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为明确冰岛桦树花粉（Betula spp.）本地与远距离来源占比及传输机制，研究人员分析 1998-2023 年花粉记录，结合 HYSPLIT 模型、随机森林模型等，发现花粉可跨大西洋从东欧、苏格兰等地传输至冰岛，为北极花粉传输研究及过敏防控提供依据。
在北极圈附近，花粉传输的奥秘一直是科学界关注的焦点。冰岛作为 “天然实验室”，其桦树花粉的来源长期存在谜团：究竟是本地林地释放为主，还是远跨重洋的 “外来客” 占据重要地位？尤其是桦树花粉作为主要过敏原，其传输路径与浓度变化直接关系到公众健康与生态研究。然而，过去对高纬度地区花粉长距离传输的认知有限，无法准确解析冰岛这类孤岛生态系统中花粉的 “双重来源”—— 本地矮桦（
Betula nana）和绒毛桦（
Betula pubescens）与跨大西洋的外来花粉贡献比例，也难以量化气象条件对传输路径的影响。
为破解这些难题，来自国外研究机构的科研团队开展了一项为期近 30 年的深入研究。相关成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》，为北极地区花粉动力学研究掀开了新的篇章。
研究团队综合运用多种技术手段：首先通过 HYSPLIT（混合单粒子拉格朗日集成轨迹模型）计算后向轨迹，并转化为潜在源贡献函数（PSCF），结合海平面气压（SLP）和 500 hPa 位势高度（z500）等气象数据，解析花粉传输的大气环流模式；同时利用随机森林模型构建桦树物种分布地图，识别潜在花粉源区；此外，对雷克雅未克和阿库雷里两地的花粉浓度、开花物候及风速风向等数据进行长期监测，区分本地花粉季前后的外来花粉输入。
3.1 桦树潜在分布特征
通过随机森林模型建模发现，研究区域内桦树分布存在两个中心：美洲的美国东北部、加拿大新斯科舍和魁北克南部，欧洲的俄罗斯西部、白俄罗斯、拉脱维亚、爱沙尼亚及斯堪的纳维亚国家。冰岛本地，绒毛桦亚种主要分布在距海岸 70 公里内，矮桦则在北部更广泛。模型的 AUC 值均超过 0.93，表明预测准确性高，且温度、降水和土壤类型是影响分布的关键因素。
3.2 花粉季节特征分析
两地花粉季平均始于 5 月中旬，但 2003、2006、2014、2019 年出现异常早期花粉事件，浓度峰值出现在 4 月至 5 月初，早于本地花期，证实外来花粉输入。季节花粉积分（SPIn）显示年际差异显著，高值年份与长距离传输事件相关，如 2006 年雷克雅未克峰值达 456 花粉 m-3，与中欧和东欧的气团传输有关。
3.3 花粉输入与风场关联
本地花粉季期间，阿库雷里的高浓度花粉与东南、南、西南风相关，雷克雅未克则与北、东北和东风关联。季前花粉输入主要来自东部，如 2006 年气团源自中欧、斯堪的纳维亚和俄罗斯西北部，2014 年来自英国和波罗的海国家，表明东南气流是外来花粉的主要传输通道。
3.4 季前传输事件解析
四次典型早期事件显示，花粉可跨越 3000 公里从欧洲中部传输至冰岛。例如，2006 年雷克雅未克的高浓度花粉伴随暖干天气，气团来自 1000-1500 米高空的东欧和俄罗斯；2019 年则源自波兰，当地花粉浓度超 1000 花粉 m-3。气象异常表现为挪威北部正 SLP 异常和北大西洋负异常，驱动东南气流携带花粉。
3.5 季内传输事件特征
季内高花粉浓度事件在两地差异显著。阿库雷里 2005、2017 年的峰值与东南风及本地释放叠加有关，可能混合苏格兰花粉；雷克雅未克 2010-2013 年的高值则与北、西风带来的格陵兰和拉布拉多花粉相关。气象条件如温度、降水和风速直接影响花粉扩散效率。
3.6 本地与远程来源辨析
PSCF 分析表明，季内本地源贡献概率为 0.09-0.12，同时阿库雷里可能接收俄罗斯西北部花粉（PSCF=0.09），雷克雅未克受苏格兰和爱尔兰影响（PSCF=0.09）。季前来源集中在波兰、白俄罗斯等东欧国家（PSCF>0.2），证实远程传输对早期花粉负荷的重要性。
研究证实，冰岛桦树花粉池由本地释放与跨大西洋长距离传输共同构成，东欧、苏格兰及北美东北部是主要外来源区，季前传输事件可使花粉浓度提前达到过敏阈值。气象条件尤其是 SLP 和 z500 异常驱动的东南气流，是花粉跨洋传输的关键动力。随机森林模型构建的桦树分布地图为预测气候变化下的花粉源变化提供了基础。
这项研究不仅填补了北极地区花粉传输机制的认知空白，还揭示了 “远程生物多样性” 通过大气过程对孤岛生态系统的影响，为过敏症预警、生态建模及气候变化下的花粉动态预测提供了重要依据。未来需进一步拓展监测网络，结合卫星遥感和更精细的气象模型，深化对高纬度花粉扩散的理解，以应对气候变化带来的健康与生态挑战。
