隨著山巒海拔的升高，各類植物次第分佈生長，從茂密的樹林過渡到低矮的灌叢，再到稀疏的草地……在青藏高原的山區，植物的生存服從於海拔，隨著海拔的變化，山上分佈著不同的植物物種和植被類型。

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山體之上，不同植被帶之間存在著邊界——由於海拔高、遠離人類活動，這條邊界的存在甚少受到人類的直接影響。這些受氣候變化影響的邊界成為監測植物響應和適應極端環境機制的重要風向標。

研究者認為，植被邊界是氣候、土壤、植被等多種生態因素之間動態平衡的結果。邊界的變化，意味著原來的平衡被打破，生態系統將處於失衡狀態。囙此，植被分佈邊界對氣候變化具有潜在的敏感性，可以監測物種遷徙和分佈動態，揭示關鍵種與特有種的演化歷史與演替趨勢，提供氣候變化對生態系統影響的早期預警信號。

從樹林到草地：物種之間的邊界

受制於自然條件，植物的生長存在著一條“天然邊界“——它是無形的，受制于水、熱、土壤等諸多自然條件的限制；它也是有形的，高大的樹木和低矮的灌木之間仿佛有一條分界線，把兩類植被分佈區劃開。

西藏東南部是觀測植物邊界的重要區域。受西南季風和雅魯藏布江水汽通道影響，這裡降水充沛，平均海拔相對較低，囙此孕育了廣袤的原始森林。而高聳的山峰，則為人類觀測和研究植被的垂直分佈及其動態變化，提供了良好的觀測條件。

海拔近5000米的色季拉山，可以觀測到從森林到草甸的各種植被類型——海拔較低處，生長著急尖長苞冷杉這種高大的喬木，而隨著海拔不斷升高，喬木逐漸變得稀疏而低矮，直至不再分佈。此時，杜鵑這樣低矮的灌叢成為主要的植被類型，而隨著海拔進一步升高，灌木也不見蹤影，草甸成為主要植被類型。

登高遠眺，冷杉和杜鵑、杜鵑與草甸之間都能描繪出一條“線”。一旦越過，植被類型就發生了根本性變化。這就是高山植被的邊界，依據植被類型不同，被稱為“林線”、“樹線”和“灌木線”。這條邊界不僅僅意味著植被在高海拔地區垂直分佈的邊界，也對應於植被在高緯度寒冷地區水准（緯度）分佈的邊界。

“這並不是一條嚴格意義上的‘線’，而是不同植被之間的過渡帶。”中國科學院墨脫地球景觀與地球系統綜合觀測研究中心研究員張林介紹，“濃密的森林分佈到一定海拔，逐漸變稀疏，當森林樹冠投影面積占比在30%左右，這樣茂密的森林的邊界就是‘林線’。隨著海拔提高，喬木進一步變稀疏和低矮（2米以上），它們生存的邊界就是樹線。當海拔繼續新增，主要的植被就變成了灌叢，灌木生長的上邊界就是‘灌木線’，在往上就是草線和雪線了。”

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這些植物生長的邊界通常被科學家們視為森林生態系統響應氣候變化的潜在敏感區和預警區，在生態學和氣候研究中受到廣泛關注。因為處於植物生長的臨界狀態，各種自然條件的細微變化都會影響這些邊界，“囙此，對這些邊界的觀測和研究就成為了探討植物響應和適應氣候變化的重要試驗場。”中國科學院青藏高原研究所研究員梁爾源說。

邊界背後：變化的自然條件，競爭的生物種群

對中科院青藏高原所副研究員蘆曉明來說，尋找、觀測、研究這些植被的邊界是重要的研究工作之一。2016年，他與科考隊員在西藏自治區薩嘎縣尋找灌木線採樣點時，無意中發現一處海拔5280米的香柏灌木線，這是現時已知全球海拔最高海拔的灌木線。

“對於這些香柏的研究將幫助我們理解氣候變化對於極高海拔地區植被的影響。由於香柏存活時間較長，利用這些香柏，我們可以瞭解超過百年時間的氣候變化如何影響極端環境下的高山灌叢生態系統。”蘆曉明說。

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國際上普遍認為，樹線上樹木的生長主要受生長季低溫限制，囙此氣候變暖將導致高山樹線向更高海拔遷移。另外，水分條件和植物種群間相互作用也是影響植物邊界的重要原因。藏東南林線海拔普遍在4300米左右，樹線稍高，一般在4300米到4400米之間。但是有科學家在八宿縣然烏湖附近卻發現了海拔4900米左右的樹線，這也是北半球海拔最高的樹線。

正因如此，全球氣候變化也正在持續影響著邊界的移動。據梁爾源介紹，氣候變暖可能導致青藏高原樹線向更高海拔爬升，資料顯示，全球變暖使得全球50%的調查樣點的樹線位置呈上升的趨勢。

不過，作為一個複雜的綜合體，自然界變化也更加複雜。與氣候變暖同時發生的是蒸發加劇，這讓高海拔地區的水分條件變得更差。在很多高海拔地區，限制植被邊界向更高海拔移動的主要因素正是高海拔地區水分條件較差。

不但如此，植被的變化還受到邊界上不同物種之間競爭的影響。過去100年來，青藏高原不同地區的樹線上升幅度在不同地區差異較大——在祁連山北部的兩個採樣點，樹線分別上升52米和80米，而在色季拉山的三個採樣點，上升幅度最大僅為0.8米，有的地方維持不變。同在青藏高原，這種近百倍的差异引起了研究者們的濃厚興趣。

答案隱藏在邊界之上的灌木當中。在色季拉山冷杉樹線之上，生長著茂密的杜鵑灌叢。它們的高度可以達到3米，形成了一道寬厚的“封鎖牆”，導致冷杉的種子落地後即遭“封殺”，無法在海拔更高的地方得以生長，於是限制了樹線的“爬升”。

“溫度、濕度、物種之間的關係……這些因素綜合决定了高原物種邊界的‘進’與‘退’。生物邊界上的種種變化，讓我們對植被生存和發展的複雜性有了更深刻的認識。”梁爾源說。

人類活動如何影響植被的邊界

研究者認為，對植被邊界開展監測研究，對於識別早期失衡訊號、失衡的原因機制具有重要的科學意義。對生態環境保護而言，這將有助於預估臨界狀態被突破後的發展趨向，提供科學的決策建議。

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由於高山植被邊界普遍分佈在海拔較高的山區，邊界區域很少發現人類活動的踪迹。有研究者發現，人類活動會影響植被邊界。出現過度放牧時，牲畜的反復踐踏導致林下土壤板結或幼苗死亡，進而抑制樹線的爬升。“在三江源林區，我們的研究揭示，牲畜干擾抑制了川西雲杉樹線處幼苗的更新，導致過去100年來樹線處於靜止狀態“，南京林業大學副教授王亞鋒說。

此外，人類活動通過更加複雜的機制作用於生物的邊界。

除了全球變暖帶來的植被邊界海拔上升，邊界上植物生長也受到氣候變化的影響。“香柏是一種廣泛分佈在青藏高原的灌木。通過對香柏的觀測和研究發現，氣候變化使得近一百年來香柏種群更新呈現下降趨勢。”蘆曉明介紹，“如果說灌木線體現了分佈的邊界，那種群更新則代表了邊界上植被的健康程度，種群更新下降，意味著新生的香柏更少了，該種群進入植物的‘老齡化社會’。這無疑會讓邊界上的植被更加脆弱。”

研究顯示，近四百年來，觀測點上香柏的更新在1600至1900年期間逐漸上升，並在1900至1940年期間達到最大值，隨後急劇下降。這意味著，隨著全球變暖，香柏生長條件越來越好，但是隨著溫度變暖超過一個適宜區間，升溫帶來土壤水分蒸發加劇，使得生存環境變得缺水，限制了香柏在高海拔地區的生長和更新。

雖然被觀測到的數量很少，人類活動和一些偶發的山洪、火灾等偶發的自然灾害對植被的自然邊界也可能產生直接的影響。在雲南德欽縣境內的白馬雪山，王亞鋒曾經觀測到一處火灾產生的痕迹。火灾過後，原先植被邊界平衡被打破，喬木迅速更新——由於之前樹線上的灌叢也隨火灾被焚燒，曾經的“封鎖牆”不再，喬木開始迅速向海拔更高處“攀升”，喬木開始向灌木生長的區域“侵襲”。

本報記者薑峰攝

無獨有偶，在林芝市的魯朗一帶，一些經歷過火燒和人工砍伐的區域，曾經的冷杉林卻並沒能在原先的區域重新生長，取而代之是紅杉、高山櫟、高山柏等其他樹種，使得該地區原生植被類型不複存在。

在色季拉山的樹線上，杜鵑灌叢與冷杉之間的制約關係也啟示人們：森林是一個整體，是一個由不同組分構成的複雜生態系統，系統內各類植物之間存在很强的互利和競爭關係。不僅僅是早期的伐木等行為會直接衝擊森林生態系統，林下的人為干擾等活動也會影響森林作為整體的穩定性。“現時，林芝等地發展了許多林下經濟，採摘和養殖行為將會如何影響森林生態的發展，仍需要更科學的觀測和評估。”張林說。

“人類放牧等因素對植被的生物邊界也會產生影響。例如在青藏高原腹地的草地或草原地帶，牧民的牛羊會啃食邊界附近草甸等植被，抑制原有的植物種群，這些都可能造成邊界變動。”張林說，“去年，我們在阿裡地區措勤縣海拔5700米的地區設立觀測站，以期通過對高寒草甸上限的長期監測，深入認識該區植被邊界的形成和演化規律。”

“植物邊界代表自然環境條件下植被生態系統達到了一種穩態和平衡。其實，相對於破壞後的補救，瞭解和維持生態系統的平衡更為重要。這種平衡的變化可以幫助我們更好地理解環境和生態系統的變化機理，進而第一時間、有的放矢地開展補救措施。”梁爾源說，“現時，國內關於生態邊界保護科學研究和工作還比較少。青藏高原生態脆弱，建立一套有關生態邊界的監測、評估和脆弱性預警機制，將有助於我們保護青藏高原的草木生靈、萬水千山，真正守護好這方淨土。”

來源：人民日報用戶端西藏頻道