科考新發現:全球最高的灌木線在青藏高原
高山樹線和灌木線是地球上非常獨特的自然景觀,既是典型植被的垂直海拔極限,也是高寒生態系統安全的敏感指示器。那么,世界上最高的灌木線在哪里?有多高?又是哪種灌木?
第二次青藏科考隊在西藏雅魯藏布江流域的薩嘎縣開展考察時,發現了目前世界上最高的灌木線。據研究報道,該灌木線地處岡底斯山系,海拔達到了5280 m(圖),是一處由香柏構成的灌叢。香柏(Juniperus pingii var. wilsonii)是刺柏屬的一個種,其壽命可達五百年以上,常以匍匐狀存在于西藏中南部地區,尤其是雅江流域。在雅江上游的野外科學考察過程中,科考隊發現該物種在青藏高原中南部薩嘎地區的分布上限最高可達5280 m(圖)。這也是迄今全球最高海拔的灌木線,比最高海拔的樹線(約4900 m;位于昌都地區八宿縣境內)要高380 m。此外,它比學界原來認為的最高灌叢分布(薔薇科龍鱗木屬的Polylepis tarapacana,位于安第斯山脈的薩哈馬火山,玻利維亞最高峰,海拔6542 m)高出180 m。
薩嘎地區地處印度季風邊緣區,屬高原半干旱氣候區,年降水量不足280 mm。香柏分布的北界-西界與季風邊緣的一致性也暗示了季風可能控制了香柏的緯度和經度分布邊界。因此,這一灌木線的發現為探討木本植物如何適應極端環境提供了天然的實驗室。
研究發現,該灌木線生長季平均溫度較低,只有約3.5 °C,但土壤溫度(大于6.6 °C)要比氣溫高得多。另外,香柏灌叢的匍匐狀形態更利于保溫,維持了利于生長和發育的微環境。在此極端環境下,香柏灌木年輪的累年平均生長量僅為0.19 mm。它的生長主要受到夏季溫度的限制,六月份降水對其生長也發揮著至關重要的作用。因此,香柏灌木線同時受到低溫和干旱的雙重影響,并共同決定了灌木線高度。然而,末次冰盛期(Last Glacial Maximum)香柏灌叢是如何在薩嘎一帶存活下來?當時的最高分布海拔也是值得進一步關注的科學問題,值得開展后續研究。
該項研究成果以“An unusually high shrubline on the Tibetan Plateau”為題發表于《ECOLOGY》期刊的Scientific Naturalist專欄。中國科學院青藏高原研究所、中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心、中國科學院高寒生態重點實驗室生態系統格局與過程團隊蘆曉明副研究員為第一作者,梁爾源研究員為通訊作者。研究得到了第二次青藏高原綜合科學考察研究專項(2019QZKK0301)和國家自然科學基金的聯合資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1002/ecy.3310
(“森林和灌叢生態系統與資源管理”專題供稿)

西藏薩嘎香柏灌木線景觀(海拔5280 m)以及匍匐生長的香柏灌叢
