過去80年，青藏高原柳屬高山灌木線爬升59.3米！

近日，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(tuán)隊聯(lián)合南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院研究發(fā)現(xiàn)，1939至2010年期間，氣候變暖導(dǎo)致了青藏高原柳屬高山灌木更新速率增加，分布空間范圍擴(kuò)大，是促進(jìn)青藏高原變綠的因素之一。近10年來，柳屬高山灌木更新速率呈下降趨勢，灌木線傾向于保持靜止?fàn)顟B(tài)。80年來，青藏高原柳屬高山灌木線顯著爬升，最大爬升幅度為59.3米，平均爬升速率約為每10年5.16米。

該成果近期發(fā)表于《Ecography》，為預(yù)測氣候變化下高山灌叢生態(tài)系統(tǒng)的演變趨勢奠定數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)，為高寒生態(tài)管理提供科學(xué)依據(jù)。

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介紹，高山灌木線是指灌叢分布的海拔邊界上限。在高山灌木線上，氣候嚴(yán)酷且不穩(wěn)定，這樣的氣候特征限制著灌木生長和更新等關(guān)鍵生態(tài)過程。由于高山灌木線的環(huán)境狀況是灌木生理所能承受的極限，理論上講，高山灌木線能夠?qū)θ蜃兓龀隹焖夙憫?yīng)，且被認(rèn)為是探索高寒生態(tài)系統(tǒng)對全球變化響應(yīng)與適應(yīng)的天然實驗室和全球變暖的“預(yù)警線”。

圖1 青藏高原山生柳灌木景觀

青藏高原擁有圓柏屬、杜鵑花屬、小檗屬、錦雞兒屬、柳屬、薔薇屬、委陵菜屬、槐屬、忍冬屬、沙棘屬、枸杞屬、繡線菊屬等豐富的灌木林資源，形成了連續(xù)分布的天然灌木線。已有研究揭示，青藏高原分布著全球海拔最高的常綠香柏灌木線（海拔5280米）。

基于近5年連續(xù)的野外科考數(shù)據(jù)資料，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，山生柳是形成高山灌木線的一種典型落葉灌叢，海拔最高可達(dá)4960米。然而，至今尚不清楚氣候變暖背景下青藏高原山生柳灌木線結(jié)構(gòu)與格局發(fā)生了哪些變化？

圖2 青藏高原山生柳灌木線樣地的空間分布圖

該文章的第一作者、南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院王亞鋒副教授介紹，研究團(tuán)隊沿青藏高原東部近900公里的緯度梯度上建立了24塊山生柳灌木線樣地，獲取包括坐標(biāo)、株高、基徑、冠幅、年齡以及生境狀況等參數(shù)。結(jié)合氣候變化和遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，系統(tǒng)揭示了過去80年來山生柳灌木線位置和種群更新的時空變化格局。

圖3 青藏高原灌木線景觀

研究表明，1939至2010年期間，變暖導(dǎo)致了高山灌木更新增加，灌木線顯著爬升。近10年來，灌木更新速率呈下降趨勢，灌木線擴(kuò)張趨緩，并傾向于保持靜止。研究還根據(jù)灌木線與溫度關(guān)系進(jìn)行插值估算發(fā)現(xiàn)，8.5℃是山生柳灌木的一個重要溫度閾值。當(dāng)夏季均溫處于5-8.5℃時，灌木線變化受溫度驅(qū)動，當(dāng)夏季均溫高于8.5℃時，灌木線變化受濕度限制。由于變暖加劇了高寒區(qū)的水分虧缺，山生柳灌木線從受溫度限制轉(zhuǎn)變?yōu)槭軡穸认拗?。因此，氣候持續(xù)變暖會威脅高山灌叢生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，值得進(jìn)一步關(guān)注。

本研究得到國家自然科學(xué)基金項目和第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目的資助。

作者：王亞鋒、劉曉倩

來源：中國科學(xué)院青藏高原研究所