英文名為Huitong Long-term Ecological Research Station for Chinese Fir Plantations。依託單位為中南林業科技大學。其位於湖南省懷化市會同縣廣坪鎮境內，地處湖南省西南邊陲，離會同縣城15km，距懷化市120km，長沙市630km。其地理位置為東經109°45′，北緯26°50′。觀測研究試驗地與站址僅1河之隔，相距1km左右。會同杉木林生態站屬中亞熱帶氣候區，為雲貴高原向長江中下游過渡地帶。該區域典型的地帶性森林植被類型為常綠闊葉林，森林資源在區域生物多樣性保護、水源涵養、土壤肥力維持、碳吸存等生態服務功能方面起著十分重要作用。
基本介紹
- 中文名：會同杉木林生態站
- 外文名：Huitong Long-term Ecological Research Station for Chinese Fir Plantations
- 位於：湖南省懷化市會同縣廣坪鎮境內
- 依託單位：為中南林業科技大學
台站簡介,自然信息,
台站簡介
會同縣是我國的杉木中心產區之一，享有“廣木之鄉”的稱譽，形成了一套傳統杉木栽培制度。由於該地區森林資源經營歷史長，人工林成為該地區主要的森林景觀，經營的樹種有杉木、馬尾松等。根據1999年的森林資源調查數據，會同縣杉木林的面積為5.89萬公頃，占林分面積58%，蓄積量316萬立方米，占林分蓄積61%，是我國南方重要的速生用材林基地，其森林資源建設符合我國生態建設需求和國家林業發展戰略中“東擴、西治、北休、南用”中“南用”的總體布局。
除上述區域地理特色外，會同杉木林生態站在觀測研究方面有明顯的優勢。
（1）觀測研究試驗地、基礎設施設備完善。有18.2公頃的長期試驗基地，基地內設定了8個面積約為2公頃的小集水區徑流場綜合試驗區，可開展平行的對比試驗研究。區內有固定樣地35塊，6個氣象觀測站，有2套Dynamix林內外自動觀測系統，2個22米能量氣象綜合觀測鐵塔，6座自動記錄的地表徑流和地下徑流測流堰，6套自動記錄的林內穿透水、凋落物承接裝置，1個ICT2000TC蒸騰測定儀，能承擔完整的生物生產力、水文學過程和生物地球化學循環等內容的野外科學觀測研究任務。建有860平方米的工作和生活用房，包括1間計算機網路室、1間樣品處理室、1間研究學習室、1間活動室和14間帶有衛生間的研究人員宿舍，還有1間廚房和2間餐廳，可接納40名研究人員開展科研工作。
（2）改進了小集水區徑流場綜合實驗技術方法。把小集水區作為森林生態系統的功能單元，定義在小集水區可辯和可控制邊界的條件下，輔以徑流場封閉技術和實驗設施，可以準確地測定森林水文學過程中降水輸入、林冠再分配、地表徑流和地下徑流等要素，以及系統內各種營養物質輸入、淋溶、積累、分配、轉移和輸出的生物地球化學循環，既克服了大流域試驗控制性差，又克服了一般徑流場分析難以反映真實森林生態系統特徵的缺點。
同時，根據杉木人工林的傳統經營制度和現代經營管理技術，8個小集水區內分別設計了不同的試驗方案：I號集水區為長期定位觀測的對照試驗；II、III號集水區為杉木林的代際效應試驗，第1代杉木林採伐後營造不同年齡的第2代杉木林，II號集水區杉木林10年，III號集水區19年；IV、V號集水區為不同間伐強度干擾試驗，IV號集水區的間伐強度為15%，V號集水區30%；VII號集水區是採伐後撂荒的自然植被恢複試驗；VI號集水區為杉木林實生苗和萌芽更新的對比試驗； VIII號集水區為複合集水區，研究不同集水區功能過程的整合作用和尺度演繹。
（3）在杉木林、馬尾松、闊葉林生態系統結構與功能研究方面取得了系列研究成果。圍繞杉木和馬尾松等人工林可持續經營等問題，揭示了杉木、馬尾松人工林生態系統的養分輸入輸出平衡、系統內養分的積累與分配、生物循環、凋落物分解和周轉、林下植被多樣性及養分貢獻、土壤養分動態變化規律，研究了採伐利用方式和不同間伐強度對生態系統功能過程的影響，提出了人工林可持續性經營的管理模式。
根據我國的林情和國際生態學研究熱點問題，對中亞熱帶典型森林生態系統的生態服務功能進行了研究。儘管我國亞熱帶地區水熱條件優越，但由於降水季節分配不均，加之該地區人為活動頻繁，而且干擾強度大，森林資源質量差，涵養水源和固持土壤的生態功能脆弱，水安全成為該地區特別是長江中下游生態安全問題之一。會同杉木林生態站完整地獲得了杉木人工林水文學過程數據，總結出了林冠截留、樹幹流、穿透水、土壤滲透、地表匯流與產流、地下徑流及對降水過程的回響規律，分析了常綠闊葉林林冠截留量、土壤入滲率和蓄水量，對估算退耕還林與天然林保護工程實施後水源涵養、水土保持等生態效益具有科學價值。研究了杉木林、馬尾松林、濕地松林和樟樹林生態系統的碳貯量及分配狀況，測定了杉木林和樟樹林土壤的二氧化碳釋放量和碳收支平衡，確定了杉木林具備碳匯功能的時間為10年，為評價森林在區域碳平衡的作用提供科學依據。
此外，還研究了杉木林採伐跡地自然植被恢復的生物量動態、養分積累和土壤養分變化、物種生物多樣性變化和生長對策，亞熱帶不同演替系列（馬尾松、楓香、檫木、麻櫟、木荷、黧蒴栲、樟樹）的光合速率和生物生產力，豐富了亞熱帶森林植被恢復的生態學內容。
自然信息
湖南會同國家級森林生態系統長期定位研究站位於我國亞熱帶中部地區，地理位置為東經109°45'，北緯26°50'，海拔高度300－500m之間，相對高度150m以下。處於雲貴高原向長江中下游平原過渡的中山丘陵地段，該地區的森林資源對長江中下游生態建設起著重要作用。自1976年開始，中南林學院在這裡開展了杉木人工林生態系統的動態研究，相應地設定了大量固定樣地和修建了若干試驗設施。該站自1979年建站以來， 共占地面積約2300餘畝，其中建有實驗室和辦公樓房600m<SUP>2</SUP>，8個面積分別約為2hm<SUP>2</SUP>的小集水區徑流場綜合試驗區，6個氣象綜合觀測場，2座高22m的氣象水文等綜合因子梯度觀測鐵塔，6座測流堰系統，1座水文觀測室，2個三角堰自動記錄穿透水裝置，40個樹幹莖流測定裝置，2個20m<SUP>2</SUP>凋落物和穿透水承接器，這些裝置均安裝了自動記錄儀。試驗林地通過法律手續取得了長期科研使用權。為了滿足科研的需要，在中南林學院內還有專用的化學分析室、計算機室、資料室、樣品和標本室等，建築面積達240m<SUP>2</SUP>，室內有設備150多台（件），其中上萬元的設備18台（件），包括新添置的美國Li-COR6400P型攜帶型光合測定系統和澳大利亞ICT-2000TE森林小氣候測定系統等先進設備。可供植物、土壤、水樣的化學分析、數據處理和計算機模擬。自建站以來，國家、省、中南林學院等已在定位觀測的基礎設施、儀器購置和科研等方面累積投資達1170萬元，為定位站完成各項科研、監測任務奠定了良好的基礎。
研究區域從國際區位來看，會同定位站地處亞熱帶，與世界同一緯度地區相比，除了我國在該地帶有森林植被分布外，其他的基本上為荒漠、半荒漠。而且研究區域內森林類型多樣，生物多樣性豐富，森林在生物多樣性保護和區域碳平衡功能方面具有十分重要的地位；從國家區位來看，該站為雲貴高原向長江中下游平原的過渡地帶，為地形較開闊的丘陵山地，屬亞熱帶濕潤氣候區，地帶性植屬中亞熱帶常綠闊葉林。森林生態系統具有涵養水源和保持水土的重要作用，在維繫該地區尤其是長江中下游地區的生態安全方面起著重要作用；從林業建設角度來看，該站為南方集體林區，是我國僅有的2個集體林區定位站中的1個，且人工林經營面積大，為我國速生豐產林的重要基地，也是國家六大林業重點工程內容的一部分，定位觀測可為人工林可持續經營的生態學機理提供理論依據。此外，會同定位站還在湖南省朱亭林區、國營莽山林場、沅陵林區和廣西省祿峰山林場、廣東粵北林區設定樣地150餘塊。
會同定位站長期從事森林生態系統定位研究工作，涉及森林生態學、森林水文學、森林能量學、森林氣象學、森林土壤學、干擾反應、代際效應等方面。
主要研究方向是： ①南方集體林區杉木、馬尾松等主要人工林生態系統持久生產力維持機理的研究； ②亞熱帶森林生態系統的功能過程研究，包括森林生態系統C循環和水文循環規律研究； ③亞熱帶典型森林生態系統生態服務功能的定位觀測和評價； ④森林植被自然恢復過程的生態功能研究。
主要內容：亞熱帶典型森林生態系統結構、功能，生物多樣性和演替動態規律的研究；亞熱帶常綠闊葉林、杉木人工林森林水文效益研究；農林複合生態系統結構和經營模式的時間與理論的探討；環境退化地區恢復生態學的研究與生態工程規劃設計；亞熱帶森林生態個體、群落光合作用特性及對全球氣候變遷的回響；林業可持續發展；森林公益效能綜合評價的體系；生態安全等研究。對城鄉生態環境規劃建設，人類生存以及生態系統理論的發展具有重要的理論和實踐意義。
湖南會同國家級森林生態系統長期定位研究站在1976年，中南林學院根據IBP研究成果，以杉木人工林為對象，在國內率先開展森林生物量和生產力研究，為我國提供了第一篇森林生物量和生產力寶貴資料，標誌著我國生態學進入了生態系統研究階段；1978年開始對杉木人工林的結構、功能進行深入了研究。在堅持以杉木人工林生態系統為主要研究對象的同時，為了開展與亞熱帶典型森林生態系統進行對比研究，還對馬尾松、溫地松、黃柏、杜仲、厚朴、黑荊、黧蒴栲等人工林及天然次生林生態系統進行了深入研究。
會同生態站定位研究依據生態學原理，以小集水區作為森林生態系統的基本功能單元，採用小集水區徑流場封閉綜合試驗技術，建立了包括對照、間伐、皆伐、自然恢復和萌芽等在內的8個面積為2hm<SUP>2</SUP>的集水區試驗系列，設定樣地150塊，做到了空間尺度上的一致性和時間尺度上的連續性，進行長期定位觀測氣象、水文、植物、土壤、營養化學動態、生物量變化動態和能量流動特徵。實行數據標準化管理和建設，進行系統分析和數學模擬。將森林生態系統群落結構、生產力、水量平衡、養分循環和能量流動與環境因子、生物因子的動態研究緊密結合，進行全面綜合系統分析。
①通過對不同林齡的杉木人工林的調查研究編錄了植物名錄，以重要值為定量值，按齡級用區系排隊法和極點排序法，將杉木人工林劃分為7大類型，並研究了杉木林群落中物種多樣性的變化趨勢。
②對幼林、桿材階段、成熟林進行生物量測定，完成了杉木林生物量動態變化的研究並建立了杉木林全林整體生長模型和生物量全林預測模型。
③採用小集水區徑流場封閉技術，研究了杉木林生態系統營養庫背景值，地球化學循環的流動度量值和流動過程，以及生物循環的吸收、存留和歸還速率，並研究了杉木林水文學過程中有機化合物的動態和杉木人工林淨化水質的功能。
④運用水量平衡、能量平衡和空氣動力學等三種方法，研究了森林水分輸入和轉移流動過程。運用蓄滿產流模型模擬分析了集水區產流特徵和匯流機理，揭示了系統調節水分的功能。
⑤綜合生態學、微氣象學、物理學和空氣動力學的知識，對杉木林生態系統的光能固定及其分配規律、環境能量、輻射與熱平衡進行研究，揭示了森林改善環境的作用機理。
⑥定點定位研究了人為干擾後杉木林生態系統生態因子的變化規律，植被變化和間伐與皆伐對杉木林的水文學效應，運用動態數據分析和諧波理論，模擬分析了不同干擾方式下不同土壤水分的周期變化。
⑦使用等效益相關法、市場價值法、影子工程法和機會成本法等評價方法，通過定位研究取得數據，對杉木人林採伐後生態系統水源涵養、固土保肥、改良土壤、淨化大氣等公益效能的損失進行了定量評估。
⑧採用定點定位連續觀測以及和對照區相對比的研究方法，對第二代杉木林的生物量、養分生物地球化學循環、林下地被物生物量和養分積累量、徑流規律、生態環境因子的變化過程和生態系統生物調節恢復進行研究，探索了杉木林結構、功能和生產力的代際效應。
