树木分布海拔范围上限（upper elevational tree limit）作为一类生物群落交错区,是植被能够在较短的空间距离内发生剧烈变化的区域,其对于气候变化非常敏感。本研究以树木分布海拔上限为研究对象,分别在两种不同尺度上进行分析研究。局域尺度上,本研究在秦岭地区沿海拔梯度针对三种树木[即树线树木落叶针叶树太白红杉（Larix chinensis）以及树线之下的常绿针叶树巴山冷杉（Abies fargesii）和落叶阔叶树牛皮桦（Betula utilis）]海拔上限进行野外调查,综合运用树木年轮学与点格局分析的方法,并结合气候、地形以及土壤等因素,综合性地探讨和比较树木海拔上限对于气候变化的响应。全球尺度上,本研究以收集的273个1900年后的树线迁移动态为基础数据,确定树线迁移的主要影响因子,构建树线追踪气候变化的全球性格局,并探讨气候变暖对这一格局的影响。另外,本研究再以收集的全球150个树线区域的树木密度变化以及1950年之后的树线迁移动态为基础数据,构建树线迁移与树木密度变化之间差异的全球性格局,并探讨气候变化对这一格局的影响。本研究从多方面比较了树木海拔上限的动态变化,旨在阐明树木海拔上限在不同尺度上对气候变化的响应,从而更加系统、全面地为评估气候变化对山地森林群落结构、功能和动态的影响提供科学依据。本研究的主要结果如下:（1）在秦岭地区,本研究在三种树木海拔上限分别建立了3个垂直样带,利用树木年轮生态学的方法重建了过去三百年树木上限的动态结构。结果表明,在全球变暖的背景下,秦岭地区三种树木海拔上限在过去三百年间均发生了位置的上移。然而,温度变暖驱使的三种不同树木海拔上限的迁移程度存在明显差异;太白红杉海拔上限在过去的一百年间迁移程度最大,平均距离为24.7米,然而非树线树木（巴山冷杉和牛皮桦）海拔上限仅发生了轻微的迁移。另外,点格局分析的结果发现,三种树木海拔上限的迁移差异是由于种间竞争导致的,因为非树线树木经历了较为强烈的种间竞争,而树线树木海拔上限几乎不存在种间竞争。（2）为了进一步验证竞争对于树木海拔上限迁移的调控作用,在秦岭地区,本研究通过Hegyi竞争指数定量化地描述了树木海拔上限的竞争强度。结果发现,温度变暖使得树木间竞争强度不断加剧,其对树木海拔上限的迁移表现出了明显的抑制作用。（3）为了进一步阐明地理分布或者物种特异性相关因子对于树木海拔上限动态的影响,本研究在分析中引入生物交互作用、地形以及土壤等因子,结果表明,植被厚度指数（vegetation thickness index,TI）、土壤特征和坡度共同解释了树木海拔上限迁移总体变量的71%,而单一的植被厚度指数解释了超过78%的被解释变量,并且仅有植被厚度指数与树木海拔上限迁移表现出了显著的负相关关系。这也进一步说明,除了温度之外,生物交互作用是一个参与局域尺度树木海拔上限迁移的重要调控因子。（4）由于过去几乎所有的树线（treeline）动态相关研究都是基于实际观测到的树线迁移,本研究将这一关注点进行拓展,比较了树线迁移速率在不同时间段的变化,利用树线迁移比率（即实际观测的迁移高度与温度变暖导致的期望迁移高度之间的比值,treeline shift ratio）来衡量树线追踪温度变暖的程度,并进一步确定不同程度的温度变化是否以及如何影响树线迁移比率。结果表明,在全球尺度上温度是决定树线迁移的一个重要因子,并且树线的迁移速率随着时间推移不断增加。全球只有25.3%的树线迁移能够跟上气候变化的速率。树线迁移比率在不同气候区对于温度变化表现出了相同的响应趋势,其与不断增加的温度表现出了明显的负相关关系。本研究的结果表明,尽管不断加速的气候变暖提升了树线的位置,但却降低了树线追踪它们对应热量边界的能力。（5）通过比较标准化的树线迁移速率与树木致密化速率,本研究构建了树线迁移与树木密度变化之间差值的全球性格局,并进一步引入气候、地理分布、物种分类以及研究时间等相关因素来阐述这一全球性格局形成的主要原因。结果表明,全球仅有37.3%的树线没有出现位置迁移和密度变化之间对于温度变暖响应的明显差异,另外,29.3%的树线出现了迁移快于密度变化的现象,33.3%的树线出现了密度变化快于迁移的现象。温度变化（特别是夏季温度变化）与树线位置迁移和密度变化之间的差值表现出了明显的负相关关系,并且在不同的地理区域（东、西半球）也表现出了一致的负相关关系,这表明温度变化对树线动态的全球性格局的形成至关重要。