中国科学院贡嘎山高山生态系统观测实验站

中国科学院贡嘎山高山生态系统观测实验站

最近更新时间:2024/3/18 9:24:59

       中国科学院贡嘎山高山生态系统观测试验站(以下简称贡嘎山站)隶属于中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所(以下简称中科院山地所)。贡嘎山站建于1987年,位于横断山最高峰贡嘎山东坡海螺沟景区内,由磨西基地站(1600 m)、三营野外观测站(3000 m)、新兴示范基地和雅家埂垂直地带性观测样地构成,是集山地生态、土壤、水文、气候、冰川为一体的综合性实验研究基地,拥有完善的高山/亚高山垂直带谱观测研究体系。
       
 1990年,加入中国生态系统研究网络(CERN)。 
      ♦ 2002年,加入国家野外科学观测研究站(CNERN)。
      ♦ 2013年,加入中国通量观测研究联盟(China-FLUX)。
      ♦ 2014年,加入中国科学院高寒区地表过程与环境观测研究网络(简称高寒网,HORN)。

 

(贡嘎山站1600米基地站) (贡嘎山3000米野外站)

 

 

科学定位与研究领域

 

总体定位

       贡嘎山站立足青藏高原东缘及横断山区,瞄准亚高山森林生态系统在青藏高原东部地区生态环境保护与区域可持续发展中的重要性,突出变化环境下亚高山森林生态系统的演变及生态功能稳定的综合研究。同时,针对国家重大发展战略实施的区域应对需求,从促进区域绿色发展、推进国家重要生态屏障保育、加快西南山区生态文明建设、保障国家重大工程安全等角度,不断发展西南山区生态保护与经济发展协调的生态经济发展模式与技术体系,积极探索全球变化与重大工程扰动协同作用下西南山区资源可持续优化利用途径与生态保护高效技术集成体系。

 

(贡嘎山站区域特征)

 

研究领域

       贡嘎山站当前及今后一段时期内主要围绕以下四个学科方向进行建设和发展:
        (1)高山、亚高山生态系统对变化环境的响应与适应;
        (2)山地生态系统物质循环、空间分异与生态功能维持机制;
        (3)山地环境演化与生态系统影响;
        (4)山地资源开发利用与保护。

 

(贡嘎山站主要研究领域和研究方向)

 

 

观测体系、设备设施与人员构成

 

观测体系、设备设施与人员构成

       贡嘎山站观测范围从海拔1600m的农业区到海拔4500m的雪线附近,共有18个长期观测场,53个实验样地,总面积31.1公顷,大致可分为以下三部分。
(1)亚高山暗针叶林长期观测样地
       亚高山暗针叶林是贡嘎山站最重要的研究对象,贡嘎山站自1999年起就在这里建立了8个长期观测样地(图4),并开展水、土、气、生四大要素的连续观测。其目的是希望通过系统研究暗针叶林生态系统的结构、功能及其调控机理,重建稳定的、结构合理的、高生产力的森林生态系统的试验与示范研究,为贡嘎山地区乃至青藏高原东部广大高山深谷地区森林资源的开发与保护提供科学依据和技术支撑。

 

(暗针叶林长期观测样地布置图) (3000米野外站俯瞰图)

 

 

(2)山地垂直带谱观测样带
       贡嘎山地势高差悬殊,在29公里距离内,从河谷到顶峰高差达6500m,特定的地理环境和特殊的气候条件,形成了包含干热河谷、农业区、阔叶林、针叶林、高山灌丛、高寒草甸和高山流石滩在内的丰富的山地垂直带谱。贡嘎山自建站以来,就积极开展多带谱研究工作,目前已基本形成了以贡嘎山东坡海螺沟和北坡雅家梗两大山地垂直梯度样带监测网络布局。
       其中,在贡嘎山东坡海螺沟流域内主要开展冰川、水文、森林生态学、植物生理生态学等学科领域的观测研究,从海拔1600米到4300米设置有一系列梯度样地:计有长期森林观测样地4处(不含暗针叶林样地),气象观测场2处(20m*20m),地表径流观测场1处,水文断面观测站4处,野外实验样地32处,总面积约12.7公顷。   
       此外,在贡嘎山北坡雅家梗从海拔3000m到4600m每隔350m设置了一系列梯度样地,主要研究高山林线、高山灌丛和高山草甸对全球变化的响应与适应,共有野外观测实验场12处,总面积约4.4公顷。贡嘎山站垂直帯谱观测试验体系大致如图3所示。

 

(贡嘎山站垂直帯谱观测试验体系分布)

 

(3)冰川退缩区植被原生演替样带
       海螺沟冰川位于贡嘎山东坡,属于典型季风海洋性冰川,水热条件好,冰川消融速度快,自小冰期以来开始退缩,没有冰进过程,形成了一个完整的从裸地到先锋群落再到顶级群落的连续植被原生演替序列,近百年来土壤为连续成土过程,成为研究植被原生演替过程理论的理想场所。近130年来,海螺沟冰川退缩区域形成的连续演替进程,可以划分为6个阶段,每个阶段均设置了长期观测样地和实验样地,总面积约6公顷。现已开展植被原生演替与气候变化的关系、土壤的演替序列、土壤呼吸和磷的生物地球化学循环等方面研究。

 

(海螺沟冰川退缩区植被原生演替序列)

 

设备设施

       站区拥有野外观测、化学分析和计算机等仪器设备共计200余套,建有地表径流观测场1处,人工气象站2处,自动气象站2处,移动气象站7套, 30 米森林通量观测塔4座,水文断面观测站4处。磨西1600米站拥有生物地球化学实验室、微生物实验室、植物生理实验室、水文实验室,配备大量的先进实验仪器,如:多功能水质分析仪、液态水同位素分析仪、水体碳氮分析仪、土壤碳氮转化速率测量系统、气相色谱仪、土壤碳通量自动测量系统Li-8100和Li-8400等,具有进行山地环境学和森林生态研究与试验的基本观测和实验分析条件。

 

(野外定点观测仪器设备)

 

 

(贡嘎山站实验楼及室内分析仪器设备)

 

人员构成及研究领域

       贡嘎山站现有科研与支撑岗位成员23人(研究岗位19人,支撑岗位5人),其中研究员13人(包括4位中科院百人计划),副研究员/高级工程师3人,助理研究员4人,工程师3人。

 

 

合作与交流

 

       贡嘎山站一直坚持开放办站的方针,十分注重对外合作与交流,建站以来吸引了国内外众多从事山地科学、气候变化、冰冻圈和生态研究等领域的科研人员来站开展研究。近年来,先后有来自美国、英国、德国、加拿大、日本等23个国家51个国外科研机构的相关研究人员到我站进行访问交流;其中,美国科罗拉多州大学、德国慕尼黑工业大学、挪威卑尔根大学和国际原子能机构与我站建立了良好的合作关系。同时,还有包括北京大学、清华大学、武汉大学、中国林科院等44家国内高校和研究机构到贡嘎山站开展合作研究。此外,我站还为国内外科研人员提供仪器共享、实物资源、信息资源访问与下载等方面的服务,过去五年间,有40余名外单位硕博士研究生依托我站研究平台和数据完成学业。

 

     
(国际合作与交流)

 

       此外,贡嘎山东坡具有从干热河谷-阔叶林-针阔混交林-针叶林-高山灌丛-高寒草甸-多年冰雪带的完整生态景观,是丰富的山地生态环境博物馆。过去5年间,贡嘎山站举办有关青藏高原科考、海洋性冰川特征、冰川退缩区植被原生演替动态等方面的科普报告30余场,受众2000余人,取得较好的社会反响。

 

       
(科普活动)

 

 

Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences

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