秦岭亚高山林线动态对气候变化的响应及其形成机理的研究

气候变暖背景下亚高山林线的动态变化，包括林线分布海拔的升高以及林线树木更新、密度增加和生长加快已成为一个普遍现象，但目前尚缺乏一个统一的理论来解释亚高山林线现象。本项目以位于我国气候过渡区的秦岭亚高山巴山冷杉林线为研究对象，采用植物群落学、树木年轮生态学、种群年龄空间结构分析和植物生理生化试验综合分析的方法，揭示秦岭亚高山林线更新、密度、生长和位置的变化动态及其与气候因素的关系；通过分析树木体内非结构性碳水化合物含量、氮含量、碳氮含量比、糖与淀粉含量比以及它们沿海拔梯度的季节（包括休眠末期、旺盛生长期、生长季末期）变化动态，从生物学功能的角度阐明秦岭亚高山林线的成因是由于树木体内碳的供应不足所致（碳平衡失调假说）还是由于碳不能被生长利用所致（生长限制假说）。研究结果对阐明影响秦岭亚高山林线动态的气候因素、揭示林线形成的机理以及预测未来气候变化对亚高山林线的影响具有重要意义。

气候变暖背景下亚高山林线的动态变化，包括林线分布海拔的升高以及林线树木更新、密度增加和生长加快已成为一个普遍现象，但目前尚缺乏一个统一的理论来解释亚高山林线现象。本项目以秦岭亚高山巴山冷杉林线为研究对象，采用植物群落学、树木年轮生态学、种群年龄空间结构分析和植物生理生化试验综合分析的方法，揭示秦岭亚高山林线动态变化及其与气候因素的关系，并从生物学功能上探讨其形成的原因。项目执行过程中，研究团队在秦岭亚高山林线交错区的南坡和北坡各设置了4个宽度为30m、长度贯穿整个林线交错区（150m-300m）的垂直固定样带，并完成了对各垂直固定样带内所有树木的调查与取样工作。一方面，完成了林线环境下巴山冷杉树木个体生长及其与气候因素之间关系的分析和林线交错区树木更新动态变化与气候因素之间关系的分析，同时分析了林线沿海拔梯度的迁移趋势和迁移动态；另一方面，从生物学功能的角度分析和探索了秦岭亚高山巴山冷杉林线的形成机理。通过本项目的研究，完成了计划的研究内容，较好的达到了预期的研究目标，发表了五篇研究论文，取得了较为理想的研究结果。研究结果揭示了在秦岭和大巴山亚高山林线环境下，尽管林线树木生长和种群更新对气候变化的响应表现各异，但林线对过去气候变化的响应又都表现出了具有向高海拔发生拔迁移趋势的一致性，预示在未来气候变暖的背景下秦岭亚高山林线树木的分布将会向高海拔发生迁移；研究结果还发现，秦岭亚高山林线树木中应该不存在碳供应不足的情况，其林线的形成在生物学功能上更多的支持生长限制假说，即低温导致了树木体内的碳水化合物不能被生长充分的利用。这些研究结果对阐明影响秦岭亚高山林线动态的气候因素、揭示林线形成的机理以及预测未来气候变化对该地区亚高山林线的影响及其响应具有重要意义。