气候变暖正在影响陆地生态系统格局与过程，会否导致其达到最优阈值，发生显著变化？青藏高原和南北极是全球气候变暖最为敏感的地区，是解析这一问题的典型实验区。灌木是已知分布范围最高、界限最北的木本植物，灌木种群的更新可为了解生态系统健康和稳定性提供关键指标。
鉴于此，中科院青藏高原所生态系统格局与过程团队对比研究了青藏高原与北极格陵兰岛地区的灌木更新动态。研究人员发现，上世纪三十年代左右，青藏高原中南部地区灌木更新已达到种群更新峰值，格陵兰地区灌木更新在上世纪六十年代左右达到峰值（图 1）。此后，这两个地区的灌木更新呈显著下降趋势。
研究人员还发现，升温已超过灌木更新的最优阈值，近几十年升温引起的水分胁迫是灌木更新下降的关键限制要素。这意味着，持续的气候变暖已经对高海拔、高纬度地区灌丛更新产生了抑制或减缓效应。未来持续变暖，不仅有可能约束灌丛边界的扩张，还可能会对低海拔、低纬度地区的灌丛产生负面影响。该研究为高寒生态系统应对全球变暖提供了有效的预警信息，强调了减缓气候变暖对全球碳中和的普适性意义。
该成果近日以“Warming-induced tipping points of Arctic and alpine shrub recruitment”为题发表于国际顶尖学术期刊《美国科学院院刊》(PNAS)。我所生态系统格局与过程团队芦晓明副研究员为第一作者，梁尔源研究员为通讯作者。本研究获得了国家自然科学基金、中科院青促会项目和第二次青藏高原综合科学考察研究的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2118120119
图1 格陵兰Ittoqqortoormiit与青藏高原研究样点（A–C）；区域气候（D）；灌木更新（E）；大气环流与灌木更新线性关系图（F）
