近日，中國科學院青藏高原研究所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團隊研究員汪濤與合作者綜合野外監(jiān)測數(shù)據(jù)、70萬個亞米—米級目視解譯樣點、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，被譽為“現(xiàn)代地理學之父”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動學說，并首創(chuàng)“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。德國植物生態(tài)學家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季年均溫為6.4℃的等溫線附近。
然而，不斷累積的地面觀測數(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家提出了包括碳饑餓、生長限制、干擾、凍害脅迫和資源限制等一攬子衍生假說，“高山樹線分布理論”正引發(fā)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，是檢驗與發(fā)展高山樹線分布理論的理想場所。然而，當前我們仍缺乏對高山樹線分布與形成機制的系統(tǒng)認識。
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，而干旱和人類活動則是導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是導致喜馬拉雅樹線分布呈現(xiàn)東高西低的驅動機制，結果為準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，為高山樹線研究領域帶來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。
基于上述樹線驅動機制分析，結合地球系統(tǒng)模式對未來氣候的預估，該研究預測，到本世紀末，喜馬拉雅東部地區(qū)樹線預計爬升140米，而中部和西部地區(qū)樹線變化相對較小，僅爬升45米和6米；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。
研究團隊提出，我國需要重新審視現(xiàn)有高山生物多樣性保護策略，亟待將高山特有物種納入優(yōu)先保護范圍，比如，建立生態(tài)廊道以預防高海拔生物多樣性喪失。該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(jù)。
相關論文信息：DOI：https://doi.org/10.1038/s41559-022-01774-3
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