BEF监测平台精准把脉寒温带森林

（来源：中国环境网）

转自：中国环境网

近日，由大兴安岭林业集团公司塔河林业局与东北林业大学联合打造的全球最大寒温带森林生物多样性与生态系统功能（BEF）监测平台正式建成。

该平台将寒温带森林生态系统的观测研究从传统群落尺度拓展至景观尺度，标志着我国在森林生态多维度监测领域迈入国际领先行列，为全球气候变化背景下的森林保护与可持续经营提供了“中国方案”。

大兴安岭生态意义特殊

传统BEF样地多关注“群落尺度”，而这座基于5平方公里核心样地建成的监测平台，将观测范围拓展至景观尺度，覆盖2公里×2公里的完整生态单元，能够更全面地揭示生态格局与过程的内在联系。“尺度是生态学研究的关键变量，许多在小尺度上看似成立的生态关系，在更大范围可能发生本质变化。”东北林业大学生态学院教授何念鹏说，景观尺度的观测将帮助科研人员发现此前可能被忽视的生态规律，为全球BEF研究提供全新视角。

“选择大兴安岭建立全球最大BEF监测平台，绝非偶然，而是基于其独特的生态区位与科学价值的双重考量。”何念鹏介绍。作为我国唯一的寒温带明亮针叶林分布区，大兴安岭的生态特殊性为科研提供了天然优势。

这里是全球气候变化响应最为敏感的地带之一，科研人员可以第一时间捕捉到森林对气温升高、冻土退化等环境变化的细微反应。与热带雨林相比，寒温带明亮针叶林的乔木冠层相对稀疏，林下光照充足，形成了结构清晰的乔灌草分层体系，既保留了生态系统的完整性，又避免了生物多样性过于复杂带来的调查难度。

“大兴安岭的森林生态系统结构清晰、调查难度适中，便于开展多维联动研究，验证生态学基础理论。”何念鹏解释道。同时，作为我国“三区四带”生态安全屏障的核心区域，这里的生态变化还关系到国家生态安全大局，监测数据的科学价值与应用价值尤为突出。

可精准记录每株林木数据

走进大兴安岭BEF监测平台核心区，1.6万余个高精度RTK（实时动态载波相位差分技术）永久定位点如同大地的坐标，可精准定位20余万株林木。同时，上千株代表性林木佩戴了专属“生长监测器”，30个标准化遥感验证样方均衡分布在林海中，构成了一张覆盖全生态系统的监测网络。

与传统监测方式不同，大兴安岭BEF监测平台融合了先进的多源遥感技术，构建了“空天地一体化”综合观测体系，实现了从单木生长到景观演变的全尺度监测。

“我们既传承了经典生态学调查方法的严谨性，又融入了现代智能化监测技术的高效性。”何念鹏教授团队核心成员于海丽介绍，平台整合了多源遥感数据与地面验证网络，以期形成“天空—塔—地”的立体监测格局。

天空中，无人机高光谱成像仪与无人机激光雷达实现对生态系统的大范围精细扫描，能够快速捕捉植被覆盖动态、林冠结构特征、植被生理生化指标等信息；观测塔则持续记录气象数据、地表通量等关键指标，实现对生态系统的全天候、不间断监测；地面上，地基激光雷达精准测量林木三维结构，结合科研人员定期开展群落结构调查、功能性状样品采集、幼苗动态监测等工作，形成对地表生态过程的深入解析。

多技术融合带来了监测精度和效率的飞跃。平台集成的厘米级空间坐标系统，让每一株林木的位置、胸径、生长状况等数据都能被精准记录。“以前测量一棵树的高度，需要手持仪器控制距离，调整角度，用眼睛找准树梢，以这种方法调查整片森林每棵树的高度几乎是不可能的，现在结合激光雷达遥感数据与地面部分调查资料，半天就可以采集1公顷森林中每棵树的高度。同时，通过无人机高光谱动态监测，我们能够追踪植物叶片的生化参数（如叶绿素含量、水含量）的变化，提前预判林木健康状况，为病虫害防治提供科学依据。”于海丽举例说。

此外，科研团队还围绕生物多样性、植物功能性状、生态系统功能、环境驱动四大核心维度，建立了全面的观测指标体系。生物多样性监测，重点监测物种组成、群落结构等关键信息；植物功能性状监测则深入到叶、枝、干、根的理化性质，揭示植物适应环境的内在机制；生态系统功能监测聚焦生产力、碳汇能力、养分循环等核心功能；环境驱动监测则包括地形、土壤、气候等多种环境信息，以全面解析生态系统变化的驱动因素。

何念鹏说，通过多维度数据的综合分析，科研人员能够系统揭示生物多样性与生态系统功能之间的耦合关系，为理解寒温带森林的生态韧性机制提供数据支撑。

推动森林经营更精细化

“大兴安岭BEF监测平台的价值不仅在于产出科学成果，更在于为森林保护与经营提供切实可行的技术支撑。”大兴安岭林业集团公司塔河林业局相关负责人说，平台建成后，将推动林业管理从“经验型”向“精准型”转变。

平台监测数据可为生物多样性保护提供科学指导。通过揭示生物多样性维持生态系统韧性的特殊机制，平台能够帮助林业部门识别生态保护核心区域，优化保护地划定方案。

“以前划定保护区域主要依据林木覆盖率，现在结合平台监测到的物种丰富度、生态系统服务功能等数据，能够更精准地识别出对维持生态平衡至关重要的区域。”塔河林业局生态保护科负责人介绍。

在森林可持续经营方面，平台突破了传统林业经营只关注林木本身的局限，通过系统监测乔灌草完整生态系统，为“多目标可持续经营”提供数据基础。

例如，通过长期监测，平台能够精准掌握大兴安岭林下蓝莓、红豆等林业资源的生长节律、产量周期，以及它们的生长状况与林木郁闭度、土壤养分、冻土变化等环境因子的关系，从而推动林业资源的可持续管理。

在森林质量精准提升方面，平台为林业管理提供了靶向性解决方案。于海丽说，例如在气候变化背景下，“我们期望通过该平台，长期监测林木生长数据、物候数据、土壤数据，揭示冻土退化、生长季延长等气候变化对森林生长的影响，为林业部门提前调整抚育策略、优化树种结构提供科学依据”。

“森林质量提升不是简单增加木材蓄积量，而是要让森林生态系统更健康、更稳定，更好地发挥碳汇、水源涵养等生态功能。”何念鹏说，希望平台的监测，可以帮助大兴安岭实现森林经营的精准化、科学化，为寒温带森林应对气候变化提供切实可行的方案。