中國科學院清原森林生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站

中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所 沈陽 110016

1 主要研究方向

清原站以我國東北（溫帶）典型次生林生態(tài)系統(tǒng)為對象，從個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)到景觀/流域尺度，開展次生林生態(tài)系統(tǒng)的長期野外定位觀測與試驗；結(jié)合室內(nèi)模擬試驗、景觀模型，采用多方法印證、多過程融合和模型模擬等技術(shù)手段，進行長期定位觀測、研究及基礎數(shù)據(jù)積累；同時，注重林下資源開發(fā)、試驗示范和技術(shù)推廣，為東北溫帶次生林生態(tài)系統(tǒng)研究提供研究平臺。目前主要研究方向：

（1）次生林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與調(diào)控；

（2）干擾條件②干擾條件：自然干擾與人為干擾。其中，自然干擾包括極端氣候事件、全球變化等；人為干擾指促進正向演替干擾和導致逆向演替干擾。下次生林生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)過程；

（3）次生林生態(tài)系統(tǒng)功能提升與資源高效利用。

2 研究成果與科學貢獻

建站以來，清原站圍繞如何實現(xiàn)溫帶次生林生態(tài)系統(tǒng)保護、恢復與資源利用等科學問題，開展了系統(tǒng)、長期的定位監(jiān)測、試驗示范及科普培訓，取得了一系列重要成果，為我國天然林保護、退耕還林、速生豐產(chǎn)林建設以及區(qū)域生態(tài)建設等重大林業(yè)生態(tài)工程提供重要的理論與技術(shù)支撐。近 15 年來，承擔了包括“973”計劃項目、國家重大科技專項“水專項”課題、國家林業(yè)公益項目、國家自然科學基金委“杰青”/“優(yōu)青”項目、重點項目、面上/青年項目，遼寧省科技特派項目以及中科院“百人計劃”項目等課題；發(fā)表論文 220 余篇（SCI 收錄 130 余篇），獲授權(quán)專利 18 項，中辦 / 國辦采納咨詢報告 4 篇，其中1篇獲國家領導人實質(zhì)性批示，形成國家法規(guī)；獲國家科技進步獎二等獎、中科院科技促進發(fā)展獎、遼寧省自然科學獎一等獎、遼寧省科技進步獎一等獎各 1 項，獲國際林聯(lián)（IUFRO）科學成就獎等個人榮譽獎 20 余項。

主要科學成果：① 突破林分/林窗結(jié)構(gòu)精準量化新技術(shù)并確定了結(jié)構(gòu)調(diào)控基本原理，確定森林光環(huán)境計算及林窗上、下限確定的新方法，實現(xiàn)了方法學創(chuàng)新，建立了基于林分結(jié)構(gòu)精準量化的次生林恢復結(jié)構(gòu)調(diào)控和林下參培育技術(shù)體系；② 探明自然干擾過程及其生態(tài)學意義，提出人為干擾度劃分新方法，明確干擾對次生林生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)、生物多樣性變化、主要種群或群落更新演替等過程的影響規(guī)律，提出人工模擬自然干擾（林窗）促進森林恢復和林下中草藥栽培利用技術(shù)方案；③ 揭示了次生林建群樹種共存機制，闡明次生林生態(tài)系統(tǒng)主要樹種更新與共存之間的關系，建立促進次生林生態(tài)系統(tǒng)正向演替的結(jié)構(gòu)調(diào)控途徑及林下山野菜復合經(jīng)營模式；④ 闡明了次生林生態(tài)系統(tǒng)中落葉松人工林地力衰退、水源涵養(yǎng)林功能低下、長期生產(chǎn)力維持的凋落物等機制，提出防止地力衰退及生態(tài)功能提升的凋落物保護、結(jié)構(gòu)調(diào)控對策與措施，以及提高林蛙養(yǎng)殖存活率/保存率的凋落物調(diào)控技術(shù)。

清原站始終堅持“立足東北、面向全國”，將研究和試驗示范成果重點應用于我國東北地區(qū)，服務于我國東北地區(qū)森林保護、恢復、林下資源有效利用和當?shù)亓謽I(yè)可持續(xù)發(fā)展；推廣應用森林資源保育技術(shù)，如林窗更新、生態(tài)疏伐、次生林冠下更新紅松、人工林近自然經(jīng)營等。同時，研發(fā)、集成并推廣林下資源利用技術(shù)，如林菜復合經(jīng)營、山野菜歸圃、林下參栽培和林蛙養(yǎng)殖等技術(shù)。5 年來，共推廣農(nóng)村實用技術(shù) 100 余項，累計共派出科技特派員 350 余人次，發(fā)放科普資料 10 萬余份。向國家提交《關于控制我國森林凋落物和泥炭/草炭出口的建議》和《關于在我國北方重大生態(tài)工程適宜區(qū)域推行“塞罕壩人工林模式”的建議》等被中辦/國辦采納，成為制定國家相關法律/法規(guī)的重要依據(jù)。另外，還向新華社、遼寧省、撫順市等提交了關于發(fā)展林下經(jīng)濟、促進生態(tài)經(jīng)濟建設的咨詢報告，為區(qū)域生態(tài)建設與環(huán)境保護、生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展等獻計獻策，在發(fā)展林區(qū)特色產(chǎn)業(yè)、提高縣域經(jīng)濟發(fā)展等方面作出重要貢獻。

3 隊伍建設與人才培養(yǎng)

清原站現(xiàn)有 27 名研究人員，其中固定研究人員 19 人，外聘研究人員 8 人；另有監(jiān)測技術(shù)人員 5 人，后勤及服務人員 5 人。近年來，圍繞森林生態(tài)學研究的不同領域，逐漸形成了包括“973”計劃項目首席科學家、國家重點研發(fā)計劃項目首席科學家、杰出青年基金獲得者、優(yōu)秀青年基金獲得者、中科院“百人計劃”入選者、中科院青年創(chuàng)新促進會會員、中科院特聘研究員、“國家百千萬人才工程”入選者和遼寧省領軍人才等一批中青年科研隊伍。建站以來，清原站培養(yǎng)研究生、博士后累計 89 人，其中出站博士后 3 人，獲博士學位 40 人，獲碩士學位 46 人；目前在站博士后 4 人，在讀博士生 14 人，碩士生 22 人。其中，1 人獲得中科院院長獎學金，2 人獲得國家獎學金，2 人獲得“三好學生”稱號。

清原站以取得的創(chuàng)新成果為依托，系統(tǒng)集成林業(yè)科技創(chuàng)新技術(shù)，通過技術(shù)咨詢、短期培訓、現(xiàn)場演示等形式，為基層林業(yè)技術(shù)人員講授先進林業(yè)技術(shù)，提高了地方林業(yè)整體經(jīng)營管理水平。同時，通過舉辦農(nóng)村實用技術(shù)培訓班（36 次，2 380 余人）、制作科普宣傳掛圖、編制林業(yè)實用技術(shù)手冊等形式，廣泛傳播林業(yè)科學知識，加強林業(yè)技術(shù)普及工作。通過科技掛職等形式，為地方培養(yǎng)科技干部（4 屆 8 人）。相關人員獲得“遼寧省科技特派行動先進個人”和“清原縣生態(tài)文明十大杰出人物”等榮譽稱號。

4 科研能力與技術(shù)平臺

清原站擁有站區(qū) 11 468 m2國有土地使用權(quán)，建有實驗樓、綜合樓、食堂等科研、生活基礎設施，有會議室、辦公室、活動室、資料室等輔助設施約 2 300 m2；建有移動基站、100 MB/s 光纖寬帶等通訊、網(wǎng)絡設施；實驗室包括數(shù)據(jù)中心、資料室、常規(guī)分析室、精密分析室、標本室及水分、土壤、生物專用實驗室；主要配備和運行基本滿足野外試驗的監(jiān)測與試驗需求。

清原站擁有典型次生林生態(tài)系統(tǒng)研究、試驗、監(jiān)測林地 1 350 ha，已設置不同類型固定試驗樣地 260 ha。建有次生林生態(tài)系統(tǒng)科研樣地（四大類），次生林生態(tài)系統(tǒng)氮沉降平臺、次生林生態(tài)系統(tǒng)野外增溫平臺、次生林生態(tài)系統(tǒng)塔群 -LiDAR監(jiān)測平臺（典型次生林主塔 1 座，蒙古櫟林、落葉松人工林輔助塔各1座，每座塔高：50 m，共計監(jiān)測面積：140 ha）、次生林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能長期監(jiān)測樣帶（沿主河道設置 7 條監(jiān)測樣帶：每條樣帶寬度 20 m，累計總長度 6 360 m）等研究樣地；同時還建有人工/自動觀測氣象站 2 套、森林水文徑流觀測站 1 個（536.4 ha）、小流域水文觀測站 3 個（20—30 ha）、地表徑流觀測場 3 個（0.52 ha）；典型森林水、土、氣、生永久監(jiān)測樣地 6 個（次生林、落葉松人工林、紅松人工林綜合觀測場和觀測點各 1 個），氣象場建有空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)。

5 開放與交流

基于豐富的野外科研資源、健全的基礎設備設施和便利的觀測條件，清原站已成為我國東北森林生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境要素數(shù)據(jù)積累基地，森林生態(tài)學研究的野外支撐平臺，農(nóng)林技術(shù)示范推廣、國內(nèi)外學術(shù)交流、科普教育實習基地。建站以來，清原站一直堅持開放辦站、合作交流的宗旨，與國內(nèi)外多所高等院校、相關科研單位開展合作研究、學術(shù)交流等。2011—2016 年，共有來自美國、英國、加拿大、日本、法國、澳大利亞等 10 余國累計 30 余位科學家到清原站進行合作研究與學術(shù)交流。與美國克萊姆森大學、英國森林研究所、瑞士聯(lián)邦森林、雪和景觀研究所等國外教學與研究機構(gòu)簽訂長期合作研究協(xié)議；與美國坎貝爾科學儀器公司聯(lián)合建立“森林痕量氣體與同位素通量測定技術(shù)研發(fā)與應用聯(lián)合實驗室”，擬在復雜地形森林生態(tài)系統(tǒng)探索和開展溫室/痕量氣體通量監(jiān)測研究。

同時，依托承擔的“973”計劃項目、國家水專項、國家重點研發(fā)計劃項目等重大項目，清原站與大連大學、沈陽農(nóng)業(yè)大學、河北農(nóng)業(yè)大學、沈陽師范大學、濟南大學、中科院成都生物所、中國林業(yè)科學研究院等國內(nèi)多家科研機構(gòu)開展長期合作研究。近年來，平均每年到站開展研究工作的人員達到 2 000 余人次。有 32 名外單位碩士、博士研究生依托清原站研究平臺和數(shù)據(jù)順利畢業(yè)。同時，清原站建有大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡平臺，為國內(nèi)外科研人員提供長期數(shù)據(jù)、實物、信息資源下載與訪問、標本查閱與借用等方面的服務。

基于清原站近年來在林下資源利用等方面的成果積累，以及在森林保育、生態(tài)恢復方面的專業(yè)知識，依托遼寧省科技特派項目，針對地方生態(tài)建設中存在的科技需求，在開展相關研究的同時，還組織研究人員為當?shù)亓洲r(nóng)開展公共服務與政策咨詢（8 篇）。

6 建設發(fā)展目標

清原站將成為“立足東北、面向全國”，集觀測、研究、試驗、示范、教學、科普和開發(fā)于一體、具有國際影響力的綜合野外實驗平臺。

（1）建設目標。成為溫帶（東北）次生林生態(tài)系統(tǒng)資源、環(huán)境、生態(tài)功能等要素長期、系統(tǒng)觀測基地，森林生態(tài)領域研究基地，林業(yè)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)研發(fā)、集成與示范推廣基地，國內(nèi)外學術(shù)交流與合作研究基地，森林生態(tài)領域的高端人才培養(yǎng)和科普教育基地及大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡信息示范平臺。

（2）服務目標。為天然林保護、全面商業(yè)禁伐、資源可持續(xù)利用，以及森林質(zhì)量、功能提升、重大林業(yè)生態(tài)工程等提供科技保障，為國家生態(tài)安全與生態(tài)文明建設提供理論與技術(shù)支撐。