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——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)

熱帶雨林高海拔地區(qū)的高山櫟 孟宏虎供圖
高山櫟是一種適應(yīng)高寒環(huán)境的植物,多見于喜馬拉雅與橫斷山脈的高海拔地區(qū)。在中國(guó)科學(xué)院東南亞生物多樣性研究中心(簡(jiǎn)稱“東南亞中心”)組織的一次緬甸野外考察中,中科院西雙版納熱帶植物園博士孟宏虎等人發(fā)現(xiàn),熱帶雨林地區(qū)的山頂上也有高山櫟的蹤跡。
適應(yīng)高寒環(huán)境的高山櫟為何在熱帶雨林地區(qū)也有分布呢?經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),由于全球氣候持續(xù)變暖,高山櫟等適應(yīng)高寒環(huán)境的高山植物不得不向更高緯度、更高海拔地區(qū)進(jìn)行遷移。熱帶雨林地區(qū)分布的高山植物殘余沒有足夠的海拔高度作為應(yīng)對(duì)氣候變暖的“緩沖區(qū)”,山頂逐漸成了這些植物的“氣候避難所”。相關(guān)成果近日發(fā)表在瑞士植物學(xué)會(huì)會(huì)刊《高山植物學(xué)》上。
高寒植物不斷遷移
眾所周知,為了過冬,候鳥每年都會(huì)進(jìn)行遷徙。然而,作為沒有腿腳、翅膀的植物,為了生存,在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中也存在像候鳥一般的“遷徙”行為。
與候鳥不同的是,植物的“遷徙”節(jié)奏非常緩慢,周期漫長(zhǎng)。
論文第一作者孟宏虎介紹,現(xiàn)存的植物都經(jīng)歷了復(fù)雜的氣候變化。而在氣候變化的歷史進(jìn)程中,遇到不適宜的氣候時(shí),它們會(huì)退縮到適宜生存的地方,待氣候適宜時(shí)再進(jìn)行擴(kuò)散。
比如在第四紀(jì)冰期,氣候逐漸轉(zhuǎn)冷,高緯度地區(qū)廣泛發(fā)育冰蓋或冰川,寒冷氣候帶逐漸向中低緯度遷移。為了適應(yīng)這種氣候變化,許多植物就會(huì)從北向南遷移或者從高山上向山谷里遷移。這些在氣候不適宜時(shí)期保存生物多樣性的地區(qū)被稱作“氣候避難所”。
工業(yè)革命后,尤其是人類活動(dòng)增多導(dǎo)致全球氣候逐漸變暖,許多高寒地區(qū)的植物出現(xiàn)了向更高緯度、更高海拔地區(qū)遷移的趨勢(shì),這與第四紀(jì)冰期植物遷移相反。
遷往那高高的山頂上
三年前,在緬甸若開山脈維多利亞山見到高山櫟后,孟宏虎感到很意外,“高山櫟長(zhǎng)期分布在高寒地區(qū),怎么會(huì)在熱帶雨林地區(qū)生長(zhǎng)呢?”于是,他展開了熱帶雨林中高山櫟分布現(xiàn)象的探索。結(jié)合先前的研究工作,孟宏虎等科研人員基本走遍了高山櫟的所有分布地區(qū),足跡遍布從海拔4600多米的青藏高原密集分布區(qū)到海拔1000米左右的東部丘陵零星分布區(qū)。
在每個(gè)居群中,每隔10—50米,隨機(jī)采集十幾株的枝葉作為標(biāo)本、新鮮樹葉作為分子材料,同時(shí)記錄經(jīng)緯度、海拔高度等信息。
“對(duì)于高山櫟研究來說,采樣占用了我們較多的時(shí)間和精力。每年只能在雨季前后進(jìn)行野外考察,三年左右才將整個(gè)分布區(qū)的樣品采集完整。”孟宏虎告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
論文作者、上海辰山植物園姜小龍介紹,他們將所有采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行最佳氣候潛在分布區(qū)模擬,結(jié)合氣候數(shù)據(jù),得到高山櫟的居群動(dòng)態(tài)。最終的研究結(jié)果表明,在全球氣候變暖的趨勢(shì)下,高山櫟這樣的高山植物將會(huì)往高海拔地區(qū)或者高緯度地區(qū)進(jìn)行遷移。
遷無可遷,只能滅絕?
孟宏虎表示,除了高山櫟之外,許多適應(yīng)高寒環(huán)境的高山植物都存在這類現(xiàn)象。在喜馬拉雅山脈地區(qū),由于海拔較高,高山植物有足夠的響應(yīng)氣候變暖的高海拔緩沖地帶,如高山草甸、雪山等。然而,熱帶雨林地區(qū)海拔有限,高山植物只能聚集到山頂。隨著氣候變暖,適應(yīng)溫暖氣候的物種往上擴(kuò)張,高山植物殘余響應(yīng)氣候變暖的同時(shí)還得與喜溫植物競(jìng)爭(zhēng)。
“如果氣候持續(xù)變暖,到了退無可退的時(shí)候,植物就會(huì)逐漸滅絕,這不利于熱帶雨林地區(qū)生物多樣性的維持。為此,我們提出熱帶雨林地區(qū)的高海拔避難所,將是全球變暖背景下高山植物的最后樂園。”孟宏虎說。此前,他就曾對(duì)高山櫟在喜馬拉雅—橫斷山脈的分布變化及相關(guān)地質(zhì)事件進(jìn)行過探討,這次的發(fā)現(xiàn)使高山櫟的分布研究更加完整。他希望這些研究引起生物地理學(xué)界關(guān)注的同時(shí),能夠引起保護(hù)生物學(xué)的重視,尤其是熱帶雨林地區(qū)高山植物的保護(hù)。
(原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-09-17 第7版 生態(tài)環(huán)境)
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