中國日報8月7日電 （記者 李夢涵） 通過梳理文獻資料，中國科學(xué)院青藏高原研究所生態(tài)系統(tǒng)格局與過程團隊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制，在全球、半球和區(qū)域尺度上展示了19世紀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。

樹線和灌木線受到山體效應(yīng)、溫度、水分、物種相互作用、物候和干擾的調(diào)控示意圖。

高山樹線和灌木線格局。（a）高山樹線與灌木線在高山區(qū)的分布；（b）同一山區(qū)樹線與灌木線海拔對比；（c）大陸型樹線和海島型樹線海拔隨緯度的變化；（d）夏季溫度和天然樹線的變化速率。

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

"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)。

高山樹線與灌木線動態(tài)。（a）全球及不同區(qū)域高山樹線和灌木線分布圖；全球、半球和區(qū)域高山樹線和灌木線的變化速率對比圖（b）及更新（c）和生長（d）變化趨勢比例圖。

喬木和灌木向高海拔地區(qū)的擴張會導(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，進而導(dǎo)致高山生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的改變。

高山樹線和灌木線擴張對高山區(qū)的主要影響。

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地驗證數(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，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)樹線和灌木線動態(tài)的準確預(yù)測奠定基礎(chǔ)。

來源：中國日報網(wǎng)