氣候變暖加速喜馬拉雅高山樹線物種演替

科技日報北京11月18日電 （記者劉垠 陸成寬）利用樣地觀測數據、空間分析和樹線模型模擬，中國科學院青藏高原研究所研究員梁爾源等人系統分析了尼泊爾珠峯國家公園和安納普納保護區混交林樹線，揭示了糙皮樺和喜馬拉雅冷杉的種羣更新動態和樹線位置變化。根據樣地調查數據，過去200年來，冷杉更新速率顯著上升，其樹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。樹線模型模擬結果顯示，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張。該成果18日在線發表於《自然·植物》。

論文第一作者、中國科學院青藏高原研究所副研究員沙利克·拉姆·西格德爾介紹，高山樹線是直立喬木連續分佈的海拔上限，受低温等環境因子的限制作用強，因此對變暖響應十分敏感，是研究物種演替的生態過渡帶。

化石記錄證實，距今500萬—250萬年，喜馬拉雅山區已有糙皮樺分佈。樹輪分析表明，單一樹種構成的高海拔森林中，糙皮樺最大樹齡可超過450年。作為冰川退縮後的先鋒樹種，糙皮樺的演替過程應屬於長期演替類型。然而，我們並不清楚氣候變暖是否會加速這一演替進程。

自2010年以來，研究團隊在尼泊爾珠峯國家公園和安納普納保護區野外考察發現了糙皮樺和喜馬拉雅冷杉共存的混交林樹線，為研究變暖背景下的森林羣落演替進程提供了天然實驗平台。

“糙皮樺對水分敏感，變暖導致的水分脅迫限制了糙皮樺的生長與更新。而喜馬拉雅冷杉對温度敏感，閾值範圍內的升温有利於冷杉的生長與更新。在氣候變暖背景下，冷杉展示了高於糙皮樺的競爭力。”論文通訊作者梁爾源説，氣候變化正顯著加速喜馬拉雅山脈高山樹線上的物種演替進程。

研究團隊利用樹線模型模擬進一步發現，隨着持續變暖，冷杉的爬升將持續加速，而糙皮樺的更新下降將導致種羣密度降低，樹線爬升更加受限，高排放情境下甚至會出現樹線後退，預示着變暖背景下冷杉可能快速取代糙皮樺成為先鋒樹種，加速演替進程。這一發現對於預測未來森林組成、結構和生態系統服務功能具有重要意義。