高山樹線是直立喬木連續(xù)分布的海拔上限，受低溫等環(huán)境因子的限制作用強(qiáng)烈，因此對(duì)變暖響應(yīng)十分敏感，是研究物種演替的生態(tài)過渡帶。自2010年以來，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員梁爾源等在尼泊爾珠峰國(guó)家公園和安納普納保護(hù)區(qū)的部分區(qū)域考察發(fā)現(xiàn)了糙皮樺和喜馬拉雅冷杉共存的混交林樹線，為探討變暖背景下的森林群落演替進(jìn)程提供了天然實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?；涗涀C實(shí)上新世喜馬拉雅山區(qū)已有糙皮樺分布。樹輪結(jié)果分析表明，單一樹種構(gòu)成的高海拔森林中糙皮樺最長(zhǎng)樹齡超過450年。作為冰川退縮跡地上的先鋒樹種，糙皮樺的演替過程應(yīng)屬于長(zhǎng)期演替類型。而氣候變暖會(huì)否加速這一演替進(jìn)程尚不清楚。該研究在尼泊爾珠峰國(guó)家公園和安納普納保護(hù)區(qū)的混交林樹線上，基于2塊1公頃和1塊0.7公頃樹線大樣地觀測(cè)數(shù)據(jù)、空間分析和樹線模型模擬，分析了過去200年來早期演替樹種糙皮樺和晚期演替樹種喜馬拉雅冷杉的種群更新動(dòng)態(tài)和樹線位置變化，發(fā)現(xiàn)了氣候變化正顯著加速喜馬拉雅山脈高山樹線上的物種演替進(jìn)程，并據(jù)此預(yù)測(cè)了未來不同排放情境下兩樹種樹線的遷移動(dòng)態(tài)與種群密度變化。樣地調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，過去200年來，冷杉更新速率上升，其樹線向高海拔的遷移速率為1.1米/10年，而糙皮樺遷移速率僅為0.6米/10年。研究發(fā)現(xiàn)，氣候變暖背景下，與糙皮樺相比，冷杉正以更快的速度向高海拔擴(kuò)張。這是由于糙皮樺對(duì)水分敏感，變暖導(dǎo)致的水分脅迫限制了糙皮樺的生長(zhǎng)與更新；而喜馬拉雅冷杉對(duì)溫度敏感，閾值范圍內(nèi)的升溫利于冷杉的生長(zhǎng)與更新。因此，氣候變暖背景下，冷杉展示了高于糙皮樺的競(jìng)爭(zhēng)力。樹線模型模擬結(jié)果進(jìn)一步顯示，隨著持續(xù)變暖，冷杉的爬升將加速，而糙皮樺的更新下降導(dǎo)致種群密度降低，樹線爬升將更加受限，高排放情境下甚至?xí)霈F(xiàn)樹線后退，預(yù)示著變暖背景下晚期演替樹種將快速取代先鋒樹種，加速演替進(jìn)程。上述研究對(duì)預(yù)測(cè)未來森林組成、結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能具有重要意義。相關(guān)研究成果以Accelerated succession in Himalayan alpine treelines under climatic warming為題，發(fā)表在《自然-植物》（Nature Plants）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究的支持。論文鏈接樹線模型的概念性框架