樹線(tree line)指巨大山體上的樹木分布到一定海拔高度而無法繼續(xù)前進(jìn)的分界線。樹線與林線(forest line)有細(xì)微的差別，它們都是主要受到當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊懶纬傻摹H學(xué)界一直對樹線形成的機(jī)理進(jìn)行著孜孜不倦的探索(根本原因是人類對植被分布規(guī)律的好奇！)，主要研究成果是，低溫造成了樹木生長的上限。
當(dāng)然，除了低溫，特別是極端最低溫能強(qiáng)烈地塑造樹線格局，一些其他的因素，如土壤可利用水分、養(yǎng)分和光合產(chǎn)物的分配等都或多或少地影響著樹線。但，我們對影響樹線形成的生物學(xué)因素知之甚少。
多年來，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，植物與植物的關(guān)系可能會(huì)從優(yōu)越環(huán)境中的競爭關(guān)系轉(zhuǎn)為惡劣環(huán)境中的互利關(guān)系，這就是所謂的“脅迫梯度假說”(Stress Gradient Hypothesis，SGH)。在苛刻的樹木生長的邊界—樹線的周圍區(qū)域，植物之間還會(huì)不會(huì)那樣“相互扶持”呢？
中科院青藏高原研究所的優(yōu)秀科學(xué)家Liang等基于世界上最高的樹線(4900 m，青藏高原樹線！)的長時(shí)間的觀測研究發(fā)現(xiàn)，樹線除了受到溫度等因素的影響外，植物與植物之間的競爭強(qiáng)度也發(fā)揮著強(qiáng)烈的過濾作用。通過對植被蓋度和高度的簡單相乘得到的新指標(biāo)—植物競爭指數(shù)，該指數(shù)能夠很好的預(yù)測樹線的高度，單個(gè)競爭指標(biāo)可解釋樹線變異的一半以上(> 50%)。這也就解釋了樹線為何在某一海拔戛然而止。相關(guān)研究工作“Species interactions slow warming-induced upward shifts of treelines on the Tibetan Plateau”已經(jīng)發(fā)表在國際知名期刊PNAS上。
講真，這是我讀過的結(jié)合年輪、樹線和植物競爭關(guān)系的最好的Article。
這項(xiàng)工作給我們帶來了哪些啟示呢？我想，主要是以下兩點(diǎn)：(1) 氣候變暖背景下樹線在理論上應(yīng)該是上升的，但有很多觀測數(shù)據(jù)表明，近百年以來樹線在不少地方變化不大，此項(xiàng)研究啟發(fā)我們多考慮一下植物-植物互作的影響，植物種間的競爭關(guān)系可能減弱了樹線攀升的速率、幅度甚至改變方向；(2) 重新審視SGH的良好機(jī)會(huì)來了。我個(gè)人感覺SGH是有一些使用條件的，可能不能很好地用來解釋樹線形成的機(jī)理。不同植物功能群也可能具有完全不同的SGH響應(yīng)結(jié)果。這就像，同一民族遇到共同敵人會(huì)團(tuán)結(jié)一致對外，但不同民族即使遇到共同的敵人也可能各有各的算盤。
Liang等的工作很出色，估計(jì)還可以從土壤微生物學(xué)、植物功能群多樣性(functional diversity)和植物的化學(xué)防御，如化感等角度進(jìn)一步深入揭示樹線為何戛然而止。
世界其它地方的樹線景觀照片
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