“地球之肺”如何“智慧守护”？中国科学院清原森林站探索科研新框架

发布时间：2023-08-05 13:57:01 所属栏目：动态来源：

导读：被誉为“地球之肺”的森林，作为陆地生态系统的重要组成部分，是具有全球重要意义和深远影响的“碳库”资源。在全球气候变化和“双碳”(碳达峰、碳中和)目标背景下，如何科学地利用先

被誉为“地球之肺”的森林，作为陆地生态系统的重要组成部分，是具有全球重要意义和深远影响的“碳库”资源。在全球气候变化和“双碳”(碳达峰、碳中和)目标背景下，如何科学地利用先进科技信息化手段进一步守护好、合理地利用好森林资源，一直以来一直广受社会科学工作者的关注。

为什么要建设清原森林站？

中国科学院沈阳生态所所长、清原森林站站长朱教君研究员作为该站的创立者，见证清原森林站从无到有、从小到大、由弱渐强和从传统管理逐步实现智慧运行的全过程，说起建站缘由及意义，他如数家珍娓娓道来……

东北是中国天然林最集中分布区，东北森林面积占全国林地面积约1/3。由于长期高强度人为干扰，东北森林资源锐减、质量/功能严重下降。如何提高东北次生林生态系统的生产、生态功能(提质)，有效破解森林生态保护、恢复与林区经济发展之间的矛盾(增效)，是实现东北森林特别是次生林生态系统可持续发展面临的巨大挑战。

朱教君指出，建设清原森林站的目的与意义，概括起来主要包括三个方面：一是完善中国重要地带性森林生态系统国家野外观测站布局，丰富森林生态系统的观测、研究与示范，填补温带次生林生态系统观测、研究空白；二是提升温带次生林生态系统原创性研究(联网研究)能力，回答重大林业科学问题，促进森林生态学等应用生态学学科发展与进步；三是利用沈阳生态所已有国际合作基础，提高温带次生林生态系统观测、研究水平，提升中国森林科学的国际影响力，为国家或地区的宏观决策提供科学依据和决策支撑。

朱教君表示，近年来，清原森林站持续推进信息化建设，积极利用先进科技手段打造“智慧”野外台站。截至目前，围绕次生林生态系统开展相关观测、研究工作，清原森林站已建有科研样地群、塔群监测平台、野外增温试验平台、水文观测平台、多功能数据中心和物联网平台等六大信息化平台设施。

在六大信息化平台当中，最重要的森林“智慧守护”者——次生林生态系统塔群监测平台(科尔塔群)包括天然阔叶混交林、天然蒙古栎林、落叶松人工林3座观测塔，它们集多类科研设施于一体，可高质量获取森林生态体系的全息三维形状与动态、通量管理数据和发展水文数据。

朱教君透露，“三足鼎立”的塔群监测平台还增设土壤温度传感器、林内光量子矩阵传感器和鱼眼相机，对塔群固定样地群进行补充调查，年均获得监测数据约410GB，既为在清原森林站开展工作的科研机构人员提供数据服务，也为国家重大科技项目提供基础数据支持。

科研新范式建设有何成效？

作为“森林碳库守护者”，清原森林站建设“智慧守护”信息化平台、打造野外台站科研新范式以来，能为科研机构和科研人员提供怎样的高效服务？实际应用效果如何？

朱教君表示，清原森林站持续探索科研新范式，积极布局六大信息化平台建设，目前已收获一系列重要成效：

一是实现多尺度、多要素、多过程碳通量监测数据集成，精准核算森林碳汇。针对当前森林碳汇核算存在的估算不确定性大、森林三维结构不清、碳汇驱动机制不明等问题，清原森林站依托信息化平台建设，融合物联网、人工智能和大数据等先进的信息化技术，打造数据获取、自动传输、智能分析、管理决策和可视化的全链条信息化平台，实现森林生态系统多尺度、多要素、多过程长期碳通量观测数据的联网、获取与存储、计算与分析、质控与共享、展示与应用，全面提升森林碳汇研究的信息化能力，探索碳中和目标下生态学研究的科研方式变革与实现途径。在此基础上，促进森林生态系统生态学、林学等学科知识进一步创新，为综合协调森林资源结构优化与生态补偿增汇管理有机结合提供决策支撑。

二是创新建成以科尔塔群为纽带的“天-空-塔-地”一体化综合评估技术体系，科学评估重大生态工程建设成效，首次对三北工程建设做出科学、客观的历史性评价，支撑国家出台《天然林保护修复制度方案》；在中国北方生态安全屏障建设成效评估研究方面，针对“北方生态安全屏障”近10年(2012-2022)建设情况进行综合评估，并与前30年(1978-2012)进行全面对比，并提出新的对策和建议。

三是集成森林生态系统结构与功能一体化综合研究平台，为区域生态文明建设提供科技支撑，包括打造跨尺度森林水文过程研究平台，服务区域生态水安全；科技开发构建起森林生物资源从动态识别监测到生态位识别的全链智能化系统，科技支撑助力森林生物多样性维持与生态系统改善。

同时，清原森林站将牵头东北森林野外站联盟，为保障国家生态安全、实现“绿水青山就是金山银山”、实现碳达峰碳中和、加强黑土地保护等生态文明建设目标提供科技支撑。

朱教君表示，清原森林站未来还将推动观测数据开放共享和加强国际交流合作，面向全球性重大科学问题和重大国家需求，与国际长期生态学研究网络(ILTER)、国际通量网(FLUXNET)等国际知名研究(试验)网络密切开展交流合作，提升国际影响力。

（编辑：汽车网）

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