮樺和喜馬拉雅冷杉的種群更新動(dòng)態(tài)和樹(shù)線位置變化。根據(jù)樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，過(guò)去200年來(lái)，冷杉更新速率顯著上升，其樹(shù)線向高海拔的遷移速率為1.1米/10年，而糙皮樺遷移速率僅為0.6米/10年。樹(shù)線模型模擬結(jié)果顯示，氣候變暖背景下，與糙皮樺相比，冷杉正以更快速度向高海拔擴(kuò)張。該成果18日在線發(fā)表于《自然·植物》。

論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所副研究員沙利克·拉姆·西格德?tīng)柦榻B，高山樹(shù)線是直立喬木連續(xù)分布的海拔上限，受低溫等環(huán)境因子的限制作用強(qiáng)，因此對(duì)變暖響應(yīng)十分敏感，是研究物種演替的生態(tài)過(guò)渡帶。

化石記錄證實(shí)，距今500萬(wàn)—250萬(wàn)年，喜馬拉雅山區(qū)已有糙皮樺分布。樹(shù)輪分析表明，單一樹(shù)種構(gòu)成的高海拔森林中，糙皮樺最大樹(shù)齡可超過(guò)450年。作為冰川退縮后的先鋒樹(shù)種，糙皮樺的演替過(guò)程應(yīng)屬于長(zhǎng)期演替類型。然而，我們并不清楚氣候變暖是否會(huì)加速這一演替進(jìn)程。

自2010年以來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)在尼泊爾珠峰國(guó)家公園和安納普納保護(hù)區(qū)野外考察發(fā)現(xiàn)了糙皮樺和喜馬拉雅冷杉共存的混交林樹(shù)線，為研究變暖背景下的森林群落演替進(jìn)程提供了天然實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

“糙皮樺對(duì)水分敏感，變暖導(dǎo)致的水分脅迫限制了糙皮樺的生長(zhǎng)與更新。而喜馬拉雅冷杉對(duì)溫度敏感，閾值范圍內(nèi)的升溫有利于冷杉的生長(zhǎng)與更新。在氣候變暖背景下，冷杉展示了高于糙皮樺的競(jìng)爭(zhēng)力。”論文通訊作者梁爾源說(shuō)，氣候變化正顯著加速喜馬拉雅山脈高山樹(shù)線上的物種演替進(jìn)程。

研究團(tuán)隊(duì)利用樹(shù)線模型模擬進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，隨著持續(xù)變暖，冷杉的爬升將持續(xù)加速，而糙皮樺的更新下降將導(dǎo)致種群密度降低，樹(shù)線爬升更加受限，高排放情境下甚至?xí)霈F(xiàn)樹(shù)線后退，預(yù)示著變暖背景下冷杉可能快速取代糙皮樺成為先鋒樹(shù)種，加速演替進(jìn)程。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于預(yù)測(cè)未來(lái)森林組成、結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能具有重要意義。