青藏高原高海拔区香柏灌木年轮网络的建立

Tree ring has been playing an important role in reconstructing past climate change on the Tibetan Plateau. However, the forests are confined to the surrounding areas of the Tibetan plateau, being a limit of dendroclimatic studies. In contrast, alpine shrub species have a widespread distribution on the Tibetan Plateau, providing a unique chance to extend the present tree-ring network beyond the survival limit of forests. This study aims to develop a alpine growth-ring network, reconstruct past climate changes and variations in shrub line and population dynamics of alpine shrub Juniperus pingii var. wilsonii in the past 200 years. Based on the sampling sites in Gongbujiangda, Linzhou, Naqu, Rikaze, Nanmulin, Sajia and Qusong in Tibet, this study will develop a growth-ring network of at least of 10 shrub sites; Along the forest-shrubland-grassland-meadow ecotone from the Mila Mountains, Linzhou to Nam Co, the research plots will be established to reveal dynamics of shrub line and population structure. This study will adress the questions: How can the alpine shrubs adapt to extreme environments? What did happen for their growth, shrub-line position and population struction over the past 200 years

树轮在重建青藏高原过去气候变化方面发挥着重要作用。然而，青藏高原的森林主要分布在东缘山地，基于乔木的树轮研究会受到森林分布范围的限制。灌木（如香柏灌木）具有更广泛的分布，是把树轮网络拓展至高原内部更高海拔的唯一选择。此研究旨在建立青藏高原高海拔区（4400米以上的高山带）香柏灌木年轮网络，重建高寒山区过去气候变化历史，揭示过去200年来高山灌木上线位置和种群空间变化格局。拟在西藏工布江达、林周、当雄纳木错、那曲、日喀则、南木林、萨迦和曲松等地，组建至少10个样点的香柏灌木年轮网络；沿着森林-草原灌丛-草原-草甸样带，在米拉山（森林-灌丛草原过渡带）、林周（森林-草原过渡带）和纳木错周边（高寒草原-草甸过渡带）开展样地调查，重建过去灌木线和种群结构的动态；此研究旨在回答以下科学问题：香柏灌木的生长是如何适应极端环境条件的？过去200年来香柏灌木的生长、灌木线位置和种群结构发生了哪些显著变化？

青藏高原的森林主要分布在东缘山地，基于乔木的树轮研究会受到森林分布范围的限制。灌木具有更广泛的分布，是把树轮网络拓展至高原内部更高海拔的唯一选择。其中，香柏是青藏高原地区分布面积最广、海拔分布最高的常绿针叶灌木，形成了目前已知的全球最高海拔的灌木线（5280米）。然而，我们依然不清楚香柏灌木的生长是如何适应极端环境条件的？过去200年来香柏灌木的生长、灌木线位置和种群结构发生了哪些显著变化？此研究旨在建立青藏高原高海拔（4400米以上的高山带）香柏灌木年轮网络，重建高寒山区过去气候变化历史，揭示过去200年来高山灌木线位置和种群空间变化格局。此研究选择青藏高原中南部高海拔香柏灌木为主要研究对象，在松多、当雄、纳木错、南木林、桑桑、萨嘎地区沿海拔梯度带上建立了香柏灌木年轮宽度及样地网络，为调查和监测长期香柏灌丛生态系统变化提供了第一手数据；完成了31个样点的灌木年轮样本采集及15块大样地（30×150米）的调查工作。大空间尺度上的灌木年轮分析和样地调查揭示，生长季初期（5、6月份）的水分状况是限制整个研究区域内香柏灌木生长的主要因子。1940年之后，温度对更新的影响已经超过最优生态阈值，从而变暖引起的水分胁迫限制了香柏灌木的更新，导致香柏灌木的更新在过去100年内逐渐下降趋势（研究成果发表于2019年Ecology杂志）。纳木错湖周边的灌木线样地调查显示，香柏灌木上线在过去350年来没有发生明显的变化，种内互助作用维持了该地区灌木线的稳定。为了深入了解青藏高原其他主要灌木生长及其对气候变化响应，探讨进一步拓展青藏高原高山灌木年轮网络的潜力，我们选择了藏东南高山杜鹃灌木、青藏高原东北部的山生柳灌木和喜马拉雅山南坡的扫帚岩须开展研究。此研究以高山灌丛的生长和更新作为生态指标，充分发挥树轮生态学在恢复过去生态过程时间序列方面的学科优势，从长时间尺度上揭示了高寒灌丛生态系统对气候变化的敏感性与脆弱性，为模拟变暖背景下高山灌丛生态过程的结构与格局变化提供了理论支撑。