树线作为直立树木分布的海拔上限或纬度北界，被视为森林生态系统响应全球变化的敏感生态指标。国际上普遍认为，树线上树木的生长主要受生长季低温限制，学者们以此为基础提出生长受限假说来解释树线形成机制。基于生长受限假说，气候变暖将导致高山树线向更高海拔迁移。然而，全球树线调查数据显示，过去100年来约50%调查样点树线位置呈上升趋势，其余则保持相对静止状态。以上事实揭示，除了气候因素，非气候因素也在一定程度上调控着树线位置变化。然而，我们目前仍不清楚非气候因素如竞争等种间关系如何影响树线波动。

青藏高原拥有北半球海拔最高的高山树线，受人类活动干扰较少，是探讨气候和非气候因素对树线变化影响的理想区域。中国科学院青藏高原研究所梁尔源研究员（青促会第二届会员、杰青）及其合作者通过建立青藏高原云、冷杉树线样地网络（图1、2），调查了过去100年来14个固定样地（30m×150~200m）树线位置的时空变化动态,发现9块样地树线位置上升13~80米，5块样地保持相对静止状态或仅小幅度上升（0~5米）。在气候变暖背景下，树线位置倾向于向更高海拔爬升，但爬升速率受到树线之上高山灌丛或草本植物盖度和高度的调控。因此，采用“植被厚度（或体积）指数”（树线之上植被高度×盖度）可以定量模拟树线位置的变化（图3）。模拟结果显示，植被厚度指数可解释69%的树线变化。当植被厚度指数 < 0.64时，树线之上植被群落可提供有利的更新微环境，从而有利于树线爬升；植被厚度指数> 0.64时，种间竞争则会抑制树线的爬升。尽管不同样地树线爬升幅度不同，所有树线种群密度在过去50年来均呈显著增加趋势。

由于难以量化非气候因子对生态系统的影响，模拟和预测生态系统变化具有挑战性。此研究把种间关系作为定量化生态指标，揭示了种间关系调控着树线变化的速率。这为深入探讨高山树线形成和变化机制奠定了理论基础，为定量模拟气候变暖背景下的树线变化提供了新思路。

本研究得到国家科技基础性工作专项重点项目(2012FY111400)和国家自然科学基金项目(41525001, 41130529)的资助，相关研究结果已在线发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS），全文链接：http://www.pnas.org/content/early/2016/03/31/1520582113.full

图1 云、冷杉树线调查样地在青藏高原的分布图

图2. 一块30m×200m的代表性（白马雪山长苞冷杉树线）研究样地内，每50年的时间尺度上的树线位置变化。时段内更新的植株用实心符号表示，以后时段用空心符号表示。

图3 过去100年来青藏高原不同样点树线位置上升幅度与植被厚度指数（TI）之间的关系。