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为探究气候变化背景下树木生长随海拔的演变，研究人员对瑞士图尔特曼河流域欧洲落叶松（Larix decidua Mill）展开研究。发现其生长受海拔影响，存在 1800 - 900 米的过渡带，且断点随温度上升。该研究助力森林可持续管理。
在瑞士阿尔卑斯山，气候正发生着显著变化。20 世纪，这里的平均气温上升速度几乎是全球平均速度的两倍，这一变化带来了一系列连锁反应。降水模式改变，雪覆盖减少，冰川加速融化，自小冰期以来，冰川退缩了约 57%，近二十年尤为明显。这些变化对阿尔卑斯山的生态系统产生了巨大影响，高山生态系统变得愈发脆弱，植被分布也随之改变。
在这样的大背景下，树木作为生态系统的重要组成部分，其生长受到了诸多因素的影响。温度、降水、光照等气候因素，以及土壤养分、湿度等非气候因素，都在不同程度上左右着树木的生长。以往的研究发现，阿尔卑斯山的树线在不断上升，不同树种的树线海拔范围有所差异，例如欧洲云杉（Picea abies）和欧洲落叶松（Larix decidua Mill）的树线就处于不同高度。同时，森林覆盖面积也在增加。然而，目前仍有一些关键问题亟待解决。很少有研究深入探讨海拔依赖性变化以及确定高山地区树木生长速率驱动因素的净变化，尤其是在树木生长的限制气候因素方面，随着海拔升高和年均温度上升，树木生长的限制因素是否会从温度转变为降水，还需要进一步研究。
为了深入了解这些问题，来自国外的研究人员针对瑞士图尔特曼河流域的欧洲落叶松展开了研究。该研究成果发表在《Dendrochronologia》上，对揭示气候变化对树木生长的影响具有重要意义。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是树轮数据的采集与处理，从不同海拔的欧洲落叶松活体树木采集树芯，经过打磨、切片、扫描等一系列操作，测量树轮宽度并进行交叉定年，去除非气候因素影响后建立树轮年代学序列。其次，利用气象站的网格化温度和降水数据，并将其降尺度到各个研究站点。最后，通过计算相关性系数等统计方法，分析树轮生长与气候参数之间的关系。
研究结果如下：
- 树轮生长评估：研究分析了四个不同海拔站点（900 - 2100 米）欧洲落叶松的树轮数据，时间跨度从 1794 - 2021 年不等。发现树木平均年生长量随海拔升高而增加，且不同海拔站点的树木生长趋势存在差异。在较高海拔站点，如 1975、1995 - 1997、2016 - 2019 年等年份树木生长缓慢，形成窄环；而 1992 - 1994、1998 年等年份生长较快，形成宽环。较低海拔站点的生长趋势则有所不同，如 1964、1973 - 1974、1977 等年份生长缓慢，1969、1980 - 1981、1995 年等年份生长较快。这些差异反映了不同海拔站点微气候对树木生长的影响。
- 生长 - 气候关系：
- 对年气候的响应：在高海拔站点，树木年轮生长与年均温度呈正相关，但这种相关性在不同站点有所差异，在站点 1 和站点 2 显著，在站点 3 较弱且不显著。而在低海拔站点 4，树木生长与年均温度呈负相关。降水方面，在高海拔站点与树木生长的相关性不显著，在低海拔站点 4 则呈显著正相关。
- 对月和季节气候的响应：较高海拔站点的欧洲落叶松生长受前一年秋季（9 - 11 月，SON）温度影响显著，SON 温度与树轮宽度指数（RWI）呈正相关。在低海拔站点 4，当年冬季和早春（1 - 3 月，JFM）降水与 RWI 呈显著正相关。此外，在某些高海拔站点，4 月降水与树轮宽度也存在较弱的正相关。
- 生长 - 气候关系的长期趋势：通过窗口化皮尔逊相关分析发现，在较高海拔上游站点，前一年 SON 温度对树木生长的影响在不同时期有所变化，1961 - 1980 年呈显著正相关，1981 - 2001 年转为负相关，2002 - 2021 年又呈显著正相关。而在低海拔下游站点 4，RWI 与 SON 温度大多呈负相关，仅在 1990 - 2000 年有较弱的正相关。JFM 降水对高海拔站点树木生长的影响较为复杂，多呈负相关，仅在部分年份有正相关；在低海拔站点 4 则与 RWI 呈显著正相关。
- 海拔依赖性断点：在 1800 - 2100 米的高海拔站点，欧洲落叶松生长对前一年 SON 温度和当年 JFM 降水依赖较强。在 900 米的低海拔站点 4，温度对树木生长限制作用减弱，降水成为主要限制因素。1800 - 900 米之间为关键过渡带，气候响应在此发生转变。
研究结论和讨论部分指出，通过对四个海拔梯度站点欧洲落叶松树轮年代学序列的分析，揭示了其生长与气候之间多十年的关系。研究明确了不同季节气候因素（SON 温度和 JFM 降水）对树木生长的影响，以及海拔对树木生长的重要作用。研究发现的海拔过渡带，即信号从降水限制转变为温度限制的区域，对理解气候变化下树木生长具有重要意义。然而，为了更准确地确定海拔断点，还需要从更多站点、更高时间分辨率进行研究。随着气候变暖，这一断点有向更高海拔移动的趋势，这一发现有助于森林管理者更好地理解气候变化对欧洲落叶松生长的影响，从而进行可持续的森林管理。未来的研究可以进一步关注除温度和降水外，雪融等其他水文气候参数对高海拔阿尔卑斯河流域欧洲落叶松生长的影响。
