一項新的研究發現，加利福尼亞州內華達山脈的樹木，包括巨型紅杉，需要陽光、水和合適的花崗岩才能生長。
這些發現有助於解釋世界上最高產的森林之一中出人意料的斑駁生長模式。西內華達山脈低海拔地區的遊客可能會突然從茂密的紅木林地踏上陽光照射的基岩。
“在控制植被在內華達山脈出現或不出現方面，基岩可能與氣候一樣強大，”懷俄明大學的地質學家、首席研究作者傑西·哈姆說。“這些樹木已經有成千上萬年的時間來殖民西內華達山脈的這個海拔帶，而它們尚未做到這一點的這一事實表明，基岩中有某種東西，”影響了生長模式，哈姆說。
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研究結果還顯示，覆蓋土壤的森林林地比附近的裸露花崗岩侵蝕得更快。這表明土壤正在加速風化過程，從而磨損岩石。
岩漿栓
這項新的研究可能不會讓任何有園藝經驗的人感到驚訝。園丁們都知道，植物需要合適的土壤養分組合，例如氮和磷，才能茁壯成長。
但直到現在，科學家們才意識到岩石型別在多大程度上控制著塞拉山脈的森林生長模式。雖然山脈看起來像一個巨大的花崗岩斑點，但鮮明的邊界標誌著山脈內的化學變化。研究表明，即使是加利福尼亞著名的巨型紅杉，地球上最大的活樹，也只生長在具有正確化學成分的岩石頂部的土壤中。該研究今天（2月10日）發表在《美國國家科學院院刊》上。[大自然的巨人：地球上最高的樹木]
哈姆說：“1億多年前產生的地球化學的細微差異現在正在影響山脈上的生命。”
很久以前，形成內華達山脈花崗岩的熔融巖是與南美洲安第斯山脈類似的大型火山山鏈的給料系統。花崗岩的化學邊界標誌著不同的岩漿栓，即在地下冷卻的岩漿栓。每個岩漿栓都有略微不同的化學成分。由於數百萬年的侵蝕以及北美板塊和太平洋板塊邊界的構造力隆起，這些岩漿栓被帶到了地表。
哈姆和他的合著者透過比較衛星森林覆蓋資料與地質圖，並收集數百個岩石樣本，將岩漿栓邊界與塞拉山脈的斑駁森林覆蓋聯絡起來。他們專注於海拔約 6,000 至 8,000 英尺（1,800 至 2,400 米）之間的西塞拉山脈，那裡的冰川在上一個冰河時期沒有清除土壤。
氣候變化
雖然溫度和降水仍然是控制西塞拉山脈樹木生長海拔的重要因素，但科學家們表明，岩漿栓導致了森林網路的開始和停止。
哈姆說：“令人震驚的是，在氣候相似的地區，森林的變化非常大。” “一處天然的紅杉林地緊挨著幾乎什麼都沒有的地方。”
森林模式的一個關鍵成分是磷，磷在岩漿栓之間差異很大。哈姆說，在某些情況下，樹木揭示了早期地質測繪人員忽略的精細岩漿栓邊界。
隨著氣候變化改變加利福尼亞州的溫度和降水帶，西塞拉森林所居住的“金髮姑娘”區域預計將在未來幾個世紀內移動到更高的海拔。新的研究表明，這些樹木也將根據它們找到最佳食物的位置向上移動。
哈姆說：“隨著森林在氣候變化下移動，它們也將受到岩石型別的限制。”
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