青藏高原高山特有物種多樣性如何形成？中外科學(xué)家合作研究揭秘

　　作為“世界屋脊”和“地球第三極”，青藏高原發(fā)育著獨(dú)特的植物區(qū)系，其中高山特有物種占比超三分之一，是世界生物多樣性版圖的熱點(diǎn)區(qū)域。

末次冰盛期以來青藏高原高山樹線演變歷史。中國科學(xué)院青藏高原研究所 供圖

　　“什么決定物種多樣性”曾被《科學(xué)》雜志列入125個(gè)重要科學(xué)前沿問題。青藏高原高山特有物種多樣性由何決定、如何形成？長期以來頗受關(guān)注。

　　中國科學(xué)院青藏高原研究所2月25日發(fā)布消息說，該所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團(tuán)隊(duì)汪濤研究員聯(lián)合瑞士巴塞爾大學(xué)、中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園、北京大學(xué)等合作伙伴最新完成的一項(xiàng)研究，通過重建末次冰盛期(距今約2.2萬年)以來青藏高原高山樹線演變歷史，發(fā)現(xiàn)古樹線波動(dòng)塑造了青藏高原高山特有物種多樣性格局。

　　這項(xiàng)青藏高原研究重要成果論文，近日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》發(fā)表。該研究對前瞻特有物種多樣性的未來變化以及制定相應(yīng)保護(hù)策略，具有重要科學(xué)意義。

　　論文通訊作者汪濤研究員介紹說，學(xué)界普遍認(rèn)為，青藏高原的隆升促使高原植物區(qū)系的起源，而第四紀(jì)(距今約260萬年以來)的周期性氣候波動(dòng)則促進(jìn)了高原植物的輻射分化與種類多樣化。

　　前期研究發(fā)現(xiàn)，在氣候變暖背景下，高山樹線上升顯著壓縮了高山特有物種的棲息地，威脅特有物種生存。除第四紀(jì)氣候波動(dòng)外，樹線波動(dòng)是否影響高山特有物種多樣性？這是學(xué)界尚未提出的全新命題。

　　在本項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)綜合60萬個(gè)亞米-米級目視解譯樣點(diǎn)、30米分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和湖泊沉積物孢粉記錄等，構(gòu)建出氣候驅(qū)動(dòng)的高山樹線變化模型，以探究歷史氣候和樹線變化對高山特有物種多樣性空間格局的影響。

　　研究結(jié)果顯示，青藏高原平均樹線海拔在末次冰期最低(約3426米)；全新世大暖期(距今約8000年)達(dá)到最高(約4187米)，比當(dāng)前的平均樹線(約4009米)高約180米。冰期與間冰期樹線波動(dòng)幅度高達(dá)850米，導(dǎo)致間冰期高山特有物種棲息地面積僅為冰盛期的約50%。

　　研究還發(fā)現(xiàn)，末次冰盛期以來，樹線和氣候的波動(dòng)幅度反映了環(huán)境的穩(wěn)定性，二者共同塑造了不同群落特有物種組成差異的空間格局：環(huán)境波動(dòng)越大的地區(qū)，不同群落物種組成差異越小，同質(zhì)化程度越高。

資料圖：青藏高原上，在珠峰大本營眺望珠峰。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

　　論文第一作者、中國科學(xué)院青藏高原研究所和蘭州大學(xué)聯(lián)培博士生徐進(jìn)峰表示，此次研究表明，劇烈的環(huán)境波動(dòng)激發(fā)生存環(huán)境過濾機(jī)制，對物種進(jìn)行適應(yīng)性篩選，使得不同群落物種組成趨同；反之，穩(wěn)定的環(huán)境允許物種產(chǎn)生更高的生存環(huán)境專一性，使得不同群落的物種組成趨異。

　　值得注意的是，末次冰盛期以來，氣候波動(dòng)對特有物種不同群落物種組成差異格局的影響顯著小于樹線波動(dòng)，這歸結(jié)為高山地區(qū)地形的異質(zhì)性為特有物種提供了“微型避難所”，緩解了劇烈氣候波動(dòng)導(dǎo)致的物種組成同質(zhì)化。

　　汪濤總結(jié)指出，青藏高原高山特有植物區(qū)系未來將面臨高山樹線快速上升和劇烈升溫的雙重壓力，不同區(qū)域物種組成同質(zhì)化程度將增加，高山特有物種多樣性喪失風(fēng)險(xiǎn)也將加劇。后續(xù)，研究團(tuán)隊(duì)將持續(xù)關(guān)注，并進(jìn)一步開展全面和深入研究。