中国科学院神农架生物多样性定位研究站
中国科学院植物研究所     
中国科学院植物研究所 北京 100093
Shennongjia Biodiversity Research Station, Chinese Academy of Sciences
Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences

中国科学院神农架生物多样性定位研究站(以下简称“神农架站”)于1994年建站,隶属于中国科学院植物研究所,现为中国科学院生态系统研究网络(CERN)和国家野外科学观测研究网络(CNERN)成员,长江三峡工程生态与环境监测网络的重点站。神农架站区位于鄂西神农架地区(东经110°03′—110°34′,北纬31°19′—31°36′,海拔420—3105 m),属秦巴山地常绿—落叶阔叶林生态区,以北亚热带常绿落叶阔叶混交林为主,代表了秦巴山地地带性森林生态系统类型。

神农架地区植被垂直带谱完整,不仅是全球14个具有国际意义的生物多样性保护与研究关键地区之一,还是三峡工程和南水北调中线工程集水区的关键地段。神农架站区所在的神农架国家公园是全国首批9个国家公园体制试点之一,在我国生态文明建设中具有不可替代的重要地位。

1 研究目标和定位

神农架站以保护生态学为主线,结合国家生态环境建设的需求,开展生物多样性保育研究,重点在神农架地区及长江流域进行生物多样性监测和保育研究。神农架站同时开展亚热带森林生态系统结构、功能和管理的研究,以揭示我国东部中亚热带和北亚热带森林植被的动态规律及环境演变,为天然林保护和退耕还林,以及长江中下游生态服务和生态安全提供科学支撑。

主要研究方向包括:

(1)生态系统结构和功能。北亚热带山地森林生态系统结构、功能及其稳定性维持机制。

(2)生态保护和恢复。生物多样性的维持机制和濒危物种保育,生态系统的退化机制及其恢复实践。

2 研究成果与科学贡献

建站25年来,神农架站围绕生物多样性保育和森林生态系统结构、功能、管理等,开展了大量监测和研究工作,具有丰富的科研积累。在海拔梯度上物种多样性分布格局、物种多样性和遗传多样性关系、气候变化对动植物互惠关系与森林生态系统的功能稳定性影响、冰冻雪灾等极端气候事件影响下森林的结构动态、森林物种功能性状、土壤呼吸对气候因子的敏感性等方面,取得了显著进展,在国内外同行中产生了较大影响。神农架站围绕国家公园建设、三峡库区消落带植被恢复和当地生态建设作出了突出贡献。

截至目前,神农架站研究人员已发表论文580余篇,出版专著14部,获教育部自然科学进步奖二等奖2项,主持国家科技基础性工作专项、国家重点研发计划课题、中国科学院战略性先导科技专项课题、国家自然科学基金重点项目、中国科学院知识创新工程重要方向项目等重要项目。

主要科学成果:

(1)揭示了北亚热带森林生物多样性及物种共存机制,发现干扰打破了群落物种多样性和遗传多样性的正相关关系。

(2)长期监测与野外实验揭示亚热带典型森林结构、功能及其稳定性维持机制。

(3)主导国家尺度的灌丛生态系统调查和植被志编研,推动植被生态学领域的科技基础性工作。

(4)为世界遗产申报和国家公园建设提供科技支撑和服务。

3 人才培养与队伍建设

神农架站现有研究人员2 3人、技术支撑人员3人、项目聘用3人、辅助人员1人。青年人才脱颖而出,其中:6人晋升为高级职称,3人入选中国科学院青年创新促进会会员,1人获得教育部科技进步奖二等奖1次,3人获中国科学院CERN“十佳青年优秀论文”,3人荣获中国动物学会优秀青年工作者称号和青年科技奖,1人被中国科协评为“全国首席科学传播专家”。

近年来,神农架站共培养研究生180名,其中博士后10人,获博士学位73人,获硕士学位97人;目前在读博士生8人,硕士生6人。优秀研究生人才辈出:2人获国家奖学金,5人获国家公派研究生留学项目资助,12人获得中国科学院“三好学生”称号等。

4 科研能力与技术平台

经过多年发展,神农架站已建设成为具备良好的实验样地、科研设施、仪器设备、实验室、完善的无线网络数据传输系统及后勤保障条件的国际科研平台。神农架站拥有1公顷的国有土地使用权,建有实验楼、综合楼、食堂等科研、生活基础设施;建有会议室、活动室、档案室、标本库、样品库等辅助设施;建有气象场、不同演替系列森林的永久样地、径流场、氮沉降实验地、酸沉降实验地、开顶箱(OTC)垂直位移增温实验装置、降雨控制实验平台等,以及相关科研设施。神农架站主要仪器设备有:气相色谱仪、Lico 6400光合测定系统、Lico 8100呼吸测定系统、水体碳氮分析仪、多参数水质分析仪、全自动化学分析仪等约80台/套。

神农架站现已建成植物和土壤样品库,并存储植物与土壤样品共6万余份;建有6个长期生态监测场地和4个大型科研实验场地,实验场地和设施维护良好正常运行,确保有效支撑科研和示范工作的开展。目前,正在建设神农架垂直带谱研究平台,目的是打造“长期-连续-多类群-多尺度”的神农架森林垂直带谱研究设施,建立秦巴山地生物多样性及其功能的科研基地平台,建成引领国内生物多样性和森林生态系统精细观测和试验研究的先进科学装置。

5 开放与交流

神农架站独特的区位优势、完善的平台设施、丰富的研究积累和优秀的成果产出,吸引了越来越多的国内外科研人员到神农架站寻求合作研究和开展学术交流。

建站以来,神农架站一直坚持开放办站、合作交流的宗旨,与国内外多所高校和相关科研单位开展合作研究及与学术交流。近5年来,神农架站与加拿大麦吉尔大学、英国牛津大学、日本北海道大学、美国杜克大学、澳大利亚国立大学,以及北京大学、北京林业大学、武汉大学、中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院遥感与数字地球研究所等30多家国内外科研机构开展合作研究与学术交流;平台开放与服务成效显著,向100多家国内外科研机构、高校、各级政府、企业、林场等提供试验设施、观测设备、技术支持、数据、样品和标本、科普基地等16项重要科研服务。2013—2017年连续5年在国家生态系统野外科学观测研究站服务绩效评估中获评“优秀”,在2019年科学技术部105个国家生态系统野外科学观测研究站综合评估中获评“优秀”。