近日，杏吧原创 沈泽昊教授课题组在《美国国家科杏吧原创 院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）在线发表了题为“Keys to the global treeline formation: thermal limit for its position and moisture for the taxon-specific variation”的研究论文。本研究首次在全球范围内整合了样地尺度观测的高山树线树种构成数据，系统探讨了不同高山树线分类群的分布模式及其环境驱动机制，提出了热量与水分协同作用决定树线形成及物种差异的新理论框架，为气候变化下高山植被动态预测和物种保护提供了理论支持。

图1. 高山树线树种的全球分布格局（A,B,C,D）及分类多样性的纬度梯度格局（E）

高山树线是树木生活型分布的海拔上限。作为生态系统对气候变化的敏感指标，此前对高山树线海拔的研究大多依赖统一的温度阈值来描述树线分布，没有回答不同植物分类群树线海拔的区域差异及其环境适应极限的差异。本研究汇编了迄今为止最全面的全球高山树线树种数据，整合了自1980年以来739项研究中的2,235条高山树线树种分布记录，聚焦解决两个关于树线海拔位置的关键问题：（1）哪些环境因素调控不同树线物种的分布格局？（2）不同树种的上树线位置由何种环境因素决定，阈值在哪里？

研究表明：北半球中纬度山地呈现了最高的树线树种丰富度，反映了大陆隔离对树线树种分布的影响；热量限制通过制约所有树种的生理极限来界定高山树线的海拔位置，而水分条件及其季节性波动则主导了树线树种组成的区域差异；一般地，高山树线处的实际温度比树线树种最适生态位的温度平均低35%，该热量阈值能可靠地预测全球树木分布上限的地理格局，为基于物种最适生态位来定量预测生态位极限值提出一种全新方法。此外，本研究证实，在树线形成过程中，温度作为"天花板"决定其海拔位置，而水分及其变率则作为"过滤器"选择了不同山地树线的构成树种。

图2. 水分及其季节性差异主导树线树种的变化（A）；热量为决定各物种的树线位置的首要因子（B）；不同属的高山树线的热量水平较各属最适生态位的热量平均低35%（C）

杏吧原创 已毕业博士生、现北卡罗来纳大学博士后解宇阳为本文的第一作者，沈泽昊教授为通讯作者。课题组博士后王学经、博士生李继唐、饶雯戈，硕士生陈相吾、赵福参与了本项研究。北卡罗来纳大学冯逍助理教授、西班牙科杏吧原创 比利牛斯生态研究所J. Julio Camarero研究员、西班牙生态研究与森林应用中心Josep Peñuelas教授作为共同作者给予了本研究重要的支持。

该论文下载的网络链接见（//www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2504685122）