近日，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團(tuán)隊(duì)研究員汪濤與合作者綜合野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、70萬(wàn)個(gè)亞米—米級(jí)目視解譯樣點(diǎn)、30米分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，研發(fā)了大尺度遙感自動(dòng)提取高山樹線方法，全景展現(xiàn)了綿延2400千米的喜馬拉雅山脈高山樹線分布圖。相關(guān)研究成果于6月3日在線發(fā)表于《自然—生態(tài)與演化》。
高山樹線作為樹木分布的最高海拔界限，被普遍認(rèn)為是高海拔地區(qū)快速氣候變暖的指示器與記錄載體。
200年前，被譽(yù)為“現(xiàn)代地理學(xué)之父”亞歷山大·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(qū)動(dòng)學(xué)說(shuō)，并首創(chuàng)“等溫線”概念，拉開了尋求對(duì)高山植被分布普遍性解釋的序幕。德國(guó)植物生態(tài)學(xué)家Christian Ko?rner發(fā)現(xiàn)，全球高山樹線分布收斂于一致的溫度閾值，他揭示了高山樹線位置位于生長(zhǎng)季年均溫為6.4℃的等溫線附近。
然而，不斷累積的地面觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，高山樹線位置并不都與該全球樹線等溫線重合?？茖W(xué)家提出了包括碳饑餓、生長(zhǎng)限制、干擾、凍害脅迫和資源限制等一攬子衍生假說(shuō)，“高山樹線分布理論”正引發(fā)學(xué)界激烈爭(zhēng)論與廣泛探討。
喜馬拉雅山脈擁有全球最高海拔樹線，是檢驗(yàn)與發(fā)展高山樹線分布理論的理想場(chǎng)所。然而，當(dāng)前我們?nèi)匀狈?duì)高山樹線分布與形成機(jī)制的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。
在該研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，喜馬拉雅樹線平均海拔高度為3633米，東部地區(qū)樹線高度比西部高近800米左右；喜馬拉雅東部地區(qū)大部分樹線位置與樹線等溫線大體重合，而中西部地區(qū)近93%樹線分布在此等溫線以下。研究揭示，人類活動(dòng)是導(dǎo)致喜馬拉雅中部樹線分布偏離全球樹線等溫線的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，而干旱和人類活動(dòng)則是導(dǎo)致西部樹線偏離的主要因素。
通訊作者汪濤表示，研究提出了干旱和人類活動(dòng)是導(dǎo)致喜馬拉雅樹線分布呈現(xiàn)東高西低的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，結(jié)果為準(zhǔn)確理解全球變暖背景下喜馬拉雅樹線呈現(xiàn)的異步性變化提供了新的理論假說(shuō)，為高山樹線研究領(lǐng)域帶來(lái)了新的研究思路與范式，發(fā)展與豐富了洪堡開拓的高山樹線分布經(jīng)典理論。
基于上述樹線驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析，結(jié)合地球系統(tǒng)模式對(duì)未來(lái)氣候的預(yù)估，該研究預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)末，喜馬拉雅東部地區(qū)樹線預(yù)計(jì)爬升140米，而中部和西部地區(qū)樹線變化相對(duì)較小，僅爬升45米和6米；東部樹線爬升將導(dǎo)致高寒特有物種自然生境壓縮20％～70%，會(huì)提高高海拔特有物種喪失風(fēng)險(xiǎn)。
研究團(tuán)隊(duì)提出，我國(guó)需要重新審視現(xiàn)有高山生物多樣性保護(hù)策略，亟待將高山特有物種納入優(yōu)先保護(hù)范圍，比如，建立生態(tài)廊道以預(yù)防高海拔生物多樣性喪失。該研究為中國(guó)高海拔生物多樣性保護(hù)和管理提供了直接科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)論文信息：DOI：https://doi.org/10.1038/s41559-022-01774-3
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