一项新的研究发现，加利福尼亚州内华达山脉的树木，包括巨型红杉，需要阳光、水和合适的花岗岩才能生长。
这些发现有助于解释世界上最高产的森林之一中出人意料的斑驳生长模式。西内华达山脉低海拔地区的游客可能会突然从茂密的红木林地踏上阳光照射的基岩。
“在控制植被在内华达山脉出现或不出现方面，基岩可能与气候一样强大，”怀俄明大学的地质学家、首席研究作者杰西·哈姆说。“这些树木已经有成千上万年的时间来殖民西内华达山脉的这个海拔带，而它们尚未做到这一点的这一事实表明，基岩中有某种东西，”影响了生长模式，哈姆说。
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研究结果还显示，覆盖土壤的森林林地比附近的裸露花岗岩侵蚀得更快。这表明土壤正在加速风化过程，从而磨损岩石。
岩浆栓
这项新的研究可能不会让任何有园艺经验的人感到惊讶。园丁们都知道，植物需要合适的土壤养分组合，例如氮和磷，才能茁壮成长。
但直到现在，科学家们才意识到岩石类型在多大程度上控制着塞拉山脉的森林生长模式。虽然山脉看起来像一个巨大的花岗岩斑点，但鲜明的边界标志着山脉内的化学变化。研究表明，即使是加利福尼亚著名的巨型红杉，地球上最大的活树，也只生长在具有正确化学成分的岩石顶部的土壤中。该研究今天（2月10日）发表在《美国国家科学院院刊》上。[大自然的巨人：地球上最高的树木]
哈姆说：“1亿多年前产生的地球化学的细微差异现在正在影响山脉上的生命。”
很久以前，形成内华达山脉花岗岩的熔融岩是与南美洲安第斯山脉类似的大型火山山链的给料系统。花岗岩的化学边界标志着不同的岩浆栓，即在地下冷却的岩浆栓。每个岩浆栓都有略微不同的化学成分。由于数百万年的侵蚀以及北美板块和太平洋板块边界的构造力隆起，这些岩浆栓被带到了地表。
哈姆和他的合著者通过比较卫星森林覆盖数据与地质图，并收集数百个岩石样本，将岩浆栓边界与塞拉山脉的斑驳森林覆盖联系起来。他们专注于海拔约 6,000 至 8,000 英尺（1,800 至 2,400 米）之间的西塞拉山脉，那里的冰川在上一个冰河时期没有清除土壤。
气候变化
虽然温度和降水仍然是控制西塞拉山脉树木生长海拔的重要因素，但科学家们表明，岩浆栓导致了森林网络的开始和停止。
哈姆说：“令人震惊的是，在气候相似的地区，森林的变化非常大。” “一处天然的红杉林地紧挨着几乎什么都没有的地方。”
森林模式的一个关键成分是磷，磷在岩浆栓之间差异很大。哈姆说，在某些情况下，树木揭示了早期地质测绘人员忽略的精细岩浆栓边界。
随着气候变化改变加利福尼亚州的温度和降水带，西塞拉森林所居住的“金发姑娘”区域预计将在未来几个世纪内移动到更高的海拔。新的研究表明，这些树木也将根据它们找到最佳食物的位置向上移动。
哈姆说：“随着森林在气候变化下移动，它们也将受到岩石类型的限制。”
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