廣西陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

盧 峰，蔡會(huì)德，蘇宏新，童德文，文 娟，梁永延，覃志偉，羅蔚生

(1.廣西壯族自治區(qū)森林資源與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，廣西 南寧 530020； 2.廣西大瑤山森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測(cè)研究站，廣西 來賓 546100； 3.南寧師范大學(xué)廣西地表過程與智能模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530001)

長期定位觀測(cè)是研究生態(tài)系統(tǒng)的重要手段[1]。為解決生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、全球氣候變化、可持續(xù)發(fā)展等重要問題，在20世紀(jì)80年代，生態(tài)定位站研究工作得到各國政府的大力支持和認(rèn)可。隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究已不再局限于單個(gè)站點(diǎn)，而是向全球化、網(wǎng)絡(luò)化的跨國家、跨地區(qū)、多站參與的研究體系轉(zhuǎn)變。在全球尺度上，有國際長期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)(ILTER)、聯(lián)合國陸地生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(TEMS)、全球陸地觀測(cè)系統(tǒng)(GTOS)等[2-3]。在國家尺度上，有美國長期生態(tài)學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)(US-LTER)[4]、英國環(huán)境變化網(wǎng)絡(luò)(ECN)[5]、加拿大生態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估網(wǎng)絡(luò)(EMAN)[6]，以及中國的國家生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)(CNERN)[7]、中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN)和中國陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站網(wǎng)(CTERN)等[8-9]。在省域尺度上，廣東[10]、上海[11]、云南[12]、山西[13]等根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)、林業(yè)和生態(tài)建設(shè)發(fā)展需要，以國家級(jí)野外定位觀測(cè)臺(tái)站為骨干構(gòu)建了本省(市)的陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)，開展了相關(guān)研究和建設(shè)，并且達(dá)到了一定規(guī)模，在縱向銜接國家生態(tài)站網(wǎng)絡(luò)布局、橫向融入周邊省份生態(tài)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)中起到不可或缺的作用。

廣西林草資源稟賦，全境位于珠江流域水系中上游，是西南巖溶石漠化分布重點(diǎn)區(qū)，生態(tài)區(qū)位尤為重要，對(duì)于維護(hù)中國—東盟生態(tài)區(qū)、粵港澳大灣區(qū)等周邊區(qū)域生態(tài)安全起到重要的作用，是我國南方重要的生態(tài)屏障。1979年，李治基和李信賢帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在廣西境內(nèi)建立了7個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)中的森林氣象、水文、土壤微生物、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)及森林群落、昆蟲和鳥獸等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，填補(bǔ)了國內(nèi)同類研究類型上的空白[14-16]。2000—2001年，中國科學(xué)院和中國地質(zhì)調(diào)查局分別在廣西環(huán)江縣和平果市建立喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站，對(duì)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)演替過程及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)理與恢復(fù)技術(shù)等進(jìn)行觀測(cè)研究，構(gòu)建了石漠生態(tài)系統(tǒng)人為調(diào)控技術(shù)體系與模式[17-19]。2008—2017年，廣西相繼建設(shè)了漓江源、大瑤山、友誼關(guān)和憑祥(竹林)等森林站及北海紅樹林濕地站，成為廣西首批加入國家陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)的5個(gè)生態(tài)站，同時(shí)建立了省級(jí)的七坡桉樹站。

目前，廣西已建成包括森林(竹林)、濕地、荒漠(石漠)3類生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)站，通過長期連續(xù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取、自然現(xiàn)象和規(guī)律認(rèn)知及相關(guān)研究，其成果對(duì)推動(dòng)生態(tài)相關(guān)領(lǐng)域方向發(fā)展發(fā)揮了重要作用，取得了一定成效。但從構(gòu)建本省(區(qū))的定位觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)考慮，在生態(tài)站布局、數(shù)量、覆蓋類型等方面仍存在不足，雖然廣西國土面積平均每475萬hm2內(nèi)建有國家級(jí)臺(tái)站1個(gè)，但是低于云南、貴州、廣東等7個(gè)省份[20]，且區(qū)域內(nèi)在城市生態(tài)和草地生態(tài)定位觀測(cè)研究方面還是空白；從支撐國家林草生態(tài)綜合監(jiān)測(cè)的總體要求來看，現(xiàn)有的林草生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及其監(jiān)測(cè)與研究仍顯薄弱，也難以滿足區(qū)域林業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要。因此，廣西急需升級(jí)優(yōu)化現(xiàn)有的國家臺(tái)站，規(guī)劃布局一批各類型生態(tài)系統(tǒng)定位站，科學(xué)構(gòu)建長期定位觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，旨在助推生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展，持續(xù)擦亮“山青水秀生態(tài)美”的金字招牌，促進(jìn)人與自然和諧共生的中國式現(xiàn)代化壯美廣西建設(shè)。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理?xiàng)l件

廣西地處中國南疆，地理坐標(biāo)為104°26′—112°04′E，20°54′—26°24′N，地勢(shì)西北高，東南低，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫17～23 ℃，年均降雨量1835mm。其地理位置獨(dú)特，東連粵港澳大灣區(qū)，南臨北部灣，背靠大西南，面向東南亞，是中國唯一與東盟國家陸海相鄰的省區(qū)[21]。

1.2 廣西資源現(xiàn)狀及特點(diǎn)

1.2.1 森林生態(tài)系統(tǒng)

廣西跨北熱帶、南亞熱帶和中亞熱帶3個(gè)生物氣候帶[22]，生物多樣性富集，生物多樣性豐富度居全國第三位，是全球生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)之一[23-24]，其森林資源豐富，森林覆蓋率居全國第三位，是全國重要的森林生態(tài)優(yōu)勢(shì)區(qū)，在國家生態(tài)安全和生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略格局中具有重要地位。全區(qū)有保存完好的常綠闊葉天然林，可分為4個(gè)植被型綱，2個(gè)植被型組，722個(gè)群系，此外還有大面積的人工林和經(jīng)濟(jì)林[25]。廣西森林植被分布具有明顯的緯度地帶性和經(jīng)度地帶性[26-27]，包括南亞熱帶常綠闊葉林、典型常綠闊葉林、中亞熱帶典型常綠闊葉林以及人工純林和竹林等各類型森林生態(tài)系統(tǒng)，具有區(qū)域典型性和代表性，適合開展不同類型森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、生物多樣性、氣候變化、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)等方面的科學(xué)觀測(cè)研究。

1.2.2 濕地生態(tài)系統(tǒng)

廣西濕地資源豐富，類型多樣，有近海與海岸濕地、河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地和人工濕地5類25型，尤以喀斯特濕地和近海與海岸濕地最具地方特色[28]，現(xiàn)建有桂林會(huì)仙喀斯特、北海山口紅樹林、防城港北侖河口和北海濱海等4處國際重要濕地，其生態(tài)功能在國際和國家生態(tài)地位中占居獨(dú)特而重要的地位。境內(nèi)濕地生物多樣性豐富，且具有一定的典型性和稀有性，有“植物大熊貓”——野生稻原生種(Oryzarufipogon)、海菜花(Otteliaacuminatavar.acuminata)、桃花水母(Craspedacusta)等珍稀瀕危保護(hù)動(dòng)植物[28-29]，還有獨(dú)特的島群紅樹林(Rhizophoramangle)，是我國紅樹林的重要分布區(qū)。濕地生態(tài)系統(tǒng)多樣，珍稀植物和珍貴動(dòng)物種類繁多，是開展?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)定位研究的理想場(chǎng)所。

1.2.3 石漠生態(tài)系統(tǒng)

廣西巖溶地貌廣布，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，屬西南巖溶石漠化重點(diǎn)區(qū)，是中國乃至全球熱帶—亞熱帶喀斯特發(fā)育十分典型的地區(qū)之一[30]。受巖性以及海拔高度變化的影響，形成了特殊的自然生態(tài)環(huán)境。其巖溶地區(qū)生物資源豐富、植被類型多樣，主要有熱帶雨林性常綠闊葉林、中亞熱帶典型常綠闊葉林、南亞熱帶季雨林化常綠闊葉林，種質(zhì)資源豐富，生物多樣性指數(shù)較高[31-32]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣西巖溶地區(qū)植物區(qū)系成分有175科662屬1500種，其中6科171屬834種為巖溶植被專有[33]，是我國17個(gè)優(yōu)先保護(hù)的生物多樣性關(guān)鍵地區(qū)之一[34]，也是當(dāng)今地球上少有的動(dòng)植物基因庫，極具研究價(jià)值。

1.2.4 草地生態(tài)系統(tǒng)

廣西草地資源較為豐富，草地面積110.9萬hm2，名列南方省份的第三位，其分布廣泛，涉及全區(qū)的14個(gè)設(shè)區(qū)市，大體分布在桂北高寒山區(qū)、桂西干旱區(qū)、桂中地區(qū)、桂東地區(qū)、桂南及沿海灘涂區(qū)[35]。草地類型以熱性灌草叢類為主，分屬195科1352種，其中草本植物713種、灌木樹種426種、喬木樹種213種[35]，是中國生物多樣性的天然寶庫和資源基地之一，也是廣西重要的生態(tài)安全屏障和物種遺傳基因庫。

1.2.5 城市生態(tài)系統(tǒng)

廣西下轄南寧、柳州、桂林等14個(gè)地級(jí)市111個(gè)縣(區(qū))，其中，國家森林城市10個(gè)，占廣西14個(gè)地市的71.4%，已建成以國家森林城市為統(tǒng)領(lǐng)的生態(tài)格局；全區(qū)城市建成區(qū)綠地面積約8.37萬hm2，綠地率為35.67%，人均公園綠地面積達(dá)到13.83m2，公園綠化活動(dòng)場(chǎng)地服務(wù)半徑覆蓋率達(dá)到80%[36]；建有南寧市那考河濕地公園、北海市馮家江濱海濕地公園、防城港市北部灣海洋文化公園等具有代表性的城市濕地公園。城市生態(tài)系統(tǒng)重點(diǎn)聚焦城市森林、公園綠地、城市濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)，以省會(huì)城市及北部灣城市群核心城市南寧，廣西副中心城市及重要工業(yè)城市柳州，中國對(duì)外開放國際旅游城市桂林，北欽防一體化的三市等重點(diǎn)城市為代表開展廣西城市綠地、生態(tài)系統(tǒng)功能與人為活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展之間相互影響關(guān)系研究，對(duì)于填補(bǔ)廣西城市生態(tài)站建設(shè)的空白，實(shí)現(xiàn)城市森林生態(tài)系統(tǒng)功能的健康運(yùn)行具有十分重要的意義。

2 研究方法

以典型抽樣思想為指導(dǎo)，采用多源數(shù)據(jù)分析與分層抽樣方法相結(jié)合的方法劃定邊界，選取適宜指標(biāo)，綜合利用空間分析、系統(tǒng)聚類分析實(shí)現(xiàn)廣西生態(tài)地理區(qū)劃和臺(tái)站布局。

2.1 多源數(shù)據(jù)獲取

收集基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，包括平均氣溫、平均降雨、森林植被、二級(jí)流域、主要土壤類型、優(yōu)勢(shì)樹種和地形地貌等7個(gè)因素，以及濕地、草地、荒漠(石漠)和重點(diǎn)城市分布等數(shù)據(jù)。

2.2 空間數(shù)據(jù)預(yù)處理

采用ArcGIS 10.2軟件，對(duì)收集的多源空間數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正、格式轉(zhuǎn)換及錯(cuò)誤信息校正，統(tǒng)一數(shù)據(jù)空間投影。

2.3 空間數(shù)據(jù)處理

采用ArcGIS 10.2軟件，在基于每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分層抽樣的基礎(chǔ)上，對(duì)氣溫區(qū)劃、降雨區(qū)劃、植被區(qū)劃、流域區(qū)劃、土壤分布、優(yōu)勢(shì)樹種分布，以及濕地分布、草地分布、荒漠(石漠)分布和重點(diǎn)城市分布等圖層實(shí)施疊置分析，各圖層相互切割獲得多個(gè)分析斑塊，得到多圖層疊置分析圖。

2.4 系統(tǒng)聚類分析

利用SPSS 19.0軟件，在空間分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)切割后的斑塊信息作無量綱化處理后進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，使分區(qū)指標(biāo)相似度高的斑塊合并為同類，同時(shí)結(jié)合廣西植被分布特點(diǎn)、地形地貌、土地保護(hù)利用規(guī)劃等信息，對(duì)廣西的生態(tài)地理分區(qū)進(jìn)行劃分確定。

3 結(jié)果與分析

3.1 建設(shè)布局

3.1.1 生態(tài)地理分區(qū)

根據(jù)分區(qū)方法和廣西陸地生態(tài)系統(tǒng)特征，將廣西全域劃分為9個(gè)相對(duì)均質(zhì)的生態(tài)地理區(qū)(見圖1)：Ⅰ桂北中亞熱帶山地常綠闊葉林區(qū)、Ⅱ桂西北亞熱帶山原季風(fēng)常綠闊葉林區(qū)、Ⅲ桂中亞熱帶石山季風(fēng)常綠闊葉林區(qū)、Ⅳ桂中亞熱帶山地常綠闊葉林區(qū)、Ⅴ桂東北亞熱帶山地常綠闊葉林與馬尾松林區(qū)、Ⅵ桂東南南亞熱帶山地丘陵栽培植被林區(qū)、Ⅶ桂西南亞熱帶石山山地丘陵季雨林區(qū)、Ⅷ桂南十萬大山北熱帶季雨林區(qū)和Ⅸ桂南沿海北熱帶栽培植被林區(qū)等。

圖1 廣西生態(tài)地理分區(qū)Fig.1 The zone of ecological geographical in Guangxi Region

3.1.2 臺(tái)站布局

根據(jù)廣西生態(tài)地理分區(qū)特征，按照統(tǒng)籌兼顧、互聯(lián)共享、同類對(duì)比、可操作性等原則，在各生態(tài)地理區(qū)內(nèi)選擇具有典型性、代表性的區(qū)域，統(tǒng)籌布局森(竹)林、草地、濕地、荒漠、城市五大類型生態(tài)定位觀測(cè)研究站，規(guī)劃建設(shè)25個(gè)生態(tài)站(含已建成的7個(gè)臺(tái)站)，其中森林生態(tài)站12個(gè)，濕地生態(tài)站6個(gè)，荒漠(石漠)生態(tài)站2個(gè)，草地生態(tài)站2個(gè)，城市生態(tài)站3個(gè)，詳見表1。

表1 廣西陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)布局Tab.1 Layout of field positioning observation and research network for terrestrial ecosystems in Guangxi Region分區(qū)數(shù)量生態(tài)站建設(shè)地點(diǎn)類型兼顧功能廣西漓江源站*貓兒山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)站兼顧退耕還林、重點(diǎn)公益林、珠江防護(hù)林監(jiān)測(cè)點(diǎn)九萬山杉木與毛竹站九萬山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)站兼顧珠江防護(hù)林監(jiān)測(cè)點(diǎn)Ⅰ5天湖站全州縣天湖景區(qū)草地生態(tài)站—臨桂會(huì)仙站臨桂會(huì)仙國家濕地公園濕地生態(tài)站—桂林站桂林植物園城市生態(tài)站—Ⅱ1金鐘山站金鐘山黑頸長尾雉國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)站兼顧退耕還林、重點(diǎn)公益林、珠江防護(hù)林監(jiān)測(cè)點(diǎn)Ⅲ2大明山站大明山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)站兼顧重點(diǎn)公益林監(jiān)測(cè)點(diǎn)都安澄江河站都安澄江國家濕地公園濕地生態(tài)站Ⅳ2環(huán)江站*環(huán)江縣石漠生態(tài)站兼顧退耕還林監(jiān)測(cè)點(diǎn)、石漠化綜合治理林草植被監(jiān)測(cè)點(diǎn)柳州站廣西生態(tài)職業(yè)技術(shù)學(xué)院附屬沙塘林場(chǎng)城市生態(tài)站Ⅴ2廣西大瑤山站*大瑤山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)站兼顧重點(diǎn)公益林監(jiān)測(cè)點(diǎn)大桂山馬尾松與闊葉樹人工林站大桂山鱷蜥國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)站兼顧人工林監(jiān)測(cè)點(diǎn)六萬山經(jīng)濟(jì)林站國有六萬林場(chǎng)森林生態(tài)站兼顧人工林監(jiān)測(cè)點(diǎn)Ⅵ3爽島森林站爽島國家森林公園森林生態(tài)站兼顧珠江防護(hù)林監(jiān)測(cè)點(diǎn)、人工林監(jiān)測(cè)點(diǎn)橫縣西津站橫縣西津國家濕地公園濕地生態(tài)站—廣西友誼關(guān)站*弄崗國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)站兼顧人工林監(jiān)測(cè)點(diǎn)廣西憑祥竹林站*中國林科院熱林中心森林生態(tài)站兼顧人工林監(jiān)測(cè)點(diǎn)南寧桉樹林站*國有七坡林場(chǎng)森林生態(tài)站兼顧珠江防護(hù)林、人工林監(jiān)測(cè)點(diǎn)Ⅶ7天等站天等縣草地生態(tài)站—大新黑水河站大新黑水河國家濕地公園濕地生態(tài)站—隴均站隴均自然保護(hù)區(qū)石漠生態(tài)站兼顧退耕還林監(jiān)測(cè)點(diǎn)、石漠化綜合治理林草植被監(jiān)測(cè)點(diǎn)南寧站南寧市城市生態(tài)站—Ⅷ1十萬大山站十萬大山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)站兼顧重點(diǎn)公益林、珠江防護(hù)林、沿海防護(hù)林監(jiān)測(cè)點(diǎn)Ⅸ2廣西北海紅樹林站*北海市防護(hù)林場(chǎng)濕地生態(tài)站兼顧沿海防護(hù)林監(jiān)測(cè)點(diǎn)北侖河口紅樹林站北侖河口國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)濕地生態(tài)站兼顧沿海防護(hù)林監(jiān)測(cè)點(diǎn)合計(jì)25———— 注: *為已建臺(tái)站。

3.1.3 布局合理性分析

(1)布局類型覆蓋合理

以規(guī)劃臺(tái)站為中心，外延20 km為半徑的范圍作為生態(tài)系統(tǒng)定位研究的區(qū)域，按1∶100萬植被分布圖進(jìn)行疊加提取分析，布局臺(tái)站涉及植被大類5個(gè)，植被亞類14個(gè)，除森林生態(tài)系統(tǒng)外，同時(shí)考慮濕地、荒漠(石漠)、草地及城市等生態(tài)系統(tǒng)類型，布局類型覆蓋率為100%。

(2)布局規(guī)劃數(shù)量合理

廣西天然植被亞類14個(gè)，規(guī)劃布局滿足涵蓋所有植被亞類的條件，至少要建設(shè)臺(tái)站14個(gè)，加上考慮濕地、草地、荒漠(石漠)等生態(tài)系統(tǒng)一些特殊類型和重要山系分布情況，臺(tái)站總數(shù)至少在20個(gè)以上。規(guī)劃布局各生態(tài)系統(tǒng)臺(tái)站共25個(gè)，臺(tái)站密度由平均475萬hm2設(shè)置1個(gè)提高到平均95萬hm2設(shè)置1個(gè)。

(3)布局功能區(qū)域合理

結(jié)合廣西實(shí)際，規(guī)劃布局臺(tái)站選址以自然保護(hù)地、國有林場(chǎng)、國家公益林監(jiān)測(cè)范圍為主，充分考慮了區(qū)內(nèi)陸地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)、水土保持功能區(qū)、生物多樣性功能區(qū)及重點(diǎn)城鎮(zhèn)群等功能區(qū)域。

(4)布局上下銜接合理

銜接國家林草生態(tài)系統(tǒng)總體規(guī)劃，充分考慮森林、濕地、草地、荒漠(石漠)及城市等生態(tài)系統(tǒng)類型在國家層面的重點(diǎn)布局，與各個(gè)生態(tài)功能區(qū)銜接，實(shí)現(xiàn)完全統(tǒng)一，在滿足國家陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能區(qū)監(jiān)測(cè)需要的基礎(chǔ)上，結(jié)合廣西實(shí)際，對(duì)各類型生態(tài)系統(tǒng)臺(tái)站進(jìn)行進(jìn)一步的補(bǔ)充和完善與優(yōu)化。

3.2 建設(shè)與發(fā)展重點(diǎn)

根據(jù)新時(shí)期國家科技創(chuàng)新和各學(xué)科領(lǐng)域科技發(fā)展需要，在滿足國家陸地生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)布局及觀測(cè)要求的基礎(chǔ)上，以全面提高省級(jí)生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)能力為原則，圍繞各生態(tài)系統(tǒng)臺(tái)站的觀測(cè)任務(wù)和研究重點(diǎn)，通過高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范運(yùn)行，提升觀測(cè)與科研能力，加強(qiáng)資源與數(shù)據(jù)共享，構(gòu)建形成學(xué)科體系完整、空間布局合理、組織體系完善、開放共享與服務(wù)的省級(jí)生態(tài)站網(wǎng)絡(luò)體系。

3.2.1 建設(shè)重點(diǎn)

(1)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)站

加快推進(jìn)布局臺(tái)站建設(shè)，進(jìn)一步完善省級(jí)臺(tái)站觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。將標(biāo)準(zhǔn)化建站理念貫穿生態(tài)站建設(shè)的全過程和各個(gè)環(huán)節(jié)，按照生態(tài)站建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范建設(shè)內(nèi)容，提高建設(shè)質(zhì)量，建設(shè)一批高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的生態(tài)站，充分發(fā)揮生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的功能，服務(wù)區(qū)域與國家生態(tài)保護(hù)與社會(huì)發(fā)展。

(2)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范運(yùn)行

按照各生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)觀測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展定位觀測(cè)，對(duì)各生態(tài)系統(tǒng)典型要素進(jìn)行整體布控、全面監(jiān)測(cè)，體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的共性監(jiān)測(cè)，同時(shí)兼顧區(qū)域的個(gè)性特色。堅(jiān)持監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性、系統(tǒng)性、連續(xù)性、典型性、完整性和可比性。實(shí)現(xiàn)生態(tài)站網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，保障生態(tài)站網(wǎng)規(guī)范、高效運(yùn)行。

(3)提升野外觀測(cè)技術(shù)，擴(kuò)大觀測(cè)與研究尺度

結(jié)合地面觀測(cè)和遙感多尺度觀測(cè)，發(fā)展宏觀“天—空—地”立體監(jiān)測(cè)、微觀“動(dòng)物、植物、微生物”等分子測(cè)序、精準(zhǔn)“基因—細(xì)胞水平、初級(jí)生產(chǎn)者、頂級(jí)群落、旗艦物種的全食物鏈”示蹤技術(shù)，提升野外觀測(cè)技術(shù)，提高觀測(cè)精度[37]。同時(shí)，觀測(cè)尺度由站點(diǎn)流域和區(qū)域轉(zhuǎn)換，研究對(duì)象從生態(tài)系統(tǒng)向地表系統(tǒng)擴(kuò)展，促進(jìn)自然生態(tài)要素與社會(huì)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，進(jìn)一步深化聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)和研究。

(4)加強(qiáng)信息化臺(tái)站建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

重點(diǎn)推進(jìn)臺(tái)站信息化建設(shè)，提升生態(tài)站數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化等綜合水平，通過長期定位監(jiān)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)過程，形成各生態(tài)系統(tǒng)要素觀測(cè)數(shù)據(jù)集，促進(jìn)監(jiān)測(cè)成果的產(chǎn)出與轉(zhuǎn)化。建設(shè)省級(jí)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生態(tài)站網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享體系，完善數(shù)據(jù)共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)資源與數(shù)據(jù)共享，提高數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)能力，定期發(fā)布專題報(bào)告，支撐生態(tài)產(chǎn)品核算，服務(wù)“雙重”規(guī)劃重大生態(tài)工程等效益監(jiān)測(cè)評(píng)估，為政府部門提供決策的數(shù)據(jù)依據(jù)。

(5)面向國家和地方重大需求，發(fā)揮行業(yè)優(yōu)勢(shì)

圍繞國家“雙碳”目標(biāo)、鄉(xiāng)村振興、國家公園建設(shè)、“雙重”規(guī)劃實(shí)施等戰(zhàn)略，探索研究生態(tài)產(chǎn)品核算，林草碳匯計(jì)量和碳匯能力及其實(shí)現(xiàn)路徑等，支撐自然保護(hù)地生物多樣性保護(hù)、西南巖溶國家公園建設(shè)等，更好地服務(wù)國家戰(zhàn)略需求[38]。同時(shí)，以生態(tài)站網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為紐帶，加強(qiáng)與區(qū)內(nèi)外高校和科研院所的科技合作，發(fā)揮林草系統(tǒng)生態(tài)站“地域廣、面向?qū)嶋H問題”的優(yōu)勢(shì)，中國科學(xué)院等科研單位和高?！熬C合性強(qiáng)、面向科學(xué)前沿”各自臺(tái)站優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究以及示范應(yīng)用、科普研學(xué)等合作，共同為國家或行業(yè)需求發(fā)揮生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的作用[39]。

3.2.2 研究重點(diǎn)

(1)生物多樣性重要保護(hù)地聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)研究

結(jié)合大瑤山地生物多樣性保護(hù)重要區(qū)、涉及武陵山區(qū)生物多樣性保護(hù)重要區(qū)等生態(tài)功能區(qū)位定位，以桂中、桂北區(qū)域的大瑤山、漓江源森林站為重點(diǎn)，輻射區(qū)內(nèi)及周邊省份各重要生態(tài)區(qū)域的生物多樣性聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)研究，提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性、持續(xù)性，加強(qiáng)自然保護(hù)地體系建設(shè)，擴(kuò)大保護(hù)范圍，堅(jiān)持自然恢復(fù)，優(yōu)化森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，修復(fù)野生動(dòng)植物棲息地生境，為保護(hù)生物多樣性和持續(xù)增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等提供必要的參考。

(2)典型喀斯特地區(qū)森林保育與生態(tài)修復(fù)研究

以環(huán)江喀斯特生態(tài)站、隴均石漠生態(tài)站為重點(diǎn)，開展西南喀斯特地區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建與可持續(xù)發(fā)展、石漠化綜合治理及綠色發(fā)展、巖溶關(guān)鍵帶與水土流失、表層巖溶水生態(tài)調(diào)蓄、生態(tài)服務(wù)提升技術(shù)與模式、石漠化治理增碳匯等問題研究，為典型喀斯特地區(qū)森林保育生態(tài)修復(fù)、石漠化治理和人工林區(qū)植被恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)，為支撐西南石漠化區(qū)生態(tài)恢復(fù)與民生改善提供技術(shù)保障。

(3)喀斯特濕地與近海的紅樹林研究

在喀斯特濕地方面，以臨桂會(huì)仙濕地站、都安澄江河流濕地站為研究平臺(tái)，重點(diǎn)研究喀斯特濕地水資源調(diào)控、生物多樣性及其維持機(jī)制、景觀格局變化及其響應(yīng)機(jī)制、特色資源保護(hù)與恢復(fù)、自然景觀修復(fù)與植被生態(tài)功能提升等問題。

在近海的紅樹林研究方面，以福建泉州灣、廣西北海、海南東寨港沿海一帶的濱海濕地區(qū)紅樹林為研究對(duì)象，開展紅樹林及相關(guān)生境協(xié)同演化、紅樹林生態(tài)修復(fù)與功能利用、紅樹林及鄰近水域生物監(jiān)測(cè)及生態(tài)安全評(píng)估等研究，探討紅樹林等典型近海濕地生態(tài)系統(tǒng)的演變過程及其對(duì)人類活動(dòng)和氣候變化協(xié)同作用的響應(yīng)，以期在國家和區(qū)域海洋生態(tài)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中發(fā)揮重要作用，并為我國海洋生態(tài)保護(hù)和修復(fù)提供重要科技支撐。

(4)城市生態(tài)圈生態(tài)效應(yīng)研究

由省會(huì)城市南寧城市站、工業(yè)城市柳州城市站、生態(tài)旅游城市桂林城市站，形成3個(gè)類型城市生態(tài)圈的聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)，重點(diǎn)研究城市森林、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)城市環(huán)境的影響與響應(yīng)，以及城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、格局、過程、功能和服務(wù)及其演變的研究，為科學(xué)建設(shè)和使用城市森林、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，為城市可持續(xù)管理提供決策依據(jù)。

(5)生態(tài)產(chǎn)品核算及其實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究

重點(diǎn)研究典型森林(含竹林)、濕地、荒漠(石漠)、草地和城市等生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)產(chǎn)品形成機(jī)理和變化規(guī)律，研發(fā)生態(tài)產(chǎn)品指標(biāo)實(shí)物量及價(jià)值量信息庫構(gòu)建技術(shù)、生態(tài)產(chǎn)品核算技術(shù)；并依托生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，連續(xù)對(duì)同一生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行全指標(biāo)體系觀測(cè)與清查，獲取長期定位觀測(cè)數(shù)據(jù)，耦合自然資源數(shù)據(jù)，建立健全生態(tài)產(chǎn)品綠色核算體系，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)生態(tài)空間生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值核算與綠色碳中和發(fā)展，服務(wù)碳達(dá)峰碳中和的國家戰(zhàn)略。

(6)重點(diǎn)生態(tài)工程效益監(jiān)測(cè)與評(píng)估研究

以公益林、天然林、退耕還林、防護(hù)林、國家儲(chǔ)備林以及“雙重規(guī)劃”等重點(diǎn)林業(yè)生態(tài)工程的典型區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，建立廣西林業(yè)重點(diǎn)生態(tài)工程效益監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立不同區(qū)域“站點(diǎn)”尺度林業(yè)生態(tài)工程生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研發(fā)多尺度效益評(píng)價(jià)技術(shù)，制訂相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測(cè)規(guī)范，定量評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)重點(diǎn)林業(yè)生態(tài)工程的生態(tài)效益。

(7)流域補(bǔ)償聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)研究

結(jié)合南嶺山地水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)重要區(qū)、云開大山水源涵養(yǎng)重要區(qū)、西江上游水源涵養(yǎng)與土壤保持重要區(qū)目標(biāo)定位，與貴州、廣東等生態(tài)站聯(lián)合開展流域跨省聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)，形成三省珠江水系西江流域等重要水源地的生態(tài)聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)，重點(diǎn)開展流域生態(tài)補(bǔ)償聯(lián)網(wǎng)研究，為珠江流域下游城市群對(duì)上游水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策依據(jù)。

4 討論

廣西陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是公益型的長期科研事業(yè)，需要各級(jí)政府和行業(yè)主管部門高度重視，加強(qiáng)生態(tài)站的觀測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和儀器設(shè)備的投入，制訂《廣西陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站網(wǎng)數(shù)據(jù)管理辦法》，建立廣西陸地生態(tài)站網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，強(qiáng)化生態(tài)站專家學(xué)術(shù)委員會(huì)的指導(dǎo)，重點(diǎn)解決人才隊(duì)伍培養(yǎng)、技術(shù)薄弱等重大問題，集成資源，形成合力，多層面、多角度開展觀測(cè)與研究工作，圍繞國家和地方開展生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的長期、連續(xù)、定位野外科學(xué)觀測(cè)和生態(tài)過程關(guān)鍵技術(shù)研究，助力生態(tài)文明和壯美廣西建設(shè)。