世界上最大的高寒草甸生态系统是如何起源的？如何响应不同时间尺度的气候变化？未来又将如何演化？它们既是前沿基础理论问题，亦是应对气候变化及生态环境建设面临的紧迫命题。中国科学院地理科学与资源研究所赵艳等的研究较系统地回答了上述问题。成果以“Three-and-a-half million years of Tibetan Plateau vegetation dynamics in response to climate change”为题，于2025年6月13日发表在Nature Ecology & Evolution上。

研究团队在高原东部海拔约3400 m的若尔盖地区钻取了两根高质量连续湖泊岩芯记录(深度分别达1084 m和573 m)，通过分析5000个孢粉样品，获得了350万年以来平均分辨率达约700年的植被变化序列，并系统开展了生物群区、数理分析、统计建模和模式模拟研究。结果显示，高原东部植被受全球气候的影响而表现出明显的阶段性：350-273万年期间，全球温度比工业革命前(PI)高~3°C，CO₂浓度达~380-450 ppmv ，北极冰盖范围较小 ，该区域森林植被持续占优势；273-154万年期间，温度比PI高~1.3°C，CO₂为~250 ppmv，北半球冰盖扩张，森林仍占优势，但草原在冰期显著增加；~150万年以来，平均温度比PI低约2.5°C，CO₂为~220 ppmv，冰盖大幅增长，草甸成为优势植被类型，森林在间冰期出现频率明显降低。在轨道尺度上，森林和草地演替存在清晰的2万年、4万年和10万年周期，受到低纬夏季太阳辐射和高纬冰量的共同驱动，但冰量的影响呈阶段性增强。在千年尺度上，受高纬冰量动态等边界条件的调制，150万年以来植被类型的转换频率显著增加。不同时间尺度植被演变与转型均与全球温度密切相关，增温2-3 ℃(相对于PI水平)是高原东部森林扩张和草甸丧失弹性的重要阈值。

该项成果不仅填补了青藏高原上新世暖期以来高分辨率植被变化序列的空缺，也是全球范围内具有相似分辨率的最长的连续孢粉记录，构成了研究过去不同增温及CO₂浓度情境下植被响应的关键证据。研究厘清了高原东部稳定的高寒草甸植被主导格局起源于约150万年前，是全球变冷过程和季风演变双重驱动的结果。发现的植被弹性变化及气候阈值效应对理解未来植被的演变具有重要启示意义，即预示着未来全球变暖2℃以上高寒草甸生态系统将面临重大转变的风险。

该研究受国家重点研发计划项目和国家自然科学基金基础中心项目的共同资助。

论文信息：

*Zhao,Y.,Qin F.,Cui,Q. Y.,Li,Q.,Cui,Y. F.,Birks,H. J. B.,Liang,C.,Zhao W. W.,Li,H.,Ren,W. H.,Deng,C. L.,Ge,J. Y.,Kong,Y. F.,Liu,Y. L.,Zhang,Z. Y.,Zhang,J. W.,Cai,M. T.,Wei,H. C.,Qiu,H. Y.,Xu,H. T.,Yang,H. F.,Chen,C. Z.,Piao,S. L.,Guo,Z. T. Three-and-a-half million years of Tibetan Plateau vegetation dynamics in response to climate change. Nature Ecology & Evolution (2025). https://doi.org/10.1038/s41559-025-02743-2