青藏科考

科考新发现:全球最高的灌木线在青藏高原

文章来源 :
2021-04-01 09:54

高山树线和灌木线是地球上非常独特的自然景观,既是典型植被的垂直海拔极限,也是高寒生态系统安全的敏感指示器。那么,世界上最高的灌木线在哪里?有多高?又是哪种灌木?

第二次青藏科考队在西藏雅鲁藏布江流域的萨嘎县开展考察时,发现了目前世界上最高的灌木线。据研究报道,该灌木线地处冈底斯山系,海拔达到了5280 m(图),是一处由香柏构成的灌丛。香柏(Juniperus pingii var. wilsonii)是刺柏属的一个种,其寿命可达五百年以上,常以匍匐状存在于西藏中南部地区,尤其是雅江流域。在雅江上游的野外科学考察过程中,科考队发现该物种在青藏高原中南部萨嘎地区的分布上限最高可达5280 m(图)。这也是迄今全球最高海拔的灌木线,比最高海拔的树线(约4900 m;位于昌都地区八宿县境内)要高380 m。此外,它比学界原来认为的最高灌丛分布(蔷薇科龙鳞木属的Polylepis tarapacana,位于安第斯山脉的萨哈马火山,玻利维亚最高峰,海拔6542 m)高出180 m。

萨嘎地区地处印度季风边缘区,属高原半干旱气候区,年降水量不足280 mm。香柏分布的北界-西界与季风边缘的一致性也暗示了季风可能控制了香柏的纬度和经度分布边界。因此,这一灌木线的发现为探讨木本植物如何适应极端环境提供了天然的实验室。

研究发现,该灌木线生长季平均温度较低,只有约3.5 °C,但土壤温度(大于6.6 °C)要比气温高得多。另外,香柏灌丛的匍匐状形态更利于保温,维持了利于生长和发育的微环境。在此极端环境下,香柏灌木年轮的累年平均生长量仅为0.19 mm。它的生长主要受到夏季温度的限制,六月份降水对其生长也发挥着至关重要的作用。因此,香柏灌木线同时受到低温和干旱的双重影响,并共同决定了灌木线高度。然而,末次冰盛期(Last Glacial Maximum)香柏灌丛是如何在萨嘎一带存活下来?当时的最高分布海拔也是值得进一步关注的科学问题,值得开展后续研究。

该项研究成果以“An unusually high shrubline on the Tibetan Plateau”为题发表于《ECOLOGY》期刊的Scientific Naturalist专栏。中国科学院青藏高原研究所、中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心、中国科学院高寒生态重点实验室生态系统格局与过程团队芦晓明副研究员为第一作者,梁尔源研究员为通讯作者。研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究专项(2019QZKK0301)和国家自然科学基金的联合资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/ecy.3310

(“森林和灌丛生态系统与资源管理”专题供稿)

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西藏萨嘎香柏灌木线景观(海拔5280 m)以及匍匐生长的香柏灌丛