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中國網／中國成長門戶網訊 我國擁有世界上奇特的亞寒帶常綠闊葉林，其在生物多樣性演變、生態體系物資輪迴研討中具有主要位置。同時，亞寒帶叢林是長江經濟帶生態樊籬，對于維系區域生態平安、消解周遭的狀況淨化具有主要的感化。不雅測研討亞寒帶叢林生態體系是全球生態體系聯網研討不成或缺的構成部門。我國紅壤區與亞寒帶叢林交織，承載了近 4 億生齒；此中，60% 以上的面積為低山丘陵，對應了約 60% 的叢林覆被。高強度的人類運動疊加天氣變更招致紅壤丘陵區生態體系效能闌珊，今朝已成為制約社會經濟可連續成長的“瓶頸”題目。
中國迷信院千煙洲亞寒帶叢林生態體系不短期包養雅測研討站（原“中國迷信院-江西省千煙洲紅壤丘陵綜合開闢實驗站”，以下簡稱“千煙洲站”）地處我國南邊紅壤丘陵區，是以林為主、山川林田湖草生態體系恢復和可連續成長研討的典範代表（圖 1）。千煙洲站繚繞亞寒帶叢林生態體系構造與效能、山川林田湖草生態體系綜合管理和生態恢復等焦點題目，以亞寒帶人工林、常綠闊葉林、次生林等生態體系為研討對象，采用野外持久定位不雅測、把持試驗與模子模仿等方式，研討叢林生態體系構造、效能與要害經過歷程，重點摸索地下生物經過歷程及其與地上構造效能的協同反應機制，生態體系碳氮水通量及其對全球變更呼應紀律，流域物資輪迴與生態水文耦合經過歷程，立異人工林生態體系多目的運營實際、要害技巧與示范形式，成長叢林生態學和恢回生態學，為紅壤丘陵區生態體系治理與可連續成長供給科技支持。
亞寒帶叢林生態體系碳匯特征及周遭的包養網狀況生物把持機制研討
我國擁有世界下面積最年夜的人工林，大批幼齡亞寒帶人工林碳匯效能明顯，該經過歷程的監測研討對于懂得北半球碳匯源關系具有主要意義。今朝，千煙洲站是全球亞寒帶人工林生態體系最具代表性的通量站。
率先引進碳水通量不雅測技巧，樹立通量不雅測技巧系統與方式論
2002 年，千煙洲站在國際率先引進碳水通量不雅測技巧（圖 2），持久定位不雅測植被-年夜氣界面碳水熱通量特征，率先在國際樹立了植被-年夜氣界面碳、水通量不雅測平臺，積聚了長達 18 年的碳水通量及幫助因子持續不雅測包養一個月價錢數據，今朝已出書專著 2 部，引領和帶動了我國碳水通量不雅測工作的成長。千煙洲站體系處理了復雜地形地貌前提下碳水通量數據處置中的技巧困難，研制了通用性的碳水通量數據剖析技巧規范和盤算機主動化處置體系，樹立了復雜地形、植被前提下生態體系碳水通量不雅測技巧數據剖析方式論。
首創了穩固同位素原位不雅測技巧在碳、氮、水輪迴研包養網討中的利用
千煙洲站在國際上較早完成了年夜氣水汽 δ18O、δD和 CO2、δ13C 同步原位持續不雅測：研發了葉片-莖桿-泥土持續體 δ13C 不雅測體系，衝破了渦度相干與穩固同位素技巧協同不雅測的技巧瓶頸，推進了穩固同位素技巧在生態體系研討中利用；研發了泥土微生物呼吸 δ13C 全主動變溫模仿與測定體系；提出了“持續變溫培育+持續主動測定”的泥土無機質分化溫度敏理性研討的新形式；成長了斟酌溫度和水分對溫度敏感系數（Q10）影響的耦合模子，從而更正確地描寫干旱勒迫下生態體系呼吸的季候形式，以及猜測干旱勒迫下生態體系呼吸的季候變異。
提醒亞寒帶人工林生態體系碳氮出入及其影響機制
千煙洲站展開的持久生態學不雅測記載了生態體系突變性和漸變性的生態事務（圖 3），為女大生包養俱樂部猜測治理叢林效能奠基了堅實的基本。亞寒帶人工針葉林 15 年均勻生態體系凈生孩子力（NEP）為 460 g C m-2，其碳匯才包養網能遠高于冷帶和溫帶地域，無力支持了亞寒帶叢林在全球碳增匯效能中的主要位置。盡管人工造林是進步生物量和群落多樣性的有用手腕，但人工林生態體系效能面對較年夜的不斷定性，特殊是亞寒帶人工林碳庫易受極端天氣事務的影響。2008 年初春的冰雪災難，僅有 0.3% 馬尾松和 7.5% 濕地松林的地上生物量受損，但生態體系的碳匯效能卻明顯下降了近 20%。
提醒亞寒帶叢林生態體系碳氮水靜態特征及周遭的狀況生物把持機制
亞寒帶叢林與溫帶叢林分歧，季候性干旱明顯下降了人工林的碳接收才能，初春高溫是限制人工林生態體系碳交流的要害因子，生態體系包養對極端天氣事務（如干旱、冰雪等災難）的呼應具有時滯性。亞寒帶人工林凋零物層對泥土甲烷匯具有雙向調控感化：干旱時，凋零物層障礙了年夜氣甲烷進進泥土，下降了泥土對包養網甲烷氧化接收率；潮濕時，凋零物層則障礙了泥土發生的甲烷向年夜氣分散，增進了泥土對甲烷氧化接收。蒸散的把持因子在干旱和非干旱年份分歧，說明冠層導度是干旱勒迫期蒸散的重要把持原因，提醒生態體系對疾速變更的景象因子的呼應具有時滯性。說明了亞寒帶叢林生態體系碳、氮、水耦合輪迴及其對周遭的狀況變更的呼應機制，為全球變更佈景下人工林生態體系治理包養供給了主要迷信根據。該結果獲國度科技提高獎二等獎，主要結果在 PNAS 等刊物上頒發。
立異了根系—根際生態學的實際與方式系統
根系—根際生態學監測方式系統和研討收集扶植
對生態體系地下經過歷程的迷信熟悉是生態學研討的熱門和難點。千煙洲站以樹木根系為衝破口，研發了根箱、根窗等新型不雅測技巧（圖 4）。展開了地下生態學經過歷程持久定位試驗。以千煙洲站為出發點，在分歧生態體系推行了根構造效能的研討系統，并針對分歧叢林類型根系模塊的周轉和分化展開了不雅測與研討，創立了年夜陸標準的“根系生物學和生態經過歷程不雅測研討收集”（RhizoNet），為根系、泥土微生物及生態體系效能相聯絡包養網心得接觸樹立了研討平臺，立異了根系—根際生態學的包養金額實際和原位監測方式系統，自立樹立接收根效能屬性數據庫，成長了地下生態學方式實際系統。
“根系壽命模塊”學說的提出及其利用
千煙洲站基于持久亞寒帶叢林根系生態經過歷程不雅測和實際摸索，體系地成長了接收根的界說及辨別方式，提出“根系壽命模塊”學說，為定量細根發展、逝世亡、周轉及物候開辟了新標的目的，并較早將接收根模塊學說利用于根系周轉和分化等方面，進步了生態體系地下生孩子力不雅測的正確性。基于接收根模塊的新界說，測定了我國亞寒帶叢林 96 個樹種根屬性，發明根系效能屬性可從 2 個維度闡釋，即守舊的根直徑與可塑的根系分支構造。
進一個步驟剖析了根與共生真菌關系，較早地提出了菌根真菌資本互補實際。在群落標準，植物借助菌根增添了其捕捉資本的有用性和存活的能夠性，特殊是叢枝菌根真菌在調理植物種間競爭和植被群落構造方面具有主要感化。在生態體系標準，菌根類型是懂得碳氮輪迴的主要參數，外生菌根和叢枝菌根對生態體系碳氮輪迴具有明顯差別。
千煙洲站以根效能屬性為衝破口，闡釋了接收根模塊的構造和效能，不雅測和定量了根系生孩子力經過歷程，切磋了植物與微生物的協同均衡關系，為懂得叢林生態體系效能的構成機理供給了奇特視角。
提醒了年夜標準根生物地輿格式，提出了全新的植物退化實際
千煙洲站繚繞根系生物學及地下生態學要害迷信題目，將亞寒帶叢林根系構造和效能研討拓展到全球多個生物群區，在實際上獲得了嚴重原創性衝破。經由過程對全球 9 個根屬性的生物地輿格式綜合集成剖析發明，從荒涼到寒帶雨林，根效能屬性存在體系性的生物地輿格式。
基于這個格式包養網，Ma 等提出了一個全新的植物退化實際（圖 5）：在長達 4 億年的植物退化經過歷程中，地下接收根朝加倍高效、自力的標的目的退化，為物種開闢新的棲息地施展了主要感化，增進了植物的傳佈和退化。這些任務揭開了植物保存和傳佈一些隱秘的“地下規定”，對于懂得植物質源獲取戰略、生物地球化學輪迴模仿和生物多樣性維護至關主要。
說明了亞寒帶叢林地下生態學經過歷程與地上構造效能的互饋機制
提醒了亞寒帶叢林根系性命周期和分化經過歷程的周遭的狀況調控機制
繚繞叢林根系經過歷程變異性年夜、機制不明白等要害迷信題目，立異利用“根系壽命模塊”實際，提醒了接收根與運輸根性命周期（發展、逝世亡、周轉）、分化全經過歷程對氮沉降的呼應差別，為展開根系經過歷程時空與種間變異及周遭的狀況調控機制研討供給了新思緒。了了了水分和溫度分辨是亞寒帶季候性干旱叢林根系生孩子（量）與物候（機會）的主控因子，發明量與機會間的衡量是植物根系應對周遭的狀況變更的主要順應戰略 。說明了生態體系磷限制加劇是亞寒帶叢林地下生孩子力增添的要害驅動因子；率先發明根系酸不溶組分與氮離子聯合是氮沉降克制根系分化的主要道路 。從根系經過歷程角度，提醒了接收根周轉加速、分化變慢是氮沉降佈景下亞寒帶叢林泥土碳匯增添的主要構成機制。
多手腕、多視角提醒微生物介導的泥土氮轉化要害經過歷程及驅動因子
針對泥土微生物群落構造復雜、氮轉化經過歷程難猜測等題目，較早地融會 15N 同位素技巧、泥土氮轉化模子及高通量測序等手腕，發明微生物 NH4+ 輪迴在低速度 NH4+ 沉降情況下處于開放狀況，而在高銨氮沉降情況下處于耦合狀況；指明 NO3-（而非 NH4+）沉降克制泥土自養硝化與硝酸鹽固持。了了了氨氧化微生物、硝化感化及泥土酸化是氮沉降加劇亞寒帶叢林向年夜氣圈排放氧化亞氮的主控因子，對猜測叢林生態體系氮喪失風險有主要唆使意義。從氮輪迴效能微生物豐包養管道度、種群構造及酶活性多視角提醒了氮、磷添加增進亞寒帶叢林泥土氧化亞氮排放和硝酸鹽淋掉的潛伏風險，為人工林氮、磷營養治理供給了主要實際根據。
提醒了氮磷添加下亞寒帶人工林泥土和微生物經過歷程及機制
泥土生物體系碳氮交互感化及其驅念頭制是以後研討的熱門範疇。基于千煙洲站展開的持久氮磷添加把持實驗，剖析了亞寒帶人工林泥土無機質靜態的影響、泥土酶活性、微生物群落構造。研討發明氮素富集前提下，泥土無機質包養網站濃度的變更與細顆粒無機碳、礦質聯合態無機碳濃度正相干，外源氮輸出下降中國南邊亞寒帶人工林泥土無機質的礦化-腐殖化感化，晦氣于泥土無機質的積聚，但明顯轉變其化學構造。
樹立了亞寒帶人工林多目的運營技巧和實際系統
亞寒帶常綠闊葉林多樣性和生態效能保持機制
我國亞寒帶原生常綠闊葉林物種多樣性高、林分構造復雜，準確預算其叢林構造特征、摸索其構造與效能關系及物種共存機制，對多目的叢林運營治理具有主要的領導意義。經由過程對亞寒帶叢林 85 種樹木研討，發明葉片水分屬性（水汽交流模塊）與經濟學屬性（光捕捉模塊）自力變異，意味著葉片內存在 2 套自女大生包養俱樂部力變更的屬性。在分歧物種中，這 2 套屬性可以不受拘束組合，構成了葉片構造和效能多樣的分化，有助于說明寒帶-亞寒帶較高的物種多樣性，也對懂得植物生態戰略及效能多樣性有實際價值，該研討結果被 Ecology Letters 選為封面故事。在生態體系標準，發明常綠闊葉林生孩子力明顯高于同區的人工針葉純林，營養回還明顯快于針闊混交林和平地包養行情矮林等其他叢林類型，同時具有較高的氮素應用效力、固碳才能和病蟲害抵御才能。在區域標準，應用植被湊集指數，研發了新的遠包養感產物，明顯進步了亞寒帶叢林構造特征預算精度，勝利用于模仿與猜測天氣變更情形下亞寒帶叢林的分布及構造變更。
亞寒帶人工針葉林垂直構造與程度構造治理新戰略
針對亞寒帶人工林構造單一、抗逆性差、效能高等題目，千煙洲站以地帶性常綠闊葉林為參照，解析了亞寒帶常綠闊葉林群落構造構建的生物學機制及植物群落構造演化紀律；摸索了人工純林近天然改革與效能晉陞的實際系統，成長了亞寒帶人工林林木治理、林下植被治理的實際與技巧。
在林分垂直構造上衝破傳統認知，發明林下植被與喬木既競爭又協同。而林下植被同時具有主要的水土堅持效能，能緩解泥土酸化、優化泥土微生物群落構造，且人工林林下植被生態效能的施展重要是由其生物量而非多樣性決議。是以，提出“過度進步林下植被生物量”的亞寒帶人工針葉林垂直構造治理新戰略。此外，基于植物種間水分生態位、細根發展物候和營養生態位（接收偏好、根際效應）互補特徵解析，挑選出了合適于杉木和馬尾松林下保存的灌木物種。
在林分程度構造上，提醒了人工林程度構造對泥土生物肥力和水分演化的影響機制，明白了葉根凋零物輸出比和泥土個月，用事實證明女兒的身體已經被毀了。惡棍被污染的傳言是完全錯誤的。他們怎麼會知道自己還沒有行動，可是席家卻率水分耗費對林分生孩子力演化的唆使感化。發明間伐增進保存木發展的新機制：合適的間伐強度可經由過程進步葉/根凋零物輸出比例，改良泥土微食品鏈構造，從而進步泥土生物肥力；提醒在潮濕的亞寒帶針闊混交林根層水分激烈耗費會對林木發展起負反應感化，提出營建混交林時應斟酌植物水力學屬性。發明深層根系水分應包養金額用機動性是植物經濟譜的主要構成部門；解析“植物等水水平”的地上、地下協同調控機制，提出“優選補植極端等水闊葉樹種”的針葉純林初期混交化戰略（圖 6）。
亞寒帶流域-區域標準物資遷徙轉化與多經過歷程耦一起配合用機制研討
20 世紀 80 年月，千煙洲站即對九連山、興國和千煙洲生態水文輪迴經過歷程停止不雅測；近年來，構建了千煙洲-雁門水-贛江-鄱陽湖流域不雅測平臺；展開了多標準流域生態水文經過歷程不雅測研討，以及紅壤丘陵區要害帶研討任務，樹立了巖石-泥土-植被-年夜氣層多圈層不雅測系統，研討了亞寒帶紅壤丘陵區多標準流域物資輪迴經過歷程及其水文驅念頭制，體系解析了流域從垂直界面到程度界面的碳氮水的遷徙轉化經過歷程與周遭的狀況效應。
水土流掉是紅壤丘陵山區凸起的生態周遭的狀況題目。顛末持久定位不雅測，發明壤中流經過歷程顯明加劇了南邊泥土氮磷淋掉，并且壤中流中的消融性無機碳（DOC）、碳磷淋溶效應年夜于地表徑流。在小流域內，全年 70%—80% 的生物可應用磷的流掉集中在旱季，但存在滯后效應，降雨經過歷程中生物可應用磷的流掉是地域水體富養分化的重要成因。海洋和水生態體系對氮的固定、接收與流掉的需求分歧，從而招致了 2 種生態體系氮安康閾值的差別。該項研討切磋了海水生態體系的最佳碳氮磷比，用于唆使海水生態體系安康狀況。
“千煙洲形式”——增進紅壤丘陵區域生態恢復與經濟協同成長
為處所生態恢復及經濟成長供給了科技支持和形式樣板
我國南邊紅壤丘陵區受亞寒帶季風尚候把持，巖石類型多樣，以林為主，山川林田湖草體系嵌套，人地彼此感化激烈。高強度的人類運動和集約的運營治理，招致該地域水土流掉嚴重、泥土營養大批流掉，生態退步題目極端嚴重。千煙洲站以生態修復實行和生態經濟協同成長為己任，誇大生態治理的體系性、實際的利用性、學科的綜合性。顛末 40 年不竭扶植，在荒山草坡上經由過程生態恢復構成的綜合研討示范基地，創建了有名的“丘上林草丘間塘，河谷灘地果魚糧”包養俱樂部的“千煙洲形式”（圖 7）。
“千煙洲形式”較早提出平面年夜農業形式，體系集成了農林牧漁高產高效技巧，建成成長了資本綜合應用優化形式，樹立了小流域綜合甜心花園治理系統，為迷信與政策架起了一道橋梁，為處理紅黃壤區水土流掉和鄉村資本綜合開闢作出了嚴重進獻。隨后，千煙洲站承當了南邊紅黃壤地域綜合管理和農業可連續成長技巧研討的攻關義務，展開了林果經、林牧糧等資本綜合開闢要害技巧，并進一個步驟優化了該形式。近年來，迭代進級的“千煙洲形式 2.包養0”，打造出可復制、可推行的山川林田湖草-人性包養網命配合體示范樣板，辦事于國度生態文明扶植及漂亮中國“江西樣板”扶植。
“千煙洲形式”被結包養意思合國教科文組織授予全球生態修復“百佳”，進選結合國周遭的狀況署全球叢林恢復典範案例，成為生態恢復的國際樣板。此外，“千煙洲形式”還榮獲國度科包養金額技提高獎二等獎，并被寫進我國高中地輿教科書，以及進選中華國民共和國開國 50 周年景就展。
亞寒帶人工林改革、技巧集成與示范
跟著極端天氣事務頻發及強度增添，干旱勒迫加劇，亞寒帶叢林生態體系變得加倍懦弱。千煙洲站盡力踐行山川林田湖草體系管理與綠色成長的理念，展開了亞寒帶人工林生態體系的構造優化與效能晉陞及實驗示范，摸索出了亞寒帶人工林東西的品質晉陞和林區經濟和諧成長的有用道路。
人工林構造優化與效能晉陞示范。針包養條件對年夜面積針葉人工林東西的品質不高、抗性包養較差、效能低劣等題目，提出 2 個改革標的目的。 凸起木材生孩子效能樹立經濟效益較高、年夜徑材豐收林。design了間伐材積 50%、25% 和不間伐處置試驗。凸起生態與碳匯效能，構成復層異齡