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河南宝天曼定位站

时间:2019年07月31日 15:00 来源:  作者:

     一、基本情况

  类型:中国暖温带—亚热带过渡型地区森林生态系统定位研究站
  建站时间:1999-2003年
  建站地点:位于河南宝天曼国家级自然保护区内 ( 33一、基本情况
  类型:中国暖温带—亚热带过渡型地区森林生态系统定位研究站
  建站时间:1999-2003年
  建站地点:位于河南宝天曼国家级自然保护区内 ( 33°25′-- 33°33′,111°53′-- 112° )
  建站目的:揭示过渡区森林生态系统的碳循环、生物地球化学循环及生物多样性形成与维持的机制; 

二、主要仪器设备

数量/
立式压力蒸汽灭菌器 YXQ-LS-50SⅡ 1
人工气候箱 BIC-250 1
电热鼓风干燥箱 GZX-9146MBE 1
电子天平 AUY220 1
低速台式离心机 TDZ5-WS 1
体式显微镜 SZ45-ST3 1
土壤水分、温度、
电导率速测仪
WET 1
叶绿素仪 SPAD-502 1
空气温湿度计 HOBO 1
土壤原位PH计 IQ150 1
涡动协方差系统 DYNAMAX 1
便携式自动气象站 IMET ADV2 1
土壤碳通量测定系统 LI-8100 1
叶室荧光计 6400-40 1
气候梯度站 LI-7500 1
翻斗雨量计 DL2000 7
水位监测站 WM201-3000 1


三、设备及景观图片设备及景观图片

 

定位站办公楼

径流场

集水区测水堰

定位站一角

黄花菜

定位站之秋

  河南宝天曼森林生态系统定位站,隶属中国林科院森林生态环境与自然保护研究所。位于河南省内乡县宝天曼自然保护区平坊林区内,秦岭东段,伏牛山南坡,地理 坐标北纬33°25′-- 33°33′,东径111°53′-- 112°。总面积约200km2,最高峰宝天曼海拔1830m。该区位于我国北亚热带向暖温带和第二级阶梯向第三级阶梯的过渡区,属于伏牛山系。伏牛山山 脉呈西北--东南走向,是秦岭东延的山脉,故又称为东秦岭,其东西绵延长约400km,南北宽约40--70km,素称“八百里伏牛山”。

  保护区的地理位置决定了其气候明显具有东部季风区的过渡性特点,属大陆性季风气候。总辐射量平均为108.83kcal/cm2,80%的年份可获得 105kcal/cm2以上,每月之间有所差异。历年日照总时数为1934.3h,日照百分率为44%。特别是4-10月份,日照时数较长。夏季炎热,冬 季寒冷,春温回升较快,年平均气温15.1℃,年际间变化比较稳定。1月份气温最低,平均1.5℃,极端最低温-14.8℃;7月份气温最高,平均为 27.8℃,极端最高温41.2℃。夏季热期81.1天,冬季冷期73.6天。高山区无霜期160天,低山区无霜期227天。海拔800m以上地 带,≥0℃的年活动积温小于4500℃;海拔500--800m地带,≥0℃的年活动积温为4500--5000℃;海拔500m以下地区,≥0℃的年活 动积温在5000℃以上。年平均降水量885.6mm,年蒸发量991.6mm,年平均相对湿度为68%。降水有以下特点:①降水分布不均,主要表现在季 节变异上,夏季偏多且强度大,为全年总降水量的55%--62%;冬季雨少强度小,占全年降水量的4%--6%;春秋季较为适中,均占全年降水量的 19%--25%。②水热同期,日平均气温≥10℃期间的降水占全年降水量的89%。③降水变率稳定,年降水变率为17.9%,年际降水变幅不大,不易发 生干旱。

  该区主要岩石是花岗岩、石灰岩和砂岩。土壤可分为山地棕壤、山地黄棕壤和山地褐土3个土类;土壤分布与海拔高度关系密切,海拔1300m以上为山地棕 壤土类,海拔800-1300m为山地黄棕壤土类,海拔600-800m为山地褐土土类。地形特点是山麓缓长,坡势较陡,山高谷深,河谷迂回曲折。地貌以 切割程度不同的中山为主,低山为辅,河漫滩及阶地只是在低山地带才开始与陡峭对峙的悬崖交替出现,中山地带以上的河谷,主要为溪流湍急、坡度比较大的山涧 溪谷。根据成因分类,宝天曼山地包括侵蚀剥蚀构造地貌类和堆积地貌类。

  本区属长江水系,受区域构造的制约,主干水系呈北西、北东向展布。受地形影响,区内小支流多呈北东向延伸,主要水系有:①湍河,穿过保护区中部,一般 流量为3.36m3/s,流向自北西而南东,汇入汉水水系。②七潭河,流经保护区东部,一般流量4.25m3/s,最大流量113.8m3/s,流向自北 向南注入湍河。③许窑沟小溪,自北东而南西注入湍河,最小流量0.098m3/s,最大流量7.56m3/s。地下水类型主要为岩风化裂隙潜水和构造裂隙 潜水,以构造裂隙潜水埋深大,储量较为丰富。

  宝天曼所在的伏牛山脊一线是北亚热带和暖温带地带性植被的分界线。属北亚热带常绿落叶阔叶混交林带,高海拔还有落叶阔叶矮曲林,植被类型多种多样,共 有5个植被型组,11个植被型,11个植被亚型,66个群系,其植被区系地理成份以温带成份为主,热带成份占有一定比例,是第三纪古热带区系的残余植被, 具有栎类、桦类、松类等为建群种的常绿阔叶与落叶阔叶混交林、常绿针叶以及针叶阔叶混交林的生态系统,与华中、华北植被相似。

  宝天曼森林茂密,物种繁多,森林覆盖率高达95.8%,林木蓄积114万m3。尤其是核心区,天然林依然保持着过渡带山地生态系统的原始状态,自下而 上的森林植被构成了常绿阔叶树种和落叶阔叶林、针叶与落叶阔叶混交林、亚高山灌丛草甸四个较为完整清晰的垂直带谱。初步查明有植物1054属、2911 种,占河南植物总种数的70%。其中种子植物2174种,隶属于778属142科,占中国种子植物总种数的1/10,总属数的1/5,总科数的1/2。属 国家重点保护的植物18种,珍稀、特有植物52种,如连香树、香果树、独兰花、水青树、天竺桂、猬实等。大果青杆、银鹊树在河南省其他地区无分布。珍稀树 种占河南树种的88%,是河南省珍稀植物最集中、最丰富的地区。

  宝天曼自然保护区在生物多样性保护、水源涵养功能、生态安全等方面发挥着重要的作用,具有重要的保护和科研价值,在宝天曼保护区建立过渡带森林生态系统定位站,可以取得极具特色的研究成果,具有重要的理论和现实意义。

  宝天曼保护区位于北亚热带向暖温带过渡区,处于人口稠密的中原地区。中原自古就是中华民族聚居之地,自裴李岗文化以来,几乎每一寸土地都饱经百姓的开 垦和战火的蹂躏,原生的自然环境几乎破坏殆尽。宝天曼构成近乎原生的大尺度的自然生态系统。其面积辽阔,蕴藏着大量的物种资源,成为华北地区重要的生物多 样性基因库。宝天曼所属的伏牛山,是长江、黄河、淮河的分水岭,蕴藏着大量的水资源,发育了众多的河流,成为汉水、淮河、黄河中游最大的水源涵养地,也是 南水北调中线工程渠首水源的重要涵养林,对保证丹江口水库水质,减少泥沙於积,提高水质发挥着重要作用。

  宝天曼也是秦岭山脉的东南余脉,即东西过渡区。根据古生物学研究资料,我国有多次植物群的南北进退迁移,本区正处于这个迁移的中间地带,在进退迁移 中,一些植物在此形成了新的生态型。因此,宝天曼森林生态系统的组成、结构、功能及生物多样性具有特殊性。定位站,开展对过渡区气候—水文变化、森林植被 垂直和水平带动态、过渡区森林生物多样性的形成和维持机制以及全球变化下的生物多样性变化的长期监测,不仅十分紧迫而且十分必要。

  宝天曼自然保护区珍稀物种繁多,一些国内外濒临灭绝的物种发源于此。如朱鹮1937年首次发现于距宝天曼保护区不远的紫荆关;野生花卉紫斑牡丹在保护 区有成片分布,是国内野生紫斑牡丹分布最为集中、生长最为良好的地区。开展生态监测,恢复和重建退化的生态系统,可以为其它自然保护区开展同类研究提供示 范和样板。

  内乡宝天曼国家级自然保护区2001年被联合国教科文组织批准为世界生物圈保护区,是实施“人与生物圈计划”的示范性保护区,它还是国家地质公园和全国青少年科技教育基地。宝天曼自然保护区由保护完好、无人居住的核心区和实验区两部分组成。

  早在20世纪50年代,河南植物分类的奠基人河南农学院时华民副教授以及丁宝章、王遂义等教授曾到宝天曼做过多次调查;60年代,中科院植物研究所刘 继孟教授对该区进行过多次植物考察。20世纪80年代期间,原国家林业部野生动物与植物保护司、中国林业科学研究院、河南省科学院、河南农业大学、河南师 范大学与宝天曼自然保护区管理局等近20个单位进行了多学科的自然保护区综合科学考察,并编辑出版了《宝天曼自然保护区科学考察集》。20世纪90年代, 相继在宝天曼森林生态站进行了林业部重点项目“暖温带森林生物多样性保护技术研究”、中国林业科学研究院基金项目“我国暖温带森林生态系统生物多样性保护 技术研究”和国家人事部留学回国人员基金项目“暖温带森林生态系统生物多样性保护技术研究”。通过这些研究项目,开展了物种和生态系统水平的森林生物多样 性研究,涉及动植物区系调查及编目、群落数量分类与排序、种间关系、生态位、物种多样性演替动态、珍稀濒危物种保护生物学、森林生物多样性胁迫的社会经济 分析、森林生物多样性监测评价体系、区域森林生物多样性保护对策等等。

  在宝天曼森林生态站完成的博士、硕士学位论文已有多篇,并且有著作和许多学术论文发表,取得过9项省、部级科研成果。

  在观测设施建设方面,早在20世纪80年代保护区建立之初,就开始购置基本的观测设施。20世纪90年代在南阳市的支持下,宝天曼保护区在平坊正式建 立了森林气象站,开始了对森林气象的观测工作。并同时购置了百叶箱、气温计、风向风速仪等气象设备,开始积累了一些基本的研究资料。2006年,国家林业 局批复宝天曼森林生态站基础设施建设项目。目前,宝天曼森林生态定位站具有较好的野外自动观测设施和仪器设备,包括38米高的碳通量塔1座、标准气象站1 个、不同植被类型的坡面径流场6个、嵌套式集水区测流堰3个、野外观测实验楼1栋、生物多样性固定观测样地6个,其中面积在1公顷以上的固定样地2个。另 外备有美国可移动自动气象站(Compbell Scientific,Inc)、Co2 通量观测系统1套和CR10X数据采集装置,美国Licor-6400p光合测定仪、便携式土壤水分测定仪和中子水分仪各一台。生态站依托的宝天曼保护区 拥有一个综合性的自然博物馆,生态站技术依托单位有国家林业局重点开放实验室--森林生态环境重点实验室,该实验室装备有图形工作站、数字化仪、扫描仪、 静电绘图仪及多种GIS软件等分析及数据处理设备和各种有机、无机、电镜等大型先进的物理化学测试分析仪器,而且有植物、动物、昆虫标本馆。

  宝天曼生态定位站交通便利,宁西铁路从保护区旁边经过,南阳飞机场距定位站仅170公里。电力、通讯、生活用水等设施已基本完善,并已与Ineternet相连接,可以实现信息的传输、交流、管理和共享。

  宝天曼生态站主要的观测指标是:森林土壤、森林水文、森林群落和生态系统服务功能指标。

  宝天曼森林生态站的研究目标是利用现代自动观测技术和手段,采用全国森林生态定位站规范化的观测技术规程与方法,通过长期的定位研究,揭示过渡区森林 生态系统的碳氮循环、生物地球化学循环及生物多样性形成与维持机制,阐明过渡区森林生态与水热条件、物质与能量循环、生物量与生产力及不同树种的种内和种 间关系,并探索全球变化下的森林生态系统演替动态及其对气候变化的响应机制,揭示东部森林样带宝天曼森林生态系统的形成原因及对气候适应和变化,快速、准 确地预测区域资源与环境的发展趋势,提供和积累生态系统研究网络在这一地带的基础数据,为生态过渡区森林资源的保护与合理开发利用提供科学依据。

五、研究队伍
  站长:刘世荣(首席专家、研究员、博士生导师)
  副站长:朱学灵(高工,河南宝天曼科研监测中心)
  研究成员:栾军伟博士、吴明作副教授、刘晓静工程师、姚松工程师、田野助工、李荣臣、杨新芳、吴垠。

六、联系方式
  通信地址:北京市海淀区颐和园后东小府2号院中国林科院森环森保所
  邮政编码:100091
  电话:010-62889311
  Email: liusr@caf.ac.cn