高山樹線通常指高度大于2米至3米的直立喬木連續分布的最高海拔上限。高山灌木線往往分布在樹線之上，是灌叢連續分布的海拔上限。由于處于極端高海拔環境，高山樹線與灌木線生態過渡帶對環境變化異常敏感。高山樹線研究起源于16世紀，但關于灌木線的研究起步較晚，20世紀70年代才引起學者關注。近30年來的相關調查研究發現，雖然生長季溫度是解釋高山樹線分布格局的關鍵指標，但除溫度以外的其他生物與非生物因素對高山生態過渡帶的形成過程也較為重要。
基于已有的研究成果，中國科學院青藏高原研究所研究員梁爾源等梳理近幾十年來全球高山樹線與灌木線的文獻資料，明晰了當前樹線與灌木線的全球分布格局，總結了山體效應、溫度、水分、種內和種間作用、物候期及干擾等對高山樹線和灌木線形成的影響機制，在全球、半球和區域尺度上展示了19世紀以來樹線和灌木線的移動速率、樹木和灌木生長、更新趨勢及其權衡關系，并概括了樹線和灌木線未來的變化情況，論述了過渡帶擴張對高山生態系統的影響。
在全球尺度上，高山灌木線平均位置比同區域的高山樹線高335±201米，二者的差異在北半球高于南半球。過去120年間（1901年至2021年），在全球239個樹線樣點中，81%的高山樹線位置向高海拔遷移，18%的樹線位置保持穩定，1%的樹線位置下降。就樹線爬升速率而言，全球平均為0.40?米/年，北半球高于南半球。多數高山樹線過渡帶內樹木生長和更新上升。在區域尺度上，亞洲北部地區樹線爬升最快，亞洲東部、北美東部和新西蘭地區樹線基本處于穩定狀態。青藏高原地區樹線爬升速率為0.17米/年，慢于北美西部、阿拉斯加、地中海-阿爾卑斯和北歐地區。全球范圍內，僅有不到三分之一的樹線樣點中樹木生長、更新和樹線位置都處于上升狀態，其他樣點三者的變化不一致，這在一定程度上反映了種群的權衡策略，表明喬木和灌木將有限的資源在生長和繁殖更新之間進行合理分配，以適應極端生境。
在全球范圍內，42個灌木線的平均爬升速率為0.49米/年，高于高山樹線變化速率。1901年以來，83%的灌木線種群更新總體上呈上升趨勢，但近20年來，一些樣點灌木的更新下降。就灌木生長而言，多數灌木線樣點處于穩定狀態。
喬木和灌木向高海拔地區的擴張導致冠層蔭蔽度增加、微氣候改變、反照率降低、生物多樣性下降、土壤有機碳損失等問題。高山區現有高等植物約10000多種，高山樹線和灌木線的上升可能威脅高山區一些特有種和瀕危物種的生存，導致高山生態系統結構與功能的改變。
樹線模型是預測樹線和灌木線生態過渡帶動態的有效手段。目前，局地、區域和全球尺度的模型缺乏有效的實地驗證數據，僅考慮溫度等常用參數，往往高估了生態過渡帶的遷移速率。然而，實地調查數據顯示，干旱、種內/種間相互作用和干擾等因素導致樹線和灌木線的變化速率滯后于氣候變暖速率。因此，現有樹線模型仍有較大改進空間。
當前，高山樹線研究網絡已初具規模，但高山灌木線研究仍處于起步階段，亟需建立環北極、北美落基山、南美安第斯山、歐洲阿爾卑斯山等典型高山區的灌木線研究網絡。在此基礎上，進行不同尺度的觀測以實現不同時空尺度之間的轉換，特別需要開展喬木和灌木全生命周期中種內和種間相互作用的定量化監測，為模型模擬提供關鍵參數并實現樹線和灌木線動態的準確預測奠定基礎。
近日，相關研究成果在線發表在《自然綜述-地球與環境科學》（Nature Reviews Earth & Environment）上。研究工作得到國家自然科學基金和中國科學院相關項目的支持。