氣候變化的一個(gè)標(biāo)志性預(yù)測是，隨著全球變暖，樹木不僅會(huì)向兩極轉(zhuǎn)移，還會(huì)沿著山坡向上遷移，侵蝕脆弱的高山生態(tài)系統(tǒng)。盡管已有研究追蹤到單座山峰的樹線上升趨勢(shì)，但一項(xiàng)新的大規(guī)模研究卻發(fā)現(xiàn)了令人驚訝的現(xiàn)象：在40年的時(shí)間里，森林上移幅度最大的區(qū)域并非如人們預(yù)期的那樣出現(xiàn)在兩極附近，而是在監(jiān)測極不完善的熱帶地區(qū)。
這項(xiàng)近日發(fā)表于《生物地球科學(xué)》的研究調(diào)查了從加拿大西部到巴拿馬的115座山峰。研究人員通過美國陸地衛(wèi)星項(xiàng)目在1984年到2017年間收集的影像發(fā)現(xiàn)，盡管高緯度地區(qū)變暖速度快于熱帶地區(qū)，但美國北部和加拿大山峰的樹線幾乎未發(fā)生上移。然而，在墨西哥和中美洲，樹線正沿著山坡急速上升。論文作者之一、美國堪薩斯大學(xué)的生態(tài)學(xué)家Townsend Peterson說：“這種速度令人不安——每年上升數(shù)米，實(shí)在太快了。”
研究人員承認(rèn)，尚不清楚是否是氣候變化導(dǎo)致了這種增長。他們排除了森林邊緣存在明顯人類干擾跡象的山脈，例如放牧、伐木或耕作，但此類跡象并不是總能從太空觀測到。瑞士巴塞爾大學(xué)植物學(xué)家Christian K?rner指出，中美洲許多正在擴(kuò)張的樹線區(qū)域，理論上本就具備適宜樹木生長的溫暖氣候。“這些現(xiàn)象無法證明氣候變化的影響。”
1870年與2024年拍攝的美國猶他州一座山的對(duì)比照片，有助于驗(yàn)證衛(wèi)星觀測到的樹線推進(jìn)情況。圖片來源：WILLIAM HENRY JACKSON/JOANNA CORIMANYA
樹線研究存在一些爭議，部分原因在于定義問題。對(duì)于K?rner等生態(tài)學(xué)家和生物學(xué)家而言，山地樹線是等溫線：一個(gè)固定海拔高度，代表生長季溫度降至6℃以下、樹木無法生長的邊界。即使樹線處沒有樹木，比如因歷史上的火災(zāi)所致，這條邊界也不會(huì)改變。 而一些科學(xué)家則仍沿用古老意義上的樹線定義，即代表樹木在山地分布的終止點(diǎn)，即使溫度屏障尚未被突破。
樹線研究也往往聚焦于北美和歐洲的山峰，這反映了研究者對(duì)本土研究區(qū)域的偏好。 但幾年前，墨西哥科學(xué)家與Peterson等人研究發(fā)現(xiàn)，墨西哥15座火山森林發(fā)生了劇變，30年間樹線平均上升近500米。這一發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家懷疑他們是否錯(cuò)過了一個(gè)重要趨勢(shì)。
在全球范圍內(nèi)測量這些變化頗具挑戰(zhàn)性。研究人員轉(zhuǎn)而利用谷歌地球引擎現(xiàn)有的陸地衛(wèi)星記錄，通過近40年的影像數(shù)據(jù)分析了100多座山峰的植被變化。當(dāng)自動(dòng)化方法失效時(shí)，Peterson耗費(fèi)近3個(gè)月時(shí)間手工繪制森林邊界圖。
盡管研究團(tuán)隊(duì)試圖排除人為影響，但他們認(rèn)為，樹線上移肯定存在除變暖之外的其他原因。團(tuán)隊(duì)成員、堪薩斯大學(xué)的研究生Joanna Corimanya補(bǔ)充道一種可能解釋的是，樹木正重返上世紀(jì)因放牧而遭砍伐的區(qū)域。
阿巴拉契亞山俱樂部的生態(tài)學(xué)家Jordon Tourville表示，研究發(fā)現(xiàn)令人驚訝。一個(gè)原因可能是，水分的可獲得性與溫度一樣，是限制樹木生長的重要因素。意大利都靈大學(xué)的景觀生態(tài)學(xué)家Matteo Garbarino說補(bǔ)充說，靠近赤道的高海拔地區(qū)的水分比兩極附近的更充足。“因此，如果溫度稍微升高，就可能導(dǎo)致樹線高度發(fā)生巨大變化。”
Corimanya希望訓(xùn)練人工智能，利用Peterson的方法建立一個(gè)更大的全球山地森林遷移數(shù)據(jù)庫。她表示，盡管要厘清全球變暖在這種遷移中的作用將充滿挑戰(zhàn)，但無論如何，記錄這一趨勢(shì)是很重要的，因?yàn)檫@些稀有高山生態(tài)系統(tǒng)的面積正逐年變小。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.5194/bg-22-5665-2025
本文鏈接：熱帶地區(qū)樹線向上遷移http://m.sq15.cn/show-11-27769-0.html
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