旷世奇观:刺果松打破 4650 年生长记录

气温上升可能正在刺激山顶大盆地刺果松的生长


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刺果松点缀着加利福尼亚州东部的白山,为这片荒凉多岩的地貌增添了为数不多的显眼生命迹象。这些树皮粗糙的树木可以在高达 3,470 米的海拔高度生存,尽管由于气温寒冷,它们在这些高度的生长速度受到限制。但这些限制最近一直在放松。根据 11 月 16 日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究结果,在过去的 50 年里,随着区域气温的升高,高海拔地区刺果松的生长一直在加速,而较低山坡的树木则没有。

这项研究的重点是大盆地刺果松(Pinus longaeva),它们生长在美国西部六个州,是地球上寿命最长的生物之一。一些松树的树龄可达 5,000 年,这为研究作者提供了一个机会,可以整理出一段可以追溯到近乎久远的记录,该记录比较了不同海拔高度的刺果松生长速度。

为了得出他们的研究结果,研究主要作者、图森市亚利桑那大学树木年轮研究实验室的研究员马修·萨尔泽及其同事研究了来自白山和一个位于内华达州的华盛顿山和珍珠峰的两个地点的 678 个刺果松树木年轮半径,包括活着的和死去的。在白山,该团队对最高海拔或树线上的树木进行了采样,这些树线可高达 3,470 米或低至 2,805 米。为了测量年度树木年轮宽度,科学家们从活树的一侧钻出铅笔大小的部分,或者锯掉死树的横截面。

科学家们采样的大多数活刺果松的树龄都小于 4,000 年,因此死树的年轮宽度使科学家们能够获得更早的生长数据。旧活树的年轮模式与死树的年轮模式相匹配,以确定死树的存活年份。

在树线上的刺果松中,公元 1951 年至 2000 年期间出现了一个正向生长时期,其中位数年轮宽度达到 0.58 毫米,这高于公元前 2650 年以来的任何其他 50 年中位数。此外,1900 年至 2000 年间这些树木的年均生长量与年均当地温度相关。萨尔泽及其同事没有发现白山上低于树线 150 米及更远处的松树有任何正向或负向生长的趋势。
 
“位置决定一切。它们与允许树木生长的气候边界的位置关系至关重要,”萨尔泽说。

他说,低于树线的树木没有表现出生长增加,因为其他气候条件限制了它们。这些较低海拔树木的限制因素是水分。“一般来说,在降水量较多、气温较低的年份,较低的树木的年轮会更宽,”萨尔泽说。从 1900 年到 2000 年,白山的降水量稳步增加,但这种增加似乎不足以刺激树线以下树木的生长。萨尔泽说,鉴于气温升高,降雨可能会更快地蒸发,从而抵消降水量的增加。

萨尔泽说,这项研究表明,今天的树线温度与几十年前位于分隔线以下 150 米的松树所处的温度相似。并且由于树线上的树木不再生活在它们能够承受的最寒冷的极端温度中,他预测树线可能会向上移动。他和他的同事最近注意到,在被认为是树线以上的高度有新的松树在生长。随着树木的种子通过动物或风传播,那些落在树线以上的种子现在显然能够在这些较高海拔地区生存。

如果大盆地刺果松的生长上限确实上升,这些树木将加入世界各地因气候变化而将其栖息地转移到较冷海拔和/或纬度的生物行列。太平洋鲑鱼北美开花植物和地中海的藻类都被记录为已经向北迁移,以寻找更接近其先前栖息地的条件。

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