白天穿著迷彩服和皮靴,到濕地里挖土、采樣,傍晚回到實驗室對采集的樣品做進一步分析處理……
在黑龍江三江沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站(以下簡稱三江站),科研人員日復一日、年復一年地開展定位觀測采樣試驗,為沼澤濕地生態(tài)過程、區(qū)域沼澤濕地資源保護、區(qū)域生態(tài)與環(huán)境安全管理等研究提供科學支撐平臺。
三江站副站長、中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(以下簡稱東北地理所)研究員郭躍東告訴《中國科學報》:“這些年來,三江站在開展?jié)竦剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水資源保障方面工作的同時,從水資源的優(yōu)化配置等生態(tài)安全保障方面支撐了黑土地的保護與利用?!?/p>
科研人員在做野外監(jiān)測。受訪者供圖
我國第一個沼澤濕地生態(tài)站
據(jù)了解,東北黑土區(qū)內(nèi)濕地廣泛分布,僅國家級濕地自然保護區(qū)就有20多處,并有10余處濕地被列入國際重要濕地名錄。三江站就處于這些重要濕地的環(huán)繞中,最近的是洪河保護區(qū),周圍還有三江、七星河、東方紅、珍寶島、興凱湖。
三江平原是我國最大的淡水沼澤濕地分布區(qū)之一,地勢低平,降水多集中在夏秋兩季,氣候冷濕、土質(zhì)黏重、地表水下滲緩慢,季節(jié)性凍融促使地表長期過濕,積水過多,形成大面積沼澤水體和沼澤化植被、土壤,構(gòu)成了獨特的沼澤濕地景觀。
曾經(jīng)的三江平原因“北大荒”而出名。20世紀50年代人們在三江平原上進行大規(guī)模開墾后,建設了許多大型國營農(nóng)場,“北大荒”也隨之變成“北大倉”。
與此同時,三江平原地區(qū)生態(tài)環(huán)境受到一定程度的破壞,氣候條件惡化、旱澇災害增加、珍稀動植物減少。
20世紀70年代末,為了推進自然濕地的保護,東北地理所研究員劉興土(2007年當選為中國工程院院士)為黑龍江省調(diào)查和規(guī)劃了三江平原第一個沼澤自然保護區(qū)(洪河自然保護區(qū)),它也是國家級濕地自然保護區(qū)和國際重要濕地。
隨后,劉興土和同事們共同建立了我國第一個沼澤濕地生態(tài)站——三江平原沼澤濕地生態(tài)站(即現(xiàn)在的三江站),進一步推進我國沼澤濕地研究由考察步入定位研究階段。
2005年,三江站成為國家野外觀測研究站。
郭躍東介紹,三江平原地區(qū)的土壤類型主要有黑土、白漿土、草甸土、沼澤土等,以草甸土和沼澤土分布最廣。
這里的濕地與農(nóng)田系統(tǒng)交錯分布,所以濕地對東北黑土地的生態(tài)保護和可持續(xù)利用有重要作用,包括防止土壤侵蝕和土地荒漠化,凈化農(nóng)業(yè)面源污染,蓄水調(diào)洪、補充地下水、改善水循環(huán),調(diào)節(jié)局地氣候增加碳匯等。
這也是當年選址和建站的原因。黑土地需要生態(tài)安全保障,農(nóng)業(yè)水土資源需要優(yōu)化配置,切實發(fā)揮濕地、森林、草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)保障功能。
提升黑土區(qū)濕地生態(tài)效益
近年來,我國東北地區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)由于受墾殖、排水、資源侵占等人為干擾,造成了普遍性的結(jié)構(gòu)退化、功能下降。
“以自然恢復為主,人工恢復為輔。”
本著這樣的濕地恢復原則,三江站濕地管理與恢復學科組科研人員集成植被快速恢復技術(shù)、棲息地功能提升技術(shù)、多梯度生境構(gòu)建技術(shù)、水文連通等近自然恢復技術(shù),并將這些技術(shù)有機整合后,在松嫩西部濕地集中區(qū)和三江平原先后開展了濕地恢復技術(shù)示范與推廣工作。
“截至目前,這些地區(qū)植被蓋度達到70%,提高了30%,生物量提升60%。”郭躍東表示,濕地植被恢復技術(shù)在松嫩平原扎龍濕地、莫莫格濕地、向海濕地建立了53000 公頃恢復示范區(qū),在三江平原洪河濕地、三江濕地建立了植被恢復示范區(qū)20000 公頃。
其中,莫莫格濕地恢復后,白鶴食源植物增殖40%,停歇時間由平均40多天延長至70多天,種群數(shù)量增加至3800只,占全球白鶴數(shù)量的98%以上,退化濕地恢復的生態(tài)效益顯著增加。
與此同時,東北地理所依托三江站、興凱湖站等濕地生態(tài)系統(tǒng)國家野外臺站,在黑土地的安全屏障方面開展了大量的監(jiān)測、研究和示范工作。
比如,針對黑土區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng),三江站科研團隊開展?jié)竦鼐珳噬鷳B(tài)補水與農(nóng)業(yè)用水保障的流域水資源綜合調(diào)控、退化濕地恢復與合理利用技術(shù)模式、濕地消納農(nóng)田退水工程技術(shù)等工作,提煉黑土區(qū)濕地綜合效益提升對策方案。
第一部《中國沼澤志》、第一幅《中國沼澤分布圖》、第一套《濕地觀測規(guī)范與方法》、第一個沼澤濕地數(shù)據(jù)庫……三江站科研團隊在30多年的觀測與研究中,填補了我國多個領域的空白。
“在這里就是一個農(nóng)民”
曾在三江站工作的研究人員笑稱:“自己在這里就是一個農(nóng)民?!闭沁@一批批自稱“農(nóng)民”的人,在三江站通過觀測和試驗,積累了大量第一手野外科學觀測研究數(shù)據(jù)。
20世紀80~90年代,在經(jīng)費短缺、實驗環(huán)境惡劣的條件下,三江站站長、東北地理所研究員宋長春利用有限的監(jiān)測儀器,親自前往一線采樣,獲得了很多一手的實驗數(shù)據(jù),為三江平原地區(qū)濕地溫室氣體排放及其對氣候系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)效應研究做出了重要的貢獻。
自從加入碳通量觀測網(wǎng)絡以后,三江站在站內(nèi)工作人員的努力下,已實現(xiàn)了多個站點氣象和水文數(shù)據(jù)的實時傳輸。
如今,三江站形成了以三江平原為中心,輻射至大興安嶺、吉林西部及遼河口濕地的網(wǎng)絡格局。
“我們有5套渦度相關(guān)系統(tǒng)儀器的數(shù)據(jù)采集和處理,需要高速的信息傳輸系統(tǒng)和視頻采集系統(tǒng),以保障大量數(shù)據(jù)的監(jiān)控和高效處理?!?/p>
郭躍東告訴記者,“由于站點間距離遙遠,監(jiān)測項目較為復雜,每年監(jiān)測數(shù)據(jù)龐大,儀器維護和數(shù)據(jù)獲取需要進一步自動化?!?/p>
像郭躍東這樣長年駐扎在三江站的科研人員還有很多。
他們以站為家,通過定點觀測和采樣分析,先后向國家及省、市政府部門提交關(guān)于三江平原水資源合理利用政策及濕地生態(tài)保護政策等咨詢報告5份,提出縮小三江平原濕地開發(fā)規(guī)模、加強三江平原黑土區(qū)中低產(chǎn)田改造的建議,并被相關(guān)部門采納。(作者 沈春蕾)