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過去80年,青藏高原柳屬高山灌木線爬升59.3米

發布時間:2021年11月30日 來源:中國科學院青藏高原研究所

近日,中國科學院青藏高原研究所生態系統格局與過程團隊聯合南京林業大學生物與環境學院研究發現,1939至2010年期間,氣候變暖導致了青藏高原柳屬高山灌木更新速率增加,分布空間范圍擴大,是促進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狀態。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。

該成果近期發表于《Ecography》,為預測氣候變化下高山灌叢生態系統的演變趨勢奠定數據和理論基礎,為高寒生態管理提供科學依據。

該文章的通訊作者、中國科學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,氣候嚴酷且不穩定,這樣的氣候特征限制著灌木生長和更新等關鍵生態過程。由于高山灌木線的環境狀況是灌木生理所能承受的極限,理論上講,高山灌木線能夠對全球變化做出快速響應,且被認為是探索高寒生態系統對全球變化響應與適應的天然實驗室和全球變暖的“預警線”。

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年連續的野外科考數據資料,研究團隊發現,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構與格局發生了哪些變化?

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、南京林業大學生物與環境學院王亞鋒副教授介紹,研究團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、株高、基徑、冠幅、年齡以及生境狀況等參數。結合氣候變化和遙感衛星數據,系統揭示了過去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,灌木線擴張趨緩,并傾向于保持靜止。研究還根據灌木線與溫度關系進行插值估算發現,8.5℃是山生柳灌木的一個重要溫度閾值。當夏季均溫處于5-8.5℃時,灌木線變化受溫度驅動,當夏季均溫高于8.5℃時,灌木線變化受濕度限制。由于變暖加劇了高寒區的水分虧缺,山生柳灌木線從受溫度限制轉變為受濕度限制。因此,氣候持續變暖會威脅高山灌叢生態系統的穩定性,值得進一步關注。

本研究得到國家自然科學基金項目和第二次青藏高原綜合科學考察研究項目的資助。

作者:王亞鋒?劉曉倩

???????????????????????????????????????????????????????(責任編輯:丁繼武)

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