植物的边界是什么？探索青藏高原的植被生态边

随着山峦海拔的升高，各类植物次第分布生长，从茂密的树林过渡到低矮的灌丛，再到稀疏的草地……在青藏高原的山区，植物的生存服从于海拔，随着海拔的变化，山上分布着不同的植物物种和植被类型。

图片系采访对象提供。

山体之上，不同植被带之间存在着边界——由于海拔高、远离人类活动，这条边界的存在甚少受到人类的直接影响。这些受气候变化影响的边界成为监测植物响应和适应极端环境机制的重要风向标。

研究者认为，植被边界是气候、土壤、植被等多种生态因素之间动态平衡的结果。边界的变化，意味着原来的平衡被打破，生态系统将处于失衡状态。因此，植被分布边界对气候变化具有潜在的敏感性，可以监测物种迁徙和分布动态，揭示关键种与特有种的演化历史与演替趋势，提供气候变化对生态系统影响的早期预警信号。

从树林到草地：物种之间的边界

受制于自然条件，植物的生长存在着一条 “天然边界“——它是无形的，受制于水、热、土壤等诸多自然条件的限制；它也是有形的，高大的树木和低矮的灌木之间仿佛有一条分界线，把两类植被分布区划开。

西藏东南部是观测植物边界的重要区域。受西南季风和雅鲁藏布江水汽通道影响，这里降水充沛，平均海拔相对较低，因此孕育了广袤的原始森林。而高耸的山峰，则为人类观测和研究植被的垂直分布及其动态变化，提供了良好的观测条件。

海拔近5000米的色季拉山，可以观测到从森林到草甸的各种植被类型——海拔较低处，生长着急尖长苞冷杉这种高大的乔木，而随着海拔不断升高，乔木逐渐变得稀疏而低矮，直至不再分布。此时，杜鹃这样低矮的灌丛成为主要的植被类型，而随着海拔进一步升高，灌木也不见踪影，草甸成为主要植被类型。

登高远眺，冷杉和杜鹃、杜鹃与草甸之间都能描绘出一条“线”。一旦越过，植被类型就发生了根本性变化。这就是高山植被的边界，依据植被类型不同，被称为“林线”、“树线”和“灌木线”。这条边界不仅仅意味着植被在高海拔地区垂直分布的边界，也对应于植被在高纬度寒冷地区水平（纬度）分布的边界。

“这并不是一条严格意义上的‘线'，而是不同植被之间的过渡带。” 中国科学院墨脱地球景观与地球系统综合观测研究中心研究员张林介绍，“浓密的森林分布到一定海拔，逐渐变稀疏，当森林树冠投影面积占比在30%左右，这样茂密的森林的边界就是‘林线'。随着海拔提高，乔木进一步变稀疏和低矮（2米以上），它们生存的边界就是树线。当海拔继续增加，主要的植被就变成了灌丛，灌木生长的上边界就是‘灌木线'，在往上就是草线和雪线了。”

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这些植物生长的边界通常被科学家们视为森林生态系统响应气候变化的潜在敏感区和预警区，在生态学和气候研究中受到广泛关注。因为处于植物生长的临界状态，各种自然条件的细微变化都会影响这些边界，“因此，对这些边界的观测和研究就成为了探讨植物响应和适应气候变化的重要试验场。”中国科学院青藏高原研究所研究员梁尔源说。

边界背后：变化的自然条件，竞争的生物种群

对中科院青藏高原所副研究员芦晓明来说，寻找、观测、研究这些植被的边界是重要的研究工作之一。2016年，他与科考队员在西藏自治区萨嘎县寻找灌木线采样点时，无意中发现一处海拔5280米的香柏灌木线，这是目前已知全球海拔最高海拔的灌木线。

“对于这些香柏的研究将帮助我们理解气候变化对于极高海拔地区植被的影响。由于香柏存活时间较长，利用这些香柏，我们可以了解超过百年时间的气候变化如何影响极端环境下的高山灌丛生态系统。”芦晓明说。

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国际上普遍认为，树线上树木的生长主要受生长季低温限制，因此气候变暖将导致高山树线向更高海拔迁移。另外，水分条件和植物种群间相互作用也是影响植物边界的重要原因。藏东南林线海拔普遍在4300米左右，树线稍高，一般在4300米到4400米之间。但是有科学家在八宿县然乌湖附近却发现了海拔4900米左右的树线，这也是北半球海拔最高的树线。

正因如此，全球气候变化也正在持续影响着边界的移动。据梁尔源介绍，气候变暖可能导致青藏高原树线向更高海拔爬升，数据显示，全球变暖使得全球50%的调查样点的树线位置呈上升的趋势。

文章来源：《植物研究》 网址: http://www.zwyjzz.cn/zonghexinwen/2022/0111/2245.html