祁连山生态水文研究成果

随着人类数量的增加，由此带来的农业、工业、城市化等经济的快速发展，人类对自然资源的索取变本加厉，使得地球不堪重负，特别是作为陆地上最大的生态系统——森林生态系统，面临着系统内物种的消失、生态服务功能的降低、环境污染、森林被砍伐、全球气候变化等一系列不良影响，森林面临越来越严重的破坏，生态功能退化或丧失。森林生态系统的变化引起了全球生态学家们和科研机构的极大关注，对这个问题的解决，需要大量的科学数据进行生态过程和机理的研究，以大型固定样地（动态观测大样地）进行森林生态监测受到了越来越多的关注，为监测森林的变化过程、变化的影响以及可能采取的应对措施提供了数据支撑。

在国外，利用动态观测大样地开展科研工作较早，1975年，在哥斯达黎加的干旱森林生态系统建立了13 hm2的大样地［11］。1980年，美国Smithonian研究院热带森林研究所（Smithonian Tropical Researcher Institute）热带森林科学研究中心（the Center for Tropical Forest Science，CTFS）巴洛科罗拉多岛（Barro Colorado Island）建立了50 hm2大样地，并建立了森林监测网络，标志着国外森林动态监测工作的开始。自此开始，截至2014年，在全球的6大洲24个国家，建立了63个动态观测大样地，涉及10000个种，600万棵树，发表相关论文500多篇，包括在《Ecology Letter》《Ecology》《Ecography》《American Naturalist》《Journal of Ecology》等主流期刊上发表论文多篇，出版专著20多本，如《FOREST ECONOMICS》《PASOH 50-HA PLOT DATA BOOK》《LAMBIR 52-HA PLOT DATA BOOK》等［12］，在生态学领域起到了很大的影响。研究成果主要集中在以下几个方面：亚洲季节性干旱森林生态和保护［13］；森林种群生态学和空间分布格局研究［14］；物种多样性维持机制，诸如“中度干扰假说”［15］、“生态位分化理论”［16］、“Janzen和Cinnell假说”［17］、“幼苗补充限制假说”［18］等假说的论证和质疑；气候变化对森林的响应［19］；采伐与生境片段化的效应［20］等，对传统生态学一些理论提出了质疑和创新。这些研究成果为世界各国森林动态观测大样地建设制定了统一标准，为国际交流和合作建立了良好的平台，也为其他国家和地区的动态观测大样地提供了理论支撑。

森林动态观测大样地是指在典型森林地段建立的面积为6 hm2以上，用于观测森林生态系统物种组成、空间分布格局及其对生境的响应、森林种子雨散布、幼苗更新动态变化过程等所设置的永久性固定样地［21］。2004年，中国云南西双版纳首次建立了森林动态观测大样地，截至2014年底，已在中国的温带、热带和亚热带共建立了13个大型固定样地［22］，而且主样地旁边建有若干个辅助样地，涉及1357个种，117万棵树，涵盖了不同纬度带的森林植被类型，包括常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔混交林以及热带雨林。发表相关论文200多篇，其中SCI论文100多篇，包括一些知名期刊，如《Ecology Letters》《Ecology》等。森林动态观测大样地已成为我国生态学发展的重要平台，同时也带动了国家林业局、教育部和环保部门的大样地建设［23］，以公顷样地为主的森林生物多样性监测受到越来越多人的关注，为人们了解生物多样性的变化及其影响，理解物种共存机制等提供了翔实的数据，是对CFTS监测网络的有机补充。(www.xing528.com)

经过10年的发展，通过建立的森林动态观测大样地为研究试验地，出现了富有新发现的研究成果：裴男才等［24］采用国际通用的叶绿体基因条形码片段（rbcL、matK、trnH-psbA），发现基于全球13个森林大样地1270多种木本植物的物种辨别成功率在84％以上，进而提出植物物种辨别效果与近缘类群有显著关联。陈云等［25］对宝天曼自然保护区不同生活型物种与土壤相关性分析发现，土壤理化性质对物种分布有重要影响，支持物种共存机制中的生态位理论。刘妍妍等［26］对凉水国家级自然保护区阔叶红松林林隙对幼苗建立的影响研究发现，林隙对幼苗的建立具有显著的促进作用。房帅等［27］对长白山阔叶红松林不同空间尺度的功能性状与系统发育结构的研究表明，非中性过程在对阔叶红松林的生物多样性维持中具有重要作用。张娜等［28］对浙江天童常绿阔叶林土壤pH值、养分及其与地形的关系研究表明，地形因子可在一定程度上解释土壤性质的空间变异。闫慧等［29］采用探地雷达技术对浙江古田山24 hm2样地粗根（直径＞1.5 cm）分布和生物量进行了测定。尽管研究内容相对分散，包括跨区域尺度或全球尺度上的研究，森林生态机理方面的研究以及生态研究技术和方法创新研究，但森林动态监测大样地作为一种生态监测手段逐渐成为重要的生态学研究平台。