中亞熱帶森林和氣候變化

中亞熱帶森林和氣候變化



一.  科考項目概述


研究領域:

生物多樣性和氣候變化

研究目的:

本研究將對亞熱帶森林生物多樣性的監測、維持機制及生態系統功能進行深入研究;在全球氣候變化的背景下,對亞熱帶全球氣候變化的趨勢、氣候變化與森林碳庫的變化與機制、生物多樣性對氣候變化的響應格局和機制進行深入研究,為退化生態系統恢復、森林經營、生物多樣性保護、自然保護區規劃和管理提供科學依據,以及森林的科學經營和管理有更深入的闡述,對實現自然、社會、經濟可持續發展亞熱帶生物多樣性保護、森林的可持續管理及提高我們應對全球化氣候變化的能力有重要意義。


本項目成果已在國內外學術雜志上發表學術論文有40余篇,其中在《生態學》刊物上發表論文一篇,以古田山為關鍵詞搜到的SCI文獻已有7,中國知網收錄的和古田山相關的科技文獻已有114篇。


長期動態定量監測和分析中國亞熱帶常綠闊葉林的生物多樣性時空格局變化的碳匯功能和緩解氣候變化的貢獻及森林生物多樣性生態對全球氣候變化的響應,為生物多樣性保護氣候變化應對方案提供科學依據。


科研單位:中國科學院古田山森林生物多樣性與氣候變化研究站


集合地點:婺源高鐵站


科考地點:古田山國家級自然保護區


體力要求:中等強度,徒步2個小時左右,站立2個小時,下蹲1個小時左右,徒步行走和上下山,海拔高差300米左右


科考隊人數: 14


科考天數:7天(抵達和離開婺源高鐵站)


首席科學家:馬克平研究員,國際生物多樣性計劃中國委員會秘書長、中國科學院生物多樣性委員會秘書長、國際自然保護聯盟亞洲區主席。


項目簡介:


世界上數十億人口的生活依賴于森林資源 - 森林給人類提供食品、居住、燃料、中藥材、水土保持、精華空氣和涵養水源。森林是陸地生態系統中生物多樣性最豐富的生態系統,保護著地球的生態遺產。森林生態系統中有豐富多彩的自然景觀,在文化和社會多樣性中扮演者十分重要的角色,并為森林社區的人民提供生計來源。在亞洲第一、世界領先的中國科學院植物研究所古田山森林生物多樣性與氣候變化生態系統定位研究站,您將學習到許多野外考察技術、生物多樣性監測的技術和方法,來獲取準確的觀測數據,監控覆蓋大片受破壞森林的保護站,協助科學家調查研究生物多樣性和氣候變化對一些世界上最重要脆弱的生態系統的影響。


中國的森林的95%都是次生林或人工林,這些森林生物多樣性和碳匯功能現狀,在氣候變化情況下,是如何應對氣候變化、森林物種的遷徙和物種組成和結構變化的趨勢和驅動因素的改變,相應的及其對生態系統的碳匯的影響等,對如何可持續的管理這些寶貴的森林資源,帶來了巨大的挑戰。因此,研究和探索森林生物多樣性這些碳庫對氣候變化的響應以及反過來對氣候又帶來哪些影響等,是一個亟待解決的全球性課題。


中國擁有作為世界上唯一擁有獨特的大面積原始亞熱帶常綠闊葉林森林的國家,面積占國土面積的四分之一,在森林與氣候變化領域的研究,在應對全球氣候變化方面,具有重要的科學意義!對中國生態安全和可持續發展具有重要意義!


然而,氣候和森林生態系統都因其極高的復雜度和交互性而難以預測。本次計劃旨在監測不同森林類型生物多樣性和碳匯的變化,試圖解讀亞熱帶森林生物多樣性和碳匯功能在不同人類活動下人為行為對亞熱帶森林受氣候影響碳收集產生的影響氣候變化的響應格局和機制,并監測本地森林的動態狀況以期預測未來發展趨勢。


守望地球與中國科學院植物研究所古田山森林生物多樣性與氣候變化研究站合作,動員野外科研志愿者們為森林生態學研究和監測,提供了嚴謹的幫助,在科學家的帶領下,與他們手把手地一起工作,測量樹木資料進行野外觀測和考察,收集關鍵數據,為生物多樣性監測和科學研究提供切實的幫助,同時認識自然、開闊視野,提升自我。 您將作為極少數參與此計劃的守望地球野外科研志愿者,為緩解氣候變化對全球森林生態的影響做出寶貴貢獻。



野外科研具體內容

1.不同森林群落種子雨、森林凋落物監測和的動態研究

科研意義:種子是森林群落更新演替的基礎,也是許多森林動物的食物來源,對森林組成、結構和功能的維持有重要的作用;凋落物通過土壤動物、微生物分解釋放CO2、礦質元素和土壤有機質,是森林碳庫的重要來源;是土壤肥力、土壤結構形成的基礎;是土壤動物、微生物等地下生物多樣性的物質基礎;在森林的能量流動和物種循環中發揮著重要作用。因此,監測森林群落種子雨、凋落物時空動態變化,是研究不同森林物種組成和結構形成機制、森林碳匯功能,研究森林生物多樣性和生態系統功能對全球氣候變化響應、預測未來趨勢的重要依據;是制定生物多樣性保護策略、應對氣候變化的科學依據之一。森林凋落物的研究是森林生態系統養分生物循環的重要環節,而分解過程中所釋放的CO2 是全球碳收支的重要組分,開展森林凋落物的研究是充分認識森林生態系統結構和功能的基礎。通過凋落物季節動態的收集可以獲得森林除樹干外其他生命組織的年生產力總量及各月分配動態。

1.1 種子雨、凋落物的收集

1)任務


a. 在人類活動不同的森林監測樣地設置了313個種子雨收集器,每周一次,收集每個收集中的所有種子、花、果和枯枝、落葉、樹皮、蟲糞等凋落物。


b. 將收集的種子雨、凋落物放入烘箱,80℃烘干960分鐘。


2)活動內容


a. 講解種子雨收集器的制作方法、野外樣地設置的方案。


b. 講解所去目標樣地森林群落類型的物種組成和結構特征及碳庫狀況,根據現場情況,爭取去更多的森林類型。


c. 講解示范種子雨、凋落物收集的規范、注意事項。


d. 分組進行種子雨、凋落物的收集。



1.2 種子雨、凋落物的鑒定和分類


1)任務


把烘干的種子雨、凋落物樣品取出,將種子、花等繁殖體鑒定到種,并分別計數和稱量;將凋落物鑒定到甜櫧、木荷等9個樣地的優勢種,其余的分為常綠、落葉、針葉、木質殘體及其它,并分別稱量、記錄。視科考隊員以及時間情況而定, 科考隊員將參與考察和收集兩塊距離較遠的樣地。


任務1:上山回收凋落物


任務2:站內分揀、分解回收回來的凋落物


2)科研內容


a. 簡介種子雨、凋落物分類、鑒定對生物多樣性和氣候變化研究的意義。


b. 講解種子雨、凋落物分類、鑒定的方法,稱量和記錄的規范。


c. 在老師的指導下,學習分類和鑒定,并逐步獨立進行工作。


3)工作步驟:采用收割方法。在生長高峰期( 8 月), 參與者們將會布置 5  1 x 1 m 小型試驗田以收集并稱重新鮮廢物。一份 200 克的樣本將被帶回實驗室并分類(樹枝,葉子,花朵,果實,外皮,塵土等)。這些樣品將在 65 攝氏度恒溫箱中被烘干,之后稱重并與鮮重比較。數據將會被記錄在“近期凋零物數量數據表”中。

 


1.3 凋落物 (Leaf Litter) 框安裝


1)工作步驟:將制作凋落物框所用的 PVC 管和紗網等,帶到安裝地點( 20 公頃大樣地或綜合觀測場),現場根據地形剪裁 PVC 管支架和紗網,組裝成 0.75m×0.75m 20 公頃大樣地)或 1 m×1m(綜合觀測場)的凋落物框,并安裝固定在樣地中。


2)人力資源安排:凋落物框的搬運、剪裁、組裝和安放10 /, 時間4 小時/半天(往返一小時左右);能爬山、動手能力強的科考隊員為最佳。


亞洲黑熊


 2.保護區全境古田山森林生物動物多樣性紅外相機全境網格化監測


1)科研意義:本項目為監測森林動物多樣性的分布格局和變化規律,將整個保護區劃分為931x1平方公里網格,每個網格設置一臺紅外相機,連續監測森林動物的物種組成、數量特征及時空變化規律。


2)科研任務:


初步鑒定收集到紅外相機監測照片,為科學家進一步準確鑒定物種進行準備。


3)科研內容:


a. 講解項目的意義、內容、設計方案


b. 參訪紅外相機布設位點、講解紅外相機位點的選擇及示范布設的方法。


c. 講解從紅外相機照片中初步鑒定物種的方法。


d. 在科研人員協助下,獨立開展工作。監測動物現狀。定期對93個紅外相機更換電池和儲存卡,整理和解讀儲存卡里的照片。


黃麂


 3.森林大樣地樹木胸徑量測:物種生長監測


1)科研意義: 樹木的生長速率是重要的功能特征之一,也是物種重要的生存策略;影響不同物種的共存,決定森林碳庫的大小和碳通量的變化;樹木生長速率的變化也是生物多樣性和森林碳匯功能對氣候變化響應的重要機制。本項目在24公頃大樣地和121公頃輔助樣地選擇3900個不同物種不同徑階大小的個體進行連續生長監測。


2)科研任務:測量目標監測樹木個體的生長速率。


3)科研內容:


a.講解樹木生長監測的設計方案和意義


b.講解樹木生長監測的規范和示范測量


c.在科研人員指導下練習測量并逐步獨立工作。


在樣地里對每一棵樹的地面以上樹干1.3米高處,量測樹木胸徑,以測量樹木的生長量,然后推算出森林的碳匯量,就全球氣候變化對不同森林結構及固碳能力的影響,以及為應對全球氣候變化對森林影響采取的措施等。


三.科考地區


本次科考地點在古田山國家級自然保護區,地處浙江省開化縣蘇莊鎮境內,該區位于中亞熱帶,分布著世界少有的中亞熱帶低海拔常綠闊葉老齡林,為典型的地帶性植被,主要保護國家珍稀瀕危動物白頸長尾雉、黑麂及其原生態的森林生態系統為主、野生動物類型的國家級自然保護區,總面積8107公頃。地理優勢獨特,生物資源豐富,為森林的長期生態多樣性動態監測和機理研究提供最優平臺。


保護區內現有白頸長尾雉種群數量達到了500-600只、黑麂種群數量約300-400只、白鷴約1200只,此外還有云豹、黑熊等等。保護區內共有兩棲爬行類77種,鳥類211種、獸類58種。其中,國家重點保護動物43種,省重點保護動物46種。2014年,還發現了全球十大新發現物種之一----蟻墻蜂。

 

白鷴


四.科考日程


第一天


14:00 守望地球野外科研志愿者科考隊到婺源高鐵站到達出口集合


17:00入住古田山科考站,修整,晚餐


19:00-20:00破冰:本次科考意義、科考隊員分組及安排、安全事項等。



第二天


08:30-09:00早飯。


09:0012:00科考講座:詳細介紹臺站的監測研究平臺,闡述項目的背景意義、本期活動的內容、方案,及工作的預期成果和意義


12:00-13:00午餐


13:30-17:30參觀熟悉臺站、保護區;實地考察和體驗世界獨特的中亞熱帶典型低海拔常綠闊葉林豐富的生物多樣性和碳匯功能;實地考察體驗臺站綜合立體監測平臺的監測內容。


17:30-19:00  返回并晚餐。


19:30-20:30 科考數據資料整理、小結



第三天


08:30-09:00早飯。


09:00 - 12:30野外科考:


課題:野外收集種子雨、凋落物。(任務1、 在人類活動不同的森林監測樣地設置了 313個種子雨收集器,每周一次,收集每個收集中的所有種子、花、果和枯枝、落葉、樹皮、蟲糞等凋落物。任務2、將收集的種子雨、凋落物放入烘箱,80℃烘干960分鐘)


12:30-13:30午飯并午休。


13:3017:30野外科考:


課題:野外收集種子雨、凋落物。(任務1、 在人類活動不同的森林監測樣地設置了 313個種子雨收集器,每周一次,收集每個收集中的所有種子、花、果和枯枝、落葉、樹皮、蟲糞等凋落物。任務2、將收集的種子雨、凋落物放入烘箱,80℃烘干960分鐘)


17:30-19:00  返回并晚餐。


19:00-20:00 科考數據錄入整理、分享心得


 


第四天


08:30-09:00早飯。


09:00 - 12:30野外科考:


課題:種子雨凋落物的鑒定和分類;動物物種初步鑒定。(任務1、把烘干的種子雨、凋落物樣品取出,將種子、花等繁殖體鑒定到種,并分別計數和稱量;將凋落物鑒定到甜櫧、木荷等9個樣地的優勢種,其余的分為常綠、落葉、針葉、木質殘體及其它,并分別稱量、記錄。任務2、初步鑒定收集到紅外相機監測照片,為進一步科學家準確鑒定物種進行準備)


12:30-13:30午飯并午休。


13:3017:30野外科考:


課題:種子雨凋落物的鑒定和分類;動物物種初步鑒定。(任務1、把烘干的種子雨、凋落物樣品取出,將種子、花等繁殖體鑒定到種,并分別計數和稱量;將凋落物鑒定到甜櫧、木荷等9個樣地的優勢種,其余的分為常綠、落葉、針葉、木質殘體及其它,并分別稱量、記錄。任務2、初步鑒定收集到紅外相機監測照片,為進一步科學家準確鑒定物種進行準備)


17:30-19:00  返回并晚餐。


19:00-20:00 科考數據錄入整理、分享心得



第五天


08:30-09:00早飯。


09:00 - 12:30野外科考:


課題:森林大樣地樹木胸徑量測(物種生長監測)


(任務:測量目標監測樹木個體的生長速率)


12:30-13:30午飯并午休。


13:3017:30野外科考:


課題:森林大樣地樹木胸徑量測(物種生長監測)


(任務:測量目標監測樹木個體的生長速率)


17:30-19:00  返回并晚餐。


19:00-20:00 科考數據錄入整理、分享心得。



第六天


08:30-09:00早飯。


09:00-17:00參觀中國最美的鄉村之一 婺源


18:00-21:00總結會及告別晚宴



第七天


08:30-09:00  早餐


09:00-11:00前往婺源高鐵站,結束科考,踏上返程之旅


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