长期监测与创新研究阐明森林生态系统功能形成过程与机理

创新是引领学科发展的动力源泉。在中科院、国家科技部、国家自然科学基金委和广东省的长期支持下,中科院华南植物园鼎湖山森林生态系统定位研究站(以下简称"鼎湖山站")以长期监测与创新研究为手段,发现成熟森林土壤持续积累有机碳现象,从宏观到微观的不同尺度阐明森林土壤积累有机碳的机理及其驱动机制,引领森林生态系统碳氮水循环过程及其耦合对环境变化的响应与适应规律的研究,推动生态系统非平衡理论的建立;科学量化了全国森林生态系统碳汇现状与潜力,为国家环境外交提供了重要的科学支撑;提出森林与产水量的全球模式并精确给出了控制产水量气候与流域特征参数的临界值,为"森林与产水量"关系的争论提供了新的阐释;发现常绿阔叶林群落适应气候变化在过去30年向灌丛化方向演替并阐明其受主要环境因子影响的机理。研究成果为森林固碳与水资源效应的科学评估、自然保护区和生态环境建设的国家需求提供了理论支撑。鼎湖山站成为国内外无可替代的野外科技支撑平台和国际著名的森林生态系统科学研究基地,也是中科院和广东地区生态学人才培养基地。     

华北山前平原农田关键带观测研究平台（栾城关键带观测平台）

中国科学院栾城农业生态系统试验站(以下简称"栾城站")位于华北太行山前冲洪积平原的中段,是地下水灌区高产农业生态类型的典型代表。由于近几十年来大规模、高强度的农业生产,区域地下水超采严重,地下水污染风险加剧。然而,人类活动影响下的地表生态系统与地下含水层被厚包气带隔开,地表农业生产活动对地下水水量和水质的影响机理尚不明确。目前,开展贯穿整个包气带的原位监测试验,是揭示这一过程机理的唯一途径。因此,建立大型农田关键带观测平台,是开展农业与地下水关系研究的重要需求。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,栾城站建设的"栾城关键带观测平台",通过对作物根系层—深层包气带—饱和带的土壤水、热、溶质等关键要素和变量的监测,可开展水分、溶质和污染物在厚包气带内的运移、转化规律研究,揭示饱和—非饱和过渡带水文过程及其与地下水补给关系,阐明农田生产活动的水肥迁移、转化及其对地下水量质变化的影响机制,为回答地表过程对地下水量质演化影响机理提供实验平台支持。