7月7日上午,武漢植物園成功舉辦第二十三期楚杉科普講堂,邀請到黨海山研究員帶來題為《氣候變化下高山植物的生存密碼:響應、適應與未來》的精彩報告。黨海山研究員長期致力于森林生態(tài)系統(tǒng)研究,重點關注植物對環(huán)境變化的響應與適應、物種多樣性的格局與形成機制。本次講座以高山林線為例,深入解讀了全球變暖背景下高山植物的生存策略,吸引了眾多聽眾關注。
講座上半場,黨海山首先解析了高山植物與氣候變化的科學故事,以高山林線——森林分布的海拔上限為例,闡明其對低溫的敏感性和在全球變暖中的動態(tài)響應。高山林線被定義為樹木高度達到2米時的最高海拔位置,在全球范圍內主要分布于20個科、約100個樹種中,如松科、樺木科等,且沿緯度呈“雙駝峰”分布,最高點位于安第斯山脈和喜馬拉雅山脈。全球林線海拔通常與生長季近地表大氣溫度6.7℃的等溫線高度相吻合,生長季長度需超過90天。 在20世紀氣候變暖背景下,黨海山指出,超過60%的全球林線發(fā)生了向高海拔遷移的現象,植被遷移的理論速率約為3.54米/10年,這反映了植物通過垂直位移適應溫度升高的普遍趨勢。這一遷移不僅受溫度驅動,還受限于樹種競爭和地理因素,例如秦嶺地區(qū)冷杉等樹種的分布上限變化揭示了氣候變暖加劇了種間競爭,導致遷移速度下降。
隨后,黨海山探討了高山植物響應氣候變化的具體機制,強調其“登山”過程面臨多重挑戰(zhàn)。例如,1767種動植物的遷移分析顯示,物種整體分布范圍的變化受上限和下限遷移速率的共同影響。 不同地點如秦嶺北坡和南坡,因增溫速率不同(北坡快于南坡),導致冷杉遷移速度差異顯著。更關鍵的是,晝夜變暖的不對稱性對林線樹木更新產生深遠影響,隨著溫度上升,位置變化滯后于更新速度,這凸顯了高山植物在響應過程中的脆弱性。
講座最后黨海山揭示了高山植物適應氣候變化的智慧策略,研究發(fā)現林線樹木采用存儲優(yōu)先策略:隨海拔升高,樹木個體水平的非結構性碳水化合物儲量顯著上升,然而結構性生長下降,碳儲存與生長比值在林線處高達8.4,這確保了在低溫脅迫下的生存需求。移植試驗驗證了高海拔樹種對溫度變化的適應性,但其碳分配策略的可塑性低于低海拔個體。這些適應機制不僅解碼了高山植物的生存密碼,還為預測未來生態(tài)系統(tǒng)變化提供了科學依據。在全球變暖加劇的背景下,武漢植物園的科學家們將繼續(xù)深化對高山植物響應與適應的探索,呼吁社會各界攜手應對氣候變化,守護生物多樣性。
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