气候变暖正在显著改变陆地生态系统格局与过程。青藏高原（第三极）和北极寒区生物群落被认为具有最大的可能性来预测变暖所导致的生态阈值（拐点）的出现。然而，哪些敏感指标可以捕捉到生态阈值颇具挑战性。前期研究揭示种群更新是指示生态系统健康和稳定性的最关键的指标，而变暖导致了近几十年来青藏高原和喜马拉雅中段高山灌木种群更新的下降。北极和青藏高原高山区均分布高山灌丛（图1A–C），然而我们并不清楚变暖背景下，北极和青藏高原的高山灌丛更新是否均出现阈值？且这些阈值是否与区域气候/大气环流变化有关？

基于以上假设，专题科考队调查了1871-2010年期间青藏高原和北极格陵兰岛地区的2770株灌木的长期更新动态，以及与气候变化的关系。发现青藏高原中南部地区灌木更新在上世纪三十年代达到更新峰值，而格陵兰地区灌木更新在上世纪六十年代左右达到峰值（图 1），随后，两个地区灌木的更新呈显著下降趋势。进一步研究发现，升温以及大气环流变化所加剧的水分胁迫是灌木更新下降的关键限制要素。这表明升温已经在灌木更新的峰值年份达到了更新的最优阈值，近几十年升温引起的水分胁迫不利于灌木的更新。换言之，持续的气候变暖将会抑制或减缓灌丛的扩张。

此科学考察研究表明，青藏高原与北极地区的植被变化对气候变暖的响应具有相似性。更重要的是，此研究为高寒生态系统应对全球变暖提供了有效的预警信息，暗示了减缓气候变暖对全球碳中和的普适性意义。因此，在青藏高原与北极地区同步开展植被考察与研究，有助于深入了解高寒生态系统对全球变化响应与适应机制。另外，此研究强调了气候变化对高山灌木更新的影响，非气候因素对高山灌木更新的影响机理还有待进一步的探索。因此，专题科考队后续将进一步加强野外定位监测研究，以期深入了解持续变暖背景下高山灌木更新对气候和非气候因子变化的响应机理。

原文链接：https://www.pnas.org/content/119/9/e2118120119

图 1 格陵兰Ittoqqortoormiit与青藏高原研究样点（A–C）；区域气候（D）；灌木更新（E）；大气环流与灌木更新线性关系图（F）。