第二次青藏科考揭示气候变暖对高原乔木的生长促进比灌木更显著

高山树线是直立树木分布的海拔上限，且大多数树线之上有灌丛分布，该生态过渡带上植被生长普遍受低温限制，对气候变暖敏感。近日，中国科学院青藏高原研究所梁尔源研究员团队基于藏东南色季拉山8－10年的高山树线乔、灌木形成层物候连续观测数据，结合北半球11个样点高山树线乔、灌木的模拟物候数据，揭示了高山树线上乔、灌木春季物候对气候变暖响应差异及其机制，并通过跨大陆对比验证，提出了解释高海拔地区森林扩张的新物候机制。研究发现：藏东南色季拉山典型高山树线上乔木（急尖长苞冷杉）、灌木（薄毛海绵杜鹃）物候对春季升温的响应存在变化不同步现象，在春季升温1度的条件下，乔木生长恢复提前2－4天，而灌木延后3－8天；而春季升温2度将导致两者形成层活动开始相差约20天。造成这一现象的主要原因是灌木对冷激的敏感性显著高于乔木，冬季升温使灌木更难满足冷积温需求，而在春季时需要更多的积温恢复生长，因而物候推迟；而乔木对冷激的依赖度较低，使其能在温暖的春季生长恢复提前。研究还发现，在全球变暖背景下，高海拔地区的增温速率显著高于低海拔地区，而且冬季的增温速率往往大于春季，这可能会进一步加大高山树线乔、灌木种间的物候差异。较早的春季物候可能通过促进生长、碳增益和提高资源的可利用性，使乔木有竞争优势，从而可能促进高山树线向更高海拔迁移。该研究从植物种间物候变化差异的角度，为气候变化下高山树线的动态变化提供了创新的生理学解释，是高山树线变化驱动机制研究的重要理论进展。