北方森林，又叫“针叶林”或“泰加林”，是世界上最北纬度的森林陆地生态系统，通常由松树、云杉、冷杉等耐寒的树木组成。它们广阔无垠，遍布俄罗斯、加拿大和北欧国家。
随着全球变暖，这片森林正在悄然发生变化。适度的气温上升让一些树种得以扩展生长，那么北方森林的树木种类真的因此变得更多了吗？
中国科学院东北地理与农业生态研究所地理景观遥感团队在《自然-植物》（Nature Plants）杂志上发表的最新成果，回答了这些问题。
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温带森林一路向北扩张
科研人员对5000多个北方森林观测点进行了连续观测，通过对5万多张卫星影像进行分析，发现从2000年至2020年间，全球变暖使北方森林的树种多样性平均增加了12%。北方森林中的树种的类型和数量的确有所增加。
▲近二十年北方森林中树种多样性的空间分布格局及变化（以H′值表示）
这一变化主要发生在一些温暖程度适中的南部区域，比如加拿大落基山脉南部森林和斯堪的纳维亚地区。温暖的气候为这些地方的树木提供了更多的生长机会，有些树木甚至比以往更早开始生长，这也意味着温带森林一路向北扩张的脚步不停歇。
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气温上升过快或引发负面效应
气候变化就像森林的“总指挥”，它让一些树种快速扩展，而另一些则挣扎求存。
研究发现，温和的气候变化（如温度增加不超过0.065°C/年）可以帮助北方森林的树木变得更加多样化。气温升高，让原本寒冷的环境变得更适合树木生长，尤其是那些喜欢温暖的树种（如桦树、白杨树和槭树）。
但当气温上升过快或达到极端水平时，这种正面影响开始消退，甚至出现负面效应。研究人员指出，在极端高温地区，如西伯利亚北部等，树种多样性下降。这可能是因为快速变暖带来的“气候压力”会让树木难以适应，有些树木可能会枯死（如落叶松）。此外，气温的剧烈上升也可能引发更多的火灾，进一步威胁树种的生存。
▲北方森林树种多样性对气温、火灾和降雨的响应
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树种变化正在影响气候
树种多样性增加，同样会对气候产生影响。研究表明，北方森林树种多样性的增加与森林碳吸收能力的提升密切相关。
多样化的森林往往能更有效地吸收和储存碳，这是因为更多样的树木种群可以更好地利用资源，如阳光、水和养分，从而增加整个森林的生产力，减缓全球变暖的进程。尤其是在北方森林这样的关键碳汇中，树种多样性的增加有助于抵抗因气候变化引发的环境压力，维持甚至提高森林的碳储存能力，让森林在面对气候变化时更有韧性。
▲与森林碳循环相关的北方森林树种多样性的时空变化
这项研究创新地揭示了全球变暖对北方森林树种多样性的复杂影响，并强调了多样化的森林对全球气候调节的重要性。通过深入了解这些变化，可以更好地制定政策，有效保护对地球生态系统至关重要的森林。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41477-024-01794-w
来源：中国科学院东北地理与农业生态研究所
责任编辑：王颖