新京报讯 据中国科学院消息，高山树线是直立乔木连续分布的海拔上限，受低温等环境因子的限制作用强烈，因此对变暖响应十分敏感，是研究物种演替的生态过渡带。自2010年以来，中国科学院青藏高原研究所研究员梁尔源等在尼泊尔珠峰国家公园和安纳普纳保护区的部分区域考察发现了糙皮桦和喜马拉雅冷杉共存的混交林树线，为探讨变暖背景下的森林群落演替进程提供了天然实验平台。
化石记录证实上新世喜马拉雅山区已有糙皮桦分布。树轮结果分析表明，单一树种构成的高海拔森林中糙皮桦最长树龄超过450年。作为冰川退缩迹地上的先锋树种，糙皮桦的演替过程应属于长期演替类型。而气候变暖会否加速这一演替进程尚不清楚。
该研究在尼泊尔珠峰国家公园和安纳普纳保护区的混交林树线上，基于2块1公顷和1块0.7公顷树线大样地观测数据、空间分析和树线模型模拟，分析了过去200年来早期演替树种糙皮桦和晚期演替树种喜马拉雅冷杉的种群更新动态和树线位置变化，发现了气候变化正显著加速喜马拉雅山脉高山树线上的物种演替进程，并据此预测了未来不同排放情境下两树种树线的迁移动态与种群密度变化。
样地调查数据显示，过去200年来，冷杉更新速率上升，其树线向高海拔的迁移速率为1.1米/10年，而糙皮桦迁移速率仅为0.6米/10年。研究发现，气候变暖背景下，与糙皮桦相比，冷杉正以更快的速度向高海拔扩张。这是由于糙皮桦对水分敏感，变暖导致的水分胁迫限制了糙皮桦的生长与更新；而喜马拉雅冷杉对温度敏感，阈值范围内的升温利于冷杉的生长与更新。因此，气候变暖背景下，冷杉展示了高于糙皮桦的竞争力。
树线模型模拟结果进一步显示，随着持续变暖，冷杉的爬升将加速，而糙皮桦的更新下降导致种群密度降低，树线爬升将更加受限，高排放情境下甚至会出现树线后退，预示着变暖背景下晚期演替树种将快速取代先锋树种，加速演替进程。
上述研究对预测未来森林组成、结构和生态系统服务功能具有重要意义。
相关研究成果以Accelerated succession in Himalayan alpine treelines under climatic warming为题，发表在《自然-植物》（Nature Plants）上。研究工作得到国家自然科学基金和第二次青藏高原综合科学考察研究的支持。
编辑 白爽