读懂长白山森林生态系统这本“天书” 科研人员在行动

中国网/中国发展门户网讯 （记者 王振红）提起闻名遐迩的长白山，脑海里闪过的是清澈碧蓝的天池、郁郁葱葱的林海、神秘的不明生物“水怪”……就在这个心之向往的地方，记者结识了走在生态环保路上、用热忱与矢志不渝的初心坚守在长白山的科研人员。

森林塔吊观测塔坐落在长白山郁郁葱葱的林海中。长白山站供图

绿野情怀

长白山是欧亚大陆北半部最具代表性的典型自然综合体，也是我国自然生态系统保存最为完整的地区之一。特别是生态系统随海拔呈现明显的垂直分布带谱、典型火山地质地貌以及低海拔分布的温带典型顶极森林类型原始阔叶红松林，成为亚洲乃至世界不可取代的重要科学研究基地。

“长白山森林生态系统是一部‘天书’，应读深读透。”正如我国绿色运动的先驱者、中国科学院长白山森林生态系统定位研究站（现吉林长白山森林生态系统国家野外科学观测研究站，简称“长白山站”）的奠基人王战先生的期许，长白山站建站40多年来，从第一任站长鞠维珍到现任站长王安志，他们带领着科研人员一直在读这本“天书”，将改善森林生态系统结构、功能，提高森林生产力，掌握森林生态系统碳水循环规律，保护生物多样性等研究作为长白山站的主要研究方向，并取得了显著的成绩。长白山站已成为国内开展森林科研工作的理想基地。

长白山站副站长戴冠华。王振红摄

记者跟随长白山站副站长戴冠华的脚步，深一脚浅一脚走在郁郁苍苍的原始阔叶红松林样地里，感慨科研人员工作不易。已经在长白山站工作20余年的戴冠华爽朗地笑道，“现在长白山站科研条件好太多。建站伊始，老一辈科学家们到实验地考察靠手脚并用翻越原始林，吃水靠打井，休息的地方不是靠借用林农的简易房，就是自己搭帐篷。当时样地里许多取样及观测工作都需要依靠人工完成，每到长白山的雨季，科研人员都要赶在每场降雨停止之前，赶到样地测量雨量筒里的降雨量，观测树干径流和坡面径流；标准样地里的每一根水泥桩都有几十斤重，都是老先生们亲自从山底下的公路上一路扛到林地里。”正是这种以站为家、不断克服困难、亲力亲为的精神，才能在长白山原始森林里建起不同海拔梯度的长期监测标准样地、气象观测站，积累大量的科学数据，为后人摸清森林结构、功能及演替规律打下了坚实的基础。

据王安志介绍，现在长白山站己经拥有1000多平方米的综合性办公楼，内设10个实验室、2个标本室、计算机室和图书资料室；2990平方米专家工作楼，可容纳百余人入住，极大提高了长白山站的野外工作条件。同时，站区实现了无线网络全覆盖、野外大科学装置网络传输和互联网室内介入，来站的科研人员已经可以在站区内和野外的标准地内实现数据实时传输与联网。

数据支撑

记者在走访时了解到，长白山站围绕应对气候变化和保护生物多样性两大全球性热点环境问题，开展包括生态学、水文学、生物多样性、植物生理学等领域研究。拥有规范化的科学观测平台以及国际化的生态学研究平台，建成森林塔吊观测系统、长白山通量监测平台等。

“长白山站以长白山自然保护区为研究对象，通过对温带原始森林和天然次生林生态系统长期定位观测试验与区域综合研究，揭示生态系统结构、功能、过程与服务特征及变化规律，旨在为探究人类活动和环境变化对森林生态系统的影响以及森林生态系统对环境的反馈作用，寻求森林资源持续发展和森林优化管理的有效途径，服务国家生态文明和美丽中国建设，为森林生态学发展提供科学支撑。”王安志说。

林冠塔吊观测系统。长白山站供图

2003年，在长白山阔叶红松林观测场建成了我国第一座高50米的森林塔吊观测塔，实现了树木高度、冠层几何和树木生理生态参数等的原位观测。形成了独立于传统涡度相关仪的基于界面生态学理论的二氧化碳通量观测方法，实现森林生态系统冠层界面的水、热和二氧化碳通量的原位测定，实现了从点到面的尺度延伸。“塔上装载包括林冠多角度高光谱相机、地面激光雷达（LiDAR）及多角度高光谱系统、林冠和林内梯度观测系统等国际先进的监测系统。”戴冠华介绍说。

长白山通量观测塔。王振红摄

始建于2002年的长白山通量监测平台现在已拓展为5个通量站，分别为长白山温带红松阔叶林通量观测站、长白山次生林通量观测站、长白山轻度择伐林通量观测站、长白山中度择伐林通量观测站以及东北地区油松人工林通量观测站，站点均采用国际标准的涡度相关通量观测技术。迄今已连续积累10 余年通量观测数据，为揭示长白山各生态系统冠层-大气、土壤-大气和根系-大气界面碳氮水通量计量平衡关系及其时间变异的生物控制机制和地理空间格局提供数据支撑。王安志指出，“通过连续10多年对阔叶红松林二氧化碳通量的观测，发现长白山原始老龄阔叶红松林仍是大气的持续碳汇，具有持续固碳能力。这一研究发现打破了国际上普遍认为老龄林是碳源而不是碳汇的说法。”

物种基因库

长白山自然保护区。王振红摄

长白山自然保护区拥有目前世界上保存完整、极具代表性的温带原始森林生态系统，云集了北半球温带、寒温带、寒带、亚寒带和北极圈等多种气候类型和生物群落，是濒危动植物不可多得的重要栖息地，被誉为“物种基因库”和“生态博物馆”。2004年，长白山站建设完成了25公顷长白山阔叶红松林样地，这是中国森林生物多样性监测网络最早建成的、当时最北端的一块样地，也是全球温带地区最大、最早建成的一块森林样地。随后又建设完成了24公顷次生杨桦林样地。样地已积累近20年森林组成、结构的重要信息，建立了植物数据库。

“森林大型固定样地是开展森林生物多样性研究的良好平台，具有标准统一，能够定位、定时、数据量大并且可以共享等有优点。”中国科学院沈阳应用生态研究所研究员王绪高介绍说，长白山自然保护区拥有国家一级保护动物紫貂、中华秋沙鸭、梅花鹿等9种；国家一级保护植物东北红豆杉，国家二级保护植物长白松、朝鲜崖柏、水曲柳等37种。长白山自然保护区总面积为196618.0公顷。活立木蓄积53701142立方米。其中核心区占保护区总面积的66.56%；缓冲区占保护区总面积的9.20%；实验区占保护区总面积的24.24%。保护区森林覆被率95.56%，林木绿化率95.61%。保护区动物总计1992种；苔藓植物与维管束植物总计1669种；菌物总计1059种。

科研人员在做控制实验。长白山站供图

戴冠华表示，科研人员依托东北温带森林大样地网络平台获取野外观测数据，并围绕生物多样性的维持机制及其生态功能开展研究，不仅极大地完善和发展了生态学、生物多样性科学等领域的理论，也为当地的生物多样性保护提供了重要的科技支撑。

科研人员取土混合实验现场。长白山站供图

延伸阅读：长白山自然保护区

长白山自然保护区始建于1960年4月，是我国建区最早的自然保护区之一；1979年11月，经联合国教科文组织批准加入世界人与生物圈保护区网络；1986年7月，晋升为国家级森林与野生动物类型自然保护区；2022年12月，被世界自然保护联盟（IUCN）列入自然保护地绿色名录，评为“世界最佳自然保护地”。

长白山自然保护区先后与美国北极国家野生生物避难所、俄罗斯锡霍特—阿林保护区、肯尼亚马赛马拉国家级保护区、意大利内布罗蒂地区自然公园、贵州梵净山世界生物圈保护区、内蒙古大兴安岭汗马世界生物圈保护区签署合作谅解备忘录并建立姊妹保护区关系。