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尼泊爾安納普納保護(hù)區(qū)樹線景觀。朱海峰/攝中國科學(xué)院青藏高原研究所（以下簡(jiǎn)稱青藏所）研究員梁爾源與合作者系統(tǒng)分析了尼泊爾珠峰國家公園和安納普納保護(hù)區(qū)混交林樹線過去200年來糙皮樺和喜馬拉雅冷杉的種群更新動(dòng)態(tài)與樹線位置變化，發(fā)現(xiàn)變暖正在加速喜馬拉雅高山樹線向高海拔擴(kuò)張。相關(guān)研究11月18日在線發(fā)表于《自然-植物》。植被演替是指在較長(zhǎng)時(shí)間尺度上植物群落受到干擾后的恢復(fù)過程，或在裸露地面上的形成和發(fā)展過程。演替理論是植被生態(tài)學(xué)的核心研究?jī)?nèi)容之一，是預(yù)測(cè)未來不同氣候情景下植被動(dòng)態(tài)變化的基礎(chǔ)，也是指導(dǎo)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵理論?！案呱綐渚€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)烈，對(duì)變暖響應(yīng)十分敏感，是研究物種演替的生態(tài)過渡帶。”論文第一作者、青藏所副研究員沙利克·拉姆·西格德爾向《中國科學(xué)報(bào)》解釋說?；涗涀C實(shí)，距今500萬年至250萬年間，喜馬拉雅山區(qū)已有糙皮樺分布。樹輪分析表明，單一樹種構(gòu)成的高海拔森林中，糙皮樺最大樹齡可能超過450年。作為冰川退縮后的先鋒樹種，糙皮樺的演替過程應(yīng)屬于長(zhǎng)期演替類型，但氣候變暖是否會(huì)加速這一演替進(jìn)程尚不清楚。自2010年以來，研究團(tuán)隊(duì)在尼泊爾珠峰國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)。在新研究中，研究團(tuán)隊(duì)的樣地調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，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，糙皮樺遷移速率為0.6米/10年。樹線模型模擬結(jié)果也顯示，與糙皮樺相比，冷杉正以更快速度向高海拔擴(kuò)張?！安谄鍖?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。因此，氣候變暖背景下，冷杉展示了高于糙皮樺的競(jìng)爭(zhēng)力?！闭撐耐ㄓ嵶髡吡籂栐凑f，這表明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(jìn)程。研究團(tuán)隊(duì)利用樹線模型模擬進(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，樹線爬升更加受限，高排放情境下甚至?xí)霈F(xiàn)樹線后退，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種，加速演替進(jìn)程。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于預(yù)測(cè)未來森林組成、結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能具有重要意義。相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41477-024-01855-0（原載于《中國科學(xué)報(bào)》?2024-11-19?第1版?要聞）