文章信息：Zhang, X., Liu, H., Manzanedo, R. D., Maxwell, J. T., D'Orangeville, L., Du, M., & Rademacher, T. (2026). Hydraulic traits govern opposing range shifts of montane trees under warming. Nature Climate Change. https://doi.org/10.1038/s41558-026-02726-6

整理人：徐嘉苗，2025级硕士研究生

整理时间：2026年8月22日

Abstract: Montane tree species are undergoing accelerated elevational range shifts in response to climate warming, yet the mechanisms driving interspecific variation remain elusive. Here we show that hydraulic traits predict opposing biogeographic responses of montane trees to warming and drought. By integrating hemispheric-scale dendrochronological records from 45 species (121,743 individuals), global observations of elevational range shifts from 102 species and hydraulic trait data for 11 functional attributes, we demonstrate that climate-sensitive species tended to rapidly track warming into higher elevations, whereas taxa resistant to these stresses were poised to have expanded downslope. In addition, elevational dependencies in drought sensitivity changed over time for nearly one-third of the species, revealing dynamic reorganization of climate–growth relationships across mountain gradients. These findings establish leaf- and stem-level hydraulic traits as a fundamental predictor of range dynamics, providing a mechanistic basis for forecasting the reorganization of montane forests under continued climate change.

摘要：山地树种对气候变暖的响应正经历着海拔梯度的加速变化，但驱动种间变异的机制仍不清楚。在这里，我们表明水力性状预测了山地树木对增温和干旱的相反生物地理响应。通过整合来自45个物种( 121743个体  )的半球尺度的树轮年代学记录、102个物种海拔范围的全球观测和11个功能属性的水力性状数据，我们证明了气候敏感物种倾向于将增温迅速跟踪到更高的海拔，而对这些压力具有抵抗力的分类群则倾向于向下坡扩展。 此外，近三分之一的物种干旱敏感性的海拔依赖性随时间而变化，揭示了气候-生长关系在山地梯度上的动态重组。这些发现将叶和茎水平的水力性状确立为范围动态的基本预测因子，为预测持续气候变化下山地森林的重组提供了机制基础。

1. 研究背景

• 气候变暖驱动山地树种向高海拔迁移，但不同物种的迁移方向与速率存在显著差异，部分物种甚至出现下坡扩展。传统研究多关注温度本身的变化速率，却难以解释种间分异。水分运输相关的叶片与木质部水力性状可能通过调控生长对干旱和温度的敏感性，间接影响物种的分布动态，但其在宏观生物地理尺度上的作用尚未得到系统验证。
  

2. 研究意义

• 本研究首次将水力性状与山地树种的垂直迁移方向及速率建立机制性联系，揭示了水力效率与安全性的权衡如何通过调控气候-生长关系影响种群再分布。这一发现突破了“气候暴露决定迁移”的单一视角，为预测气候变化下山地森林的重组提供了基于生理学原理的预测工具，对气候避难所识别与保护优先级设定具有直接指导价值。

3. 研究方法

• 研究整合全球45个树种的年轮数据（121,743个个体，3,057个样点）、102个物种的海拔迁移速率数据（BioShifts数据库）以及11项叶片-树干级水力性状（TRY数据库）。采用自举重采样分析1951–1990年间气候-生长相关性的海拔依赖性，并运用Deming回归与结构方程模型解析水力性状、海拔气候敏感性及迁移速率之间的直接与间接路径。

4. 主要结论

• 约三分之一的物种其干旱敏感性随海拔的依赖性在时间上发生重组。水力效率高的树种（高导水率、大导管直径）对升温更敏感，向上迁移更快；水力安全性强的树种（更负的P₅₀、更低膨压丧失点）则更倾向于下坡扩展。水力效率通过减弱海拔-干旱耦合而间接促进上坡迁移，而水力安全性状主要调控降水响应，对迁移的直接作用较弱。高海拔地区可用栖息地面积随海拔上升急剧减少，加剧了敏感物种的灭绝风险。

5. 研究展望

• 未来研究需将生物交互作用、土地利用遗产与氮沉降等非气候因子纳入综合模型，以降低未解释方差。微地形与局地小气候的缓冲效应在尺度转换中的贡献仍需量化。研究建议采用海拔分层保护策略，针对不同水力策略的物种制定差异化管理方案，并在高海拔气候避难所中优先维持水力敏感种群的遗传多样性。
  

6. 研究主要图表

01 将水力性状与物种在升温和干旱下的海拔范围变化联系起来的机制框架

02 气候-生长关系的物种特异性海拔趋势( 1951 - 1990年)

03 水力性状对海拔气候敏感性的影响( 1951 - 1990年)

04 树木水力性状驱动的树木沿海拔迁移

05 树木水力性状与树种沿海拔迁移的关系

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41558-026-02726-6                              

原文转引：https://mp.weixin.qq.com/s/N9IpwP6H7YffnY3b7K3laA