在植被生态学中，演替理论是核心研究内容之一，它对于预测不同气候情景下植被动态变化以及指导退化生态系统恢复有着关键意义。以往模拟增温实验发现，变暖会加速高寒草地草本植物的群落演替进程，然而由于木本植物寿命较长，一直缺乏观测证据来证实变暖对天然森林群落演替进程的影响。
高山树线作为直立乔木连续分布的海拔上限，对低温等环境因子极为敏感，是研究物种演替的理想生态过渡带。自 2010 年起，中国科学院青藏高原研究所生态系统格局与过程团队在喜马拉雅山野外考察时发现，在海拔 3810 - 4243 米的高山树线区域，多为糙皮桦或喜马拉雅冷杉单一树种构成的森林。而在尼泊尔珠峰国家公园和安纳普纳保护区部分区域存在糙皮桦和喜马拉雅冷杉共存的混交林树线，这为研究变暖背景下森林群落演替进程提供了天然实验平台。
化石记录显示，上新世（5 - 2.5M BP）喜马拉雅山区就已有糙皮桦分布，且单一树种构成的高海拔森林中糙皮桦最长树龄超 450 年，其演替过程属于长期演替类型，但气候变暖对这一演替进程的影响此前并不清楚。
研究团队基于尼泊尔珠峰国家公园和安纳普纳保护区混交林树线上 2 块 1 公顷和 1 块 0.7 公顷树线大样地观测数据、空间分析以及树线模型模拟，对过去 200 年来早期演替树种糙皮桦和晚期演替树种喜马拉雅冷杉的种群更新动态和树线位置变化展开系统分析。结果发现，气候变化正显著加速喜马拉雅山脉高山树线上的物种演替进程。样地调查数据表明，过去 200 年来，冷杉更新速率显著上升，其树线向高海拔迁移速率为 1.1 米/10 年，而糙皮桦迁移速率仅为 0.6 米/10 年。这是因为糙皮桦对水分敏感，变暖导致的水分胁迫限制其生长与更新；喜马拉雅冷杉对温度敏感，阈值范围内升温利于其生长与更新，所以气候变暖背景下，冷杉竞争力高于糙皮桦。树线模型模拟结果进一步显示，持续变暖时，冷杉爬升加速，糙皮桦更新下降致种群密度降低，树线爬升受限，高排放情境下甚至会出现树线后退，意味着变暖背景下晚期演替树种将快速取代先锋树种，加速演替进程。
