#青藏高原研究#19【Science Advances：氣候變化促進野外岷江冷杉生長】
【Science Advances：氣候變化促進野外岷江冷杉生長】
Tree growth acceleration and expansion of alpine forests: The synergistic effect of atmospheric and edaphic change
①自工業革命以來，人類活動引起的大氣成分的改變與氣候變暖的共同作用對樹木生長動態和森林生態系統的演化產生深刻影響，這一直是人們關注的熱點問題。最開始的單因子短期控制實驗，發現CO2濃度升高具有肥化效應fertilization effect，能促進樹木生長。但野外長期觀測實驗發現CO2施肥作用不可持續，在北美、歐洲以及熱帶地區等世界範圍都發現氣候變化導致森林衰退，甚至樹木死亡；
②然而，近百年來，青藏高原東緣地區樹木加速生長，甚至大規模擴張，已經成功擴散到此前一直佔據優勢的草地生態系統中；
③為解釋這一有趣現象，研究組選擇青藏高原東緣紅原地區的優勢森林物種岷江冷杉，沿森林擴張序列，在成熟森林(old forest)、森林邊緣(forest border)、森林斑塊(forest patch)和擴散到草地生態系統中的獨立樹木(isolated trees)採樣，綜合運用樹木年輪學和穩定同位素技術，建立了自1760年以來年解析度的樹木年輪寬度年表和C、N、O穩定同位素比率序列，研究了森林動態和樹木徑向生長對氣候變化的響應；
④發現CO2濃度升高、溫度增加和養分供給提高的協同作用是樹木加速生長和森林擴張的主要原因；
⑤劇烈的氣候變化已經對青藏高原上冰凍圈各個要素產生了深刻影響，如永久凍土凍融釋放其儲存的CO2和甲烷，同時也增加了其中的養分和水分供應。自1900年以來，岷江冷杉一直維持穩定地加速生長狀態，其中1930-1960年出現生長「井噴」階段，徑向生長速率是19世紀的5-10倍;另外1960年以來，在森林邊緣和斑塊中的岷江冷杉生長速率比位於成熟森林中央的樹木快60%，而草地中的獨立幼樹生長更快。這種生長加速幅度在時間序列和空間位置上的差異也與養分的異質性密切相關；
⑥研究強調了綜合考量氣候變化(climate change)、大氣組成(atmospheric
composition)和土壤條件(edaphic properties)之間的耦合關係尤為重要，也突顯了土壤-植物-大氣(soil-plant-atmosphere)相互關係在理解現在和展望未來氣候條件對森林生態系統生產力和分布格局中的決定意義；⑦本研究得出的野外樹木生長隨氣候變化而加速的結論，與以往的世界範圍內大多數結果不一致，因此必將引起科學界對青藏高原多圈層相互作用及其資源環境效應，以及科學評估氣候變化等方面極大的關注。
一作：Lucas C. R. Silva【University of Oregon（俄勒岡大學）】, 通訊：孫庚（中國科學院成都生物研究所），2016-8-31。
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