全球气候变暖持续重塑山地森林群落结构，山地树木沿海拔梯度的分布迁移已成为全球变化生态学核心研究议题。以往学界普遍认为气候升温会驱动树种统一向高海拔迁移，但多区域观测证实，不同树种响应存在显著分异：部分物种持续向高海拔拓展，另有物种却向低海拔下移。厘清两类截然相反迁移格局的内在调控机理，是当前生态学和生物地理学亟待破解的关键科学难题。

买球体育平台、生态研究中心刘鸿雁教授团队联合河北农业大学、加拿大英属哥伦比亚大学、瑞士伯尔尼大学、拉瓦尔大学、美国佛蒙特大学、印第安纳大学等多国科研团队，整合全球多维度大型数据库开展跨尺度综合研究。研究整合了覆盖南北半球的树木年轮数据，包括45个树种的3,057个树木年轮采样点，并结合102个树种的全球海拔分布迁移观测以及11项关键植物水力功能性状，系统阐释树木水力性状调控山地树种差异化海拔迁移的完整机制，构建起串联植物生理功能、树木生长动态与物种分布变迁的完整理论框架。相关成果于 2026 年正式刊发于国际顶级期刊《Nature Climate Change》（https://doi.org/10.1038/s41558-026-02726-6）。

研究团队首先证实，树种对水热变化的海拔响应存在固有物种分异：一类树种随海拔上升干旱胁迫敏感度持续升高，另一类则呈现相反变化趋势；约三分之一物种的干旱敏感性海拔梯度特征还会随气候变暖逐年改变。这一规律证明，树木对气候变化的生长响应并非固定特征，而是由物种自身功能性状主导调控。进一步机理分析表明，植物水力性状是决定树种海拔迁移方向的核心驱动因子，树种水力效率与水力安全两类性状形成完全相反的迁移策略：具备高叶片比导水率、高木质部比导水率、大导管/管胞直径等高水力效率特征的树种，水力传导能力更强，升温环境下可快速向高海拔区域追踪适宜低温生境；拥有更强水力安全特性（更低失水膨压损失点、更负木质部栓塞脆弱性阈值 P50）的耐旱树种，耐受干旱胁迫能力突出，气候干旱化背景下倾向于向低海拔区域扩张（图1）。

图1 树木水力性状驱动的树木沿海拔迁移。a，不同水力功能性状与海拔迁移速率的跨物种相关关系；b–d，海拔迁移速率分别与叶片比导水率（Kₗ）、膨压损失点（TLP）和木质部50%导水率损失时的水势（P₅₀）之间的关系。图中橙色点代表被子植物，绿色点代表裸子植物；横向和纵向误差线分别表示水力性状和海拔迁移速率物种均值的 ±1 个标准差。实线为 Deming 回归拟合关系，阴影表示95%置信区间。

团队借助结构方程模型量化解析水力性状的双重调控路径：水力性状既可直接改变树木海拔迁移速率，也能通过调节其沿海拔梯度的温度和干旱敏感性，间接驱动分布范围变迁。其中，叶片与木质部导水效率性状能够弱化树木干旱响应的海拔依赖性、强化温度敏感性，显著推动物种向高海拔迁移；水力安全性状则主要通过调控树木干旱耐受能力发挥作用，对迁移方向的直接驱动效应相对有限（图2）。

研究同时对山地森林未来演化趋势做出预判：伴随全球持续升温，山地高海拔适宜生境将持续缩减。依赖高海拔避难所的干旱敏感树种，向上迁移的生存空间不断压缩，未来或将承受更强种间竞争，局部灭绝风险显著上升；耐旱型树种则依靠低海拔扩张获得生存优势。长期来看，山地森林树种组成、群落结构将发生大规模重构，仅依靠高海拔气候避难所无法实现全部树种的长期存续。

该项研究首次从植物水力学视角完整揭示气候变暖下山地树种双向海拔迁移的形成机理，完善全球变化驱动森林分布重塑的基础理论体系，为精准预测山地森林长期动态、制定差异化森林及生物多样性保护对策提供关键科学支撑。

论文第一作者为买球体育平台访问学者、河北农业大学特聘教授张先亮，刘鸿雁教授担任通讯作者。国际合作研究者包含瑞士伯尔尼大学 Rubén D. Manzanedo、美国印第安纳大学 Justin T. Maxwell、加拿大拉瓦尔大学 Loïc D'Orangeville、河北农业大学杜明超、美国佛蒙特大学 Tim Rademacher。

研究工作获国家自然科学基金河北联合基金重点项目（U24A20353，刘鸿雁主持，张先亮参加）等项目的支持。

图2 树木水力性状与树种沿海拔迁移的关系。a，关键水力性状对海拔迁移速率的影响；b，水力性状主成分分析，其中PC1解释47.4%的变异，主要代表水力效率，PC2解释25.8%的变异，主要反映水力安全；c，水力性状通过改变树木沿海拔梯度的干旱、降水和温度敏感性，进而影响海拔迁移速率的结构方程模型。结构方程模型中实线表示显著路径（P < 0.05），箭头宽度对应标准化路径系数；模型总体解释率（R²）为37.2%。