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NEE:喜馬拉雅山脈高山樹線高清全景圖公布

  高山樹線作為樹木分布的最高海拔界限,被普遍認為是高海拔地區快速氣候變暖的指示器與記錄載體。200年前,被譽為“現代地理學之父”亞曆山大·馮·洪堡開啟了高山樹線研究的先河,首次提出高山植被分布的氣候驅動學說,並首創“等溫線”概念,拉開了尋求對高山植被分布普遍性解釋的序幕;著名植物生態學家Christian Korner則發現,全球高山樹線分布收斂於一致的溫度閾值,揭示了高山樹線位置位於生長季年均溫為6.4℃的等溫線附近。但不斷累積的地麵觀測數據表明,高山樹線位置並不都與該全球樹線等溫線重合。科學家提出了包括碳饑餓、生長限製、幹擾、凍害脅迫和資源限製等一攬子衍生假說,發軔於19世紀的高山樹線分布理論正引發學界激烈爭論與廣泛探討。
  喜馬拉雅山脈擁有全球最高海拔樹線,也是200年前洪堡造訪的三大山脈之一,可謂是檢驗與發展高山樹線分布理論的理想場所。然而,當前我們仍缺乏對喜馬拉雅山脈高山樹線分布與形成機製的係統認識。為此,中國科學院青藏高原研究所生態係統功能與全球變化團隊汪濤研究員等,聯合北京大學和中國科學院西雙版納熱帶植物園等研究人員,綜合野外監測數據、70萬個亞米-米級目視解譯樣點、30m分辨率衛星遙感數據,研發了大尺度遙感自動提取高山樹線方法,全景展現了綿延2400km的喜馬拉雅山脈高山樹線分布圖(圖1)。
  研究表明,喜馬拉雅樹線平均海拔高度為3633m,東部地區樹線高度比西部高近800m左右;喜馬拉雅東部地區大部分樹線位置與樹線等溫線大體重合,而中西部地區近93%樹線分布在此等溫線以下。綜合氣候(幹旱、輻射損傷、低溫凍害等)、人為與自然幹擾(火災、地震等)等多種因子,研究揭示了人類活動是導致喜馬拉雅中部樹線分布偏離全球樹線等溫線的關鍵驅動力,而幹旱和人類活動則是導致西部樹線偏離的主要因素,提出了幹旱和人類活動是導致喜馬拉雅樹線分布呈東高西低的關鍵機製。研究結果為準確理解全球變暖背景下喜馬拉雅樹線呈現的異步性變化提供了新的假說,為高山樹線研究領域帶來了新的研究思路與範式,發展與豐富了洪堡開拓的高山樹線分布理論。
  基於上述樹線驅動機製分析,結合地球係統模式對未來氣候的預估,本研究預測,到本世紀末,喜馬拉雅東部地區樹線預計爬升140m,而中部和西部地區樹線變化相對較小,僅爬升45m和6m;東部樹線爬升將導致高寒特有物種自然生境壓縮20%~70%,會提高高海拔特有物種喪失風險(圖2)。研究團隊提出,我國需要重新審視現有高山生物多樣性保護策略,亟待將高山特有物種納入優先保護範圍,比如,建立生態廊道以預防高海拔生物多樣性喪失。本研究為中國高海拔生物多樣性保護和管理提供了直接科學依據。
  該成果以“Enhanced habitat loss of the Himalayan endemic flora driven by warming-forced upslope tree expansion”為題,6月3日在線發表於《自然-生態與演化》(Nature Ecology & Evolution)期刊。博士後王曉昳為第一作者,汪濤研究員為通訊作者。研究獲得了第二次青藏高原綜合科學考察研究等項目資助。

圖1 喜馬拉雅高山樹線全景圖

圖2 喜馬拉雅山脈樹線未來變化及其對特有物種棲息地影響
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