河南大別山森林生態系統國家野外科學觀測研究站

河南大別山森林生態系統國家野外科學觀測研究站，對植物物種、植物生長、葉片光合速率、凋落物量、凋落物分解、溫室氣體、土壤呼吸速率、根系周轉速率、群落更新狀況、降雨量、穿透雨、樹幹徑流、壤中流、地表徑流、土壤水分、土壤微生物、土壤動物以及氣相等“水土氣生”指標進行了長期監測。

基本介紹

• 中文名：河南大別山森林生態系統國家野外科學觀測研究站
• 主管部門：河南大學

研究方向

以大別山常綠落葉闊葉混交林生態系統為對象，圍繞其天然次生林的結構和功能及其對環境變化的回響和反饋，開展長期定位觀測、科學研究、技術示範和科技服務，為實現天然次生林生態系統結構和功能恢復以及淮河流域社會經濟可持續發展提供科學支持。主要研究方向如下：

1. 退化常綠落葉闊葉混交林植被恢復重建及其維持機制
2. 森林生態系統生物多樣性保護和生物資源最佳化利用
3. 全球變化驅動的大別山植被交錯區物種擴散動態
4. 流域生態地理特性時空分異規律與社會經濟可持續發展

發展歷史

大別山地處鄂豫皖三省交匯處，介於北緯30°10′-32°30′，東經112°40′-117°10′，東西連綿約380公里，南北平均寬度約175公里，是長江-淮河的天然分水嶺。由於大別山區人類活動強度顯著高於毗鄰山區，地帶性原生穩定群落皆已退化，森林資源銳減、水土流失嚴重且日趨嚴峻，所以開展地帶性植被-常綠落葉闊葉混交林的恢復重建以促進區域社會經濟可持續發展顯得尤為緊迫。大別山區是國家重點生態功能區以及長江中下游和淮河流域重要的生態安全螢幕障，因此，建設河南大別山森林生態系統國家野外科學觀測研究站，開展大別山森林生態系統恢復和重建、生物多樣性保護和生物資源可持續利用等長期定位觀測、科學研究、技術示範和科技服務，將為國務院《大別山革命老區振興發展規劃》提供科學依據。大別山站主要觀測研究點建於雞公山國家級自然保護區內，輻射觀測研究點分別設定在黃柏山國家級自然保護區、金剛台國家級自然保護區、連康山國家級自然保護區、董寨國家級自然保護區和南灣林場。

科研條件

（1）學科優勢：依託單位河南大學擁有生物學、生態學、地理學的等本科、碩士和博士學位授權一級學科。大別山站的優勢學科為全球變化生態學和流域生態學。（2）平台優勢：學校擁有生物學國家重點實驗室、地理學教育部重點實驗室等室內實驗平台，同時擁有“河南大學雞公山生態研究站”和“河南大學信陽森林生態系統觀測研究站”等野外實驗平台；已經積累了多年的“水土氣生”各方面數據。大別山站擁有標準氣象站2個、具有接待100人左右的生活和工作條件。（3）地方合作優勢：為了建立大別山站，河南大學與信陽市政府、信陽市林業局、雞公山保護區、南灣林場等簽訂了合作協定且明確了科研建設樣地和實驗樣地的長期土地使用權。（4）研究基礎優勢：近五年，大別山站承擔了30多項科研項目和課題，在研項目總經費超過4000萬元。在生態學、生物學國際頂級期刊Ecology、Global Change Biology、Agriculture and Forest Meteorology、Soil Biology & Biochemistry、New Phytologist等發表SCI論文96篇。（5）團隊優勢：大別山站現有固定人員62人，其中正高21人、副高12人、中級26人、技術支撐崗4人、在讀研究生和博士後70人。大別山站學術帶頭人包括“國家傑青”2人、中科院“百人計畫”4人，其中2人曾長期擔任國家野外科學觀測研究站站長。

科研成就

1.落葉闊葉林生態系統“林冠模擬氮沉降和增雨”實驗

研究日益增加的大氣氮沉降對森林生態系統結構和功能將帶來一系列嚴重影響，但以往的研究普遍採用林下模擬施N的方法，忽略了林冠對N素的吸收、吸附、轉化等一系列截留過程；為此，研究站設計並建成了國際上首個從森林冠層模擬N沉降和增雨的野外控制實驗平台。選擇麻櫟—楓香落葉闊葉混交林為研究對象，採用兩因素隨機區組設計，共包括4個區組，每個區組包括七種處理：對照（C）、林冠增氮25kgN ha-1yr-1（CN25）、林冠增氮50kgN ha-1yr-1（CN50）、林下增氮25kgN ha-1yr-1（UN25）、林下增氮50kgN ha-1yr-1（UN50）、林冠增雨30%（W）、林冠增雨30%+25kgN ha-1yr-1（W+CN25），每塊樣地大小約1000平方米。依託於該平台，獲得國家自然基金和國家博士後基金等項目22項，在Tree Physiology，Soil Biology & Biochemistry等SCI期刊上發表論文多篇，重要成果將陸續報導。

2.森林火燒與氮添加實驗

火干擾是森林生態系統的主要干擾因子之一，不僅會直接破壞地表植被，還會間接影響土壤理化性質，進而對森林生態系統結構和功能產生重大影響。火燒會造成森林生態系統氮庫的減少，然而氮添加是否影響火燒後的植被恢復的研究卻鮮有報導。因此，我們提出兩個科學問題：1、森林生態系統植被群落對火燒和氮添加是如何回響。2、火干擾和氮添加對森林生態系統碳氮循環過程和調控機制有怎樣的影響。實驗地點位於信陽市南灣實驗林場賢山林區。選取火燒後與天然狀態的麻櫟—馬尾松針闊混交林為研究對象，採用成對設計與嵌套設計相結合，共包括火燒、氮添加、火燒+氮添加、對照四種處理，每種處理5個重複，共20塊樣地，每個樣地大小為30×15m。

3.改變碳輸入質量和數量對森林生態系統碳循環的影響

本實驗開始於2015年，目的是量化碳輸入的質量和數量對森林生態系統碳循環的影響。選擇針葉、闊葉和針闊混交林三種森林類型。每種林型採用隨機區組設計，包括：1、 對照，2、 凋落物去除，3、 斷根，4、凋落物去除和斷根，5、兩倍凋落物，6、兩倍凋落物+植物去除6種處理，每種處理4個重複，為24個樣方。三種林型總計72個樣方，每個樣方大小為2×2m

4.林下穿透雨減少和增加實驗平台

本實驗目的是研究降水對亞熱帶—暖溫帶氣候過渡區森林生態系統結構和功能的影響。實驗地點位於信陽南灣實驗林場賢山林區，選擇該地區典型的落葉闊葉林-麻櫟純林為研究對象，通過人工搭建減雨棚和增雨管道，以模擬降雨減少和增加兩種情景。採用拉丁方實驗設計，增雨、增雨、對照各3個重複樣地，每個樣地大小為20×20m。