浙江钱江源森林生物多样性国家野外科学观测研究站

浙江钱江源森林生物多样性国家野外科学观测研究站(简称“钱江源站”)依托中国科学院植物研究所建设,站区位于浙江省钱江源国家公园试点区。台站前身为古田山站,始建于2009年。2021年正式成为国家站,是我国生物多样性类型现有的4个国家站之一,2023年入选生态环境部国家生态质量综合监测站。现任站长为陈磊研究员,执行站长为刘晓娟研究员,副站长为苏艳军研究员和钱江源国家公园管理局的余建平正高级工程师。

钱江源站所在地区分布着具有全球保护价值的低海拔中亚热带常绿阔叶林生态系统,是浙江母亲河钱塘江的源头,也是国家I级保护野生动物黑麂和白颈长尾雉的集中分布区。台站以钱江源国家公园为研究平台,聚焦“森林生物多样性与生态系统功能的形成和维持机制”这一重大科学问题,从个体、种群、群落和景观水平对国家公园区域内亚热带常绿阔叶林生物多样性进行长期动态观测,致力于构建国家公园“天空地”一体化生物多样性综合观测研究平台,支撑群落生态学和生物多样性研究,服务国家公园为主体的自然保护地体系建设。


钱江源国家公园“天空地”一体化观测研究平台

1.设施和平台

钱江源站拥有7653m2国有土地不动产权,一栋实验楼和一栋办公楼,配套有实验、会议、宿舍等科研和生活基础设施。建设有森林大样地平台、植物多样性监测平台、动物多样性监测平台、森林冠层生物多样性监测平台、近地面遥感监测平台以及中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能控制实验平台(BEF-China)。

森林大样地监测平台

古田山森林动态大型监测样地平台是国际森林监测网络(Forest-GEO)和中国森林生物多样性监测网络(CForBio)的重要节点,是全球首个中亚热带大型森林动态监测样地。包括124公顷样地以及15公顷样地。该平台旨在监测低海拔中亚热带常绿阔叶林生物多样性变化,研究多尺度森林群落物种多样性维持机制及其对气候变化的响应。

植物多样性监测平台

该平台覆盖钱江源国家公园全域,包括131公顷样地以及7080.04公顷样地,用于监测钱江源国家公园植物多样性与生态系统功能时空动态变化,服务国家公园植物多样性保护、评估和预警。

动物多样性监测平台

通过将钱江源国家公园划分2671 km × 1 km的网格,在每个网格内布设2-3个监测位点,在各位点上安放一台红外相机,并建立一个20 m × 20 m的植被样方,用于监测区内大中型兽类、雉类的多样性和种群动态,研究动植物相互作用关系。该平台收集的数据可为国家公园保护规划、管理以及成效评估提供基础数据。

森林冠层生物多样性监测平台

2015年以来,中国科学院支持建立了8个森林塔吊,构成国际上单个国家最大的林冠生物多样性监测网路。钱江源站森林塔吊是其重要节点之一。该塔吊独立高度60 m、半径60 m,覆盖典型中亚热带低海拔常绿阔叶林1.13公顷。以塔吊为中心,建立一个140 m × 160 m 样地,对样地内所有胸径大于等于1 cm的木本植物个体定位、挂牌标记、测量胸径和鉴定到物种。

近地面遥感监测平台

台站结合近地面遥感以及地面观测,将国家公园的网格化动植物监测平台作为地面验证数据,实现了对钱江源国家公园全域重要生态系统以及关键物种的长期动态监测。2018年至今,通过卫星遥感、机载激光雷达、CCD 高清晰度影像和高光谱影像,获取了钱江源国家公园多时相遥感数据,监测钱江源国家公园全域、跨省协作区和加盟区内主要保护对象栖息地的变化和森林生态系统服务功能的变化,为国家公园保护成效评估、资源动态预警和科学管理提供支撑。

中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究平台(简称BEF-China

该平台由中国-德国-瑞士三方科研人员于2008年联合建立。是全球首个在亚热带森林开展的生物多样性与生态系统功能实验平台。BEF-China平台包含建立在钱江源国家公园的27个天然林比较实验样地(CSPs),以及毗邻的江西德兴新岗山的两个占地约50公顷的人工林主实验样地。实验旨在研究亚热带森林生物多样性对生态系统功能的影响及机制。

2.支撑的科研项目和成果产出

2007年以来,依托台站获批86项各类项目,其中包括重大国际合作项目7项,国家重点研发计划课题6项,国家自然科学基金委优秀青年基金项目2项,面上项目32项,中国科学院战略性先导科技专项(A类)课题3项和(B类)课题 3项,科学院重大方向项目4项。

项目名称

类别

负责人

单位

适应气候变化的生物多样性保护技术评估及环境管理联合研究

国家重点研发计划战略性科技创新合作项目

申小莉

中国科学院植物研究所

全球变化下的典型森林生态系统观测和预警

国家重点研发计划青年项目

苏艳军

中国科学院植物研究所

典型森林群落生态多样性维持及其对全球变化的响应 

国家重点研发计划课题

马克平

中国科学院植物研究所

适应气候变化的空天地一体化物种资源动态监测技术体系构建与示范

国家重点研发计划课题

陈磊

中国科学院植物研究所

生物多样性丧失对生态系统功能的影响及其机制

国家重点研发计划课题

刘晓娟

中国科学院植物研究所

多种生态系统服务与生物多样性协同提升的综合森林管理影响评估

国家重点研发计划课题

米湘成

中国科学院植物研究所

Dimensions合作研究项目:中美栎树异交群遗传多样性对其功能性状、适应性及共生微生物多样性的影响

国家自然科学基金国际合作项目

马克平

中国科学院植物研究所

森林群落构建机制

国家自然科学基金优秀青年科学基金项目

陈磊

中国科学院植物研究所

生物多样性与生态系统功能

国家自然科学基金优秀青年科学基金项目

刘晓娟

中国科学院植物研究所

生物多样性与生态系统功能对全球变化的响应

中国科学院战略性先导科技专项(B类)项目课题

刘晓娟

中国科学院植物研究所

钱江源站在群落生物多样性维持机制以及生物多样性与生态系统功能研究等方面取得了重要突破,在Science2篇), Nature Ecology & Evolution, Science Advances, National Science Review, Nature Communications, Ecology Letters, Ecology等国内外主流期刊发表论文434篇(其中SCI论文332篇),4项成果被F1000推荐,1项被Nature专题评述,生物多样性监测示范成果获得梁希科技进步二等奖。

亚热带森林植物多样性维持机制

实验证明物种种内相互作用关系由病原菌和有益的外生菌根真菌共同决定,而非病原菌单一作用的结果,拓展了经典的物种共存理论。该研究成果于2019年发表在Science,被F1000两次推荐,入选2019年中国生命科学领域20大进展和中国科研代表性成果。

生物多样性与生态系统功能

森林生态系统物种多样性对生产力具有促进作用,该效应随时间延长而增强。高多样性混交林生物量约为纯林生物量的两倍。证实了种植多物种混交林能实现生物多样性保护和减缓气候变化双赢,是比种植纯林更好的植树造林策略。该研究成果于2018年发表在Science,被F1000专评,认为成果具有重大社会影响,对森林生物多样性保护和管理具有重要意义。

生物多样性监测和评估

牵头编制了国家环境保护标准《生物多样性观测技术导则-陆生维管植物》(HJ 710.1-2014),并在全国推广和示范,对我国植物多样性规范化观测起到了重要的推动作用,获得梁希科技进步二等奖;中国钱江源国家公园保护地有效性评估案例,入选《地球大数据支撑可持续发展目标报告》;完成钱江源国家公园生态修复总体规划体系,有针对性提出了钱江源国家公园生态修复总体规划的对策、方法和建议;支撑钱江源国家公园体制试点区生物多样性保护创新与实践项目入选财政部、自然资源部、生态环境部山水工程首批15个优秀典型案例和《国土空间生态修复典型案例集》;示范成果入选《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)“生物多样性100+全球特别推荐案例”;完成钱江源国家公园体制试点区生物多样性保护与管理对策研究,支撑国家公园科学保护和管理决策。

3.开放交流与科普

中德国际合作项目-TreeDì林地-研讨会

20238月,中德国际合作项目-TreeDì林地-研讨会在钱江源站成功举办。TreeDì项目依托于钱江源站BEF-China实验平台开展邻居水平树木相互作用及其对生态系统功能影响的研究,以此联合培养博士研究生。研讨会参会人员包括来自中国科学院植物研究所、动物研究所、地理科学与资源研究所、北京林业大学、苏黎世大学、吕讷堡大学的师生共计38人。本次研讨会师生互动积极融洽,加深了学生对于生物多样性与生态系统功能关系这一经典生态学问题的深入思考,为今后的国际合作研究奠定基础。

万名青少年走进钱江源国家公园

与钱江源国家公园共建中国科协钱江源 “全国科普教育基地”,合作承办“万名青少年走进钱江源国家公园”等研学活动。台站已成为华东地区森林生态系统科学研究和科普宣教的重要基地,累计开展全国三亿青少年进森林研学教育活动暨绿色中国行——走进钱江源国家公园、万名青少年走进钱江源国家公园研学教育活动、“小小公民科学家”等各类研学活动56期,受众达5000余人。

4.台站风光

中亚热带常绿阔叶林林冠

(王云泉摄)

云雾中的常绿阔叶林

(米湘成摄)

中亚热带常绿阔叶林内部

BEF主实验样地A(李逸摄)

古田山秋林(程育全摄)

红外相机拍摄到的中华鬣羚

Capricornis milneedwardsii