实验揭示高山树线受种子供给与更新限制共同调控

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文章导读

为何气候变暖，高山树线却停滞不前甚至后退？长达11年的实地实验揭开惊人真相：种子供给不足只是第一步，植食动物啃食、灌木竞争与庇护的双重角色、极端气候的致命打击，层层筛选幼苗存活。中国科学院青藏高原所团队在比利牛斯山脉发现，树线爬升受限于“种子供给—生物干扰—微环境—气候事件”的连锁调控机制。渐变型树线更脆弱，防护网竟能显著提升幼苗密度。原来，树线进退不仅是温度的博弈，更是一场多重生态力量的生死博弈。

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此前研究发现，变暖背景下大部分高山树线明显爬升，但其爬升速率远不及预期，甚至部分树线出现了后退，这暗示了非气候因子也参与调控树线变化。其中，种子供给、幼苗建植、生物干扰等因素可影响树线位置，但其相对作用与交互效应缺乏长期实验证据。

为揭示驱动树线动态的关键生态过程，中国科学院青藏高原研究所研究团队等，选取比利牛斯山脉的欧洲山松突变型与渐变型树线作为研究对象。实验设计包含控制、播种、松土及“播种+松土”四种处理，并在部分播种样方中设置网笼，以排除植食性动物。同时，研究通过2013年至2024年间的分批播种与持续监测，探究了不同环境条件与生态因子对树线幼苗更新的相对影响。

研究表明，种子可用性是两类树线幼苗更新的共同初始限制因子。播种可促使幼苗大量萌发，但随后几年幼苗存活率快速下降，该模式在渐变型树线中更显著。网笼防护则明显提高了幼苗密度，表明植食压力是关键生物限制因子。树线类型调节着生态过程的强度，渐变型树线对种子供给和植食压力表现出更高敏感性。灌木对幼苗影响具有双重性，即灌木可通过竞争限制幼苗生存，而在低温或风雪胁迫更强的环境中，可通过改善微环境促进幼苗存活。同时，极端气候事件导致新生幼苗的存活率大幅下降，这表明气候变暖提高了幼苗在夏季高温与干旱条件下的死亡风险。

综上，高山树线更新受多重生态因子的顺序性调控，即种子供给限制构成初始瓶颈，随后植食压力、微环境及气候条件作为选择性过滤器，共同影响幼苗建植与存活。这种多因素的动态平衡或决定了树线位置的相对稳定性和响应速率，也揭示了树线动态的复杂性并非仅受气候因素驱动。

近期，相关研究成果发表在《生态学杂志》（Journal of Ecology）上。

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