美国俄勒冈大学卢卡斯·席尔瓦团队进入西藏,研究发现,随着气候变化,西藏东部森林从冻土中得到养分和水分。这个结果证明当地牧民的报告是正确的,也表明森林能够适应人类引起的气候变化而朝着积极的方向发展。
人类活动引起的大气成分的改变与气候变暖的共同作用对树木生长动态和森林生态系统的演化产生深刻影响,这一直是人们关注的热点问题。最开始的单因子短期控制实验,发现CO2浓度升高具有肥化效应(fertilization effect),能促进树木生长。但野外长期观测实验发现CO2施肥作用不可持续,在北美、欧洲以及热带地区等世界范围都发现气候变化导致森林衰退,甚至树木死亡。
然而,近百年来,青藏高原东缘地区树木加速生长,甚至大规模扩张,已经成功扩散到此前一直占据优势的草地生态系统中。为解释这一有趣现象,中国科学院成都生物研究所孙庚博士与美国加州大学戴维斯分校合作,选择青藏高原东缘红原地区的优势森林物种岷江冷杉,沿森林扩张序列,在成熟森林(old forest)、森林边缘(forest border)、森林斑块(forest patch)和扩散到草地生态系统中的独立树木(isolated trees)采样,综合运用树木年轮学和稳定同位素技术,建立了自1760年以来年分辨率的树木年轮宽度年表和C、N、O稳定同位素比率序列,研究了森林动态和树木径向生长对气候变化的响应,发现CO2浓度升高、温度增加和养分供给提高的协同作用是树木加速生长和森林扩张的主要原因。
研究强调了综合考量气候变化(climate change)、大气组成(atmospheric composition)和土壤条件(edaphic properties)之间的耦合关系尤为重要,也突显了土壤-植物-大气(soil-plant-atmosphere)相互关系在理解现在和展望未来气候条件对森林生态系统生产力和分布格局中的决定意义。本研究得出的野外树木生长随气候变化而加速的结论,与以往的世界范围内大多数结果不一致,因此必将引起科学界对青藏高原多圈层相互作用及其资源环境效应,以及科学评估气候变化等方面极大的关注。
相关论文《Tree growth acceleration and expansion of Tibetan forests are caused by the synergistic effect of climatic and edaphic change》发表在了8月31日的《Science Advances》期刊上。
论文地址:http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1501302