1. 设施条件
1.1交通和通讯
航空:宁波栎社机场拥有连接全国38个大中城市和香港、澳门的空中交通网络,并且随着宁波经济的发展一些新的航线不断开通。从宁波栎社机场至天童站约40分钟车程。
铁路:宁波火车站每天开行客运列车18对,连通上海、杭州、广州、吉林等大城市,其中每天有4对城际列车运行于沪、杭、甬之间,上海至宁波全程只需3.5小时。宁波火车站距天童站约40分钟车程。
公路:除航空、铁路交通外,从上海经沪杭甬高速公路到达生态站约需3个小时。另外天童站距宁波市区28公里,现已划入中心城区范围,每10分钟间隔有一部公共汽车开行。天童站位于山体下部森林中,通过100米左右水泥路和林场路网连通,车辆可直接开到天童站前。
通讯:目前天童站已接入宽带网,可通过网络与外界联络。此外,在站区及野外工作区域都有中国移动网络覆盖,可通过移动电话保持联系。
2. 基础设施及试验观测场
2.1 基础设施
天童站共有科研和生活用房面积2700m2。包括一栋综合大楼,两栋楼房一栋平房,设有学生实习用房、教师及研究人员用房及独立厨房餐厅一栋。
(1)学生实习用房:设高低铺,可容纳100名学生实习需要。
(2)教师研究人员用房:面积200m2,共6间,按标准客房布置,配备有空调、独立卫生间及电热淋浴器,可同时容纳15~20名研究人员同时使用。
(3)餐厅厨房:面积120m2平房一栋,可同时满足50人用餐需要。
科研和生活用房由驻站工作人员统一管理,实行使用登记制。凡使用科研和生活用房的人员,均需遵守我站相关制度。为了实时了解我站来访人员流动情况,协调来访人员入站时间,保证台站能有序地提供实验平台共享、住宿、就餐服务,同时保证与来访人员在我站工作期间的联络通达,确保来访人员人身安全,所有短期来访人员均需填写短期来访审批单,报批后,方可入站。
2.2 试验观测场
天童站在开展常规野外监测和研究的基础上,围绕主要研究方向,并根据台站学科特色和专业门类齐全的优势,建成了7个综合性研究和观测平台,并均立足于长期观测研究。包括:常绿阔叶林次生演替系列样地5个,每个均为2500 m2;20公顷森林动态监测样地,5公顷植物功能性状样地;亚热带极端干旱实验样地3600 m2;氮磷施肥实验样地7200 m2;次生灌丛改造和中幼林抚育样地33个,共16226 m2。现有研究平台系列多样性高、综合性强,其中植物性状研究样地和生物质碳添加实验样地在国际上属于首次。上述研究平台中,常绿阔叶林次生演替系列样地属CNERN常规观测场,由台站技术支撑队伍统一维护和管理,其他研究平台由各研究团队负责维护和管理。具体情况如下:
(1)常绿阔叶林演替系列样地: 1994年初步设立,1996年按标准方法设立固定样地,进行每木标记,并加围栏防护。该系列样地演群落演替过程包括次生灌丛、马尾松林、木荷-马尾松林、马尾松-木荷林及栲树-木荷林5个演替阶段,样地面积400~900m2,主要用于监测常绿阔叶林演替过程以及物种组成的动态变化规律。
(2)常绿阔叶林生态系统物质循环: 在不同演替阶段群落内设置多种监测生态系统物质循环的设备和仪器,长期跟踪观测群落物质循环的变化规律。主要观测项目有:凋落物凋落动态、分解动态,土壤氮素矿化,土壤养分含量,土壤细根和分解等。
(3)常绿阔叶林水文效应观测场: 于1990年分别在常绿阔叶林、人工杉木林中设置了森林水文效应观测场,进行周年观测。设置了20cm口径的标准雨量筒、树干径流收集器。观测项目包括通透雨、树干径流、地表径流等。
(4)森林气象要素观测系统: 在群落内设置了垂直梯度观测设施,主要进行森林小气候要素垂直梯度观测,观测因子有气温、相对湿度、风速风向、太阳辐射(净辐射、总辐射)、降水,土壤温度、湿度梯度等,CO2、水汽、热量(显热、潜热)等的通量观测。目前正在改建为一座高34米的垂直通量观测铁塔。
(5)典型常绿阔叶林群落动态观测永久样地: 为观察研究群落的动态变化过程,阐明低海拔典型常绿阔叶林的更新维持机制,于1996年对沿坡面分布的50-60年生常绿阔叶林,建立20m宽的样带,对植株定位和每木调查。每5年复查一次,并于2001进行了初次复查。目前样带长度达220m。
(6)干扰对常绿阔叶林恢复过程中结构、功能影响永久样地: 于2003年10月在获得当地林业主管部门同意后,分别模拟不同干扰强度设立了5块不同干扰强度(伐成树、下木层清理、皆伐、皆伐并除表土、对照)固定样地,面积超过2000m2。观察不同干扰强度下,常绿阔叶林生态系统的恢复过程以及结构组成(植物、土壤动物、土壤微生物、昆虫)、功能以及环境要素(光照、空气温湿度、土壤含水量和温度等)的动态变化。在群落恢复初期复查频度为每季一次,此后,为一年、三年和五年一次,目前已完成4次复查。利用采伐试验,测定了群落生物量。并测定了主要优势种和伴生种的热值,进行了能量分析。
(7)生态恢复试验研究示范样地: 由于宁波地区松材线虫的爆发流行,大面积马尾松林受害死亡,当地生态环境受到很大影响。在宁波市科委、林业局的支持下,于1994年选择天童国家森林公园育王林区设立了两块900m2的马尾松林恢复为常绿阔叶林长期观测示范样地。定期调查恢复过程中物种组成的变化。
(8)20公顷大型群落监测样地: 为深入探讨亚热带常绿阔叶林物种共存机制,与2008年设立20公顷森林动态样地。 2008年至2010年10月,完成样地地形测量、划界标定和每木调查;2011年10月,完成1300个0-10cm土壤样本采集分析;2011年11月开始凋落物收集、种子雨和幼苗调查。
(9)施肥样地
(10)生物质炭添加样地
(11)消雨样地
3. 主要仪器设备
天童站现拥有各类野外观测、室内分析仪器设备625台,固定资产总额1401.92万元。天童站实行部分仪器共享,其中室内理化分析仪器提供样品分析服务,通过与我站协商,签定契约式服务协议,可预约进行样品分析,按标准收费;野外生态观测仪器提供实体服务,可与我站签定契约式服务协议后使用野外生态观测仪器。仪器的使用和共享服务均采用专人负责制管理。我站对价值30万元以上大型精密仪器进行独立管理,对该类仪器每年的使用和运行情况进行记录和统计,并定期向学校设备管理部门上报。
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4. 样品标本
天童站现有土壤样品1380个,共计约147 kg,主要为天童站常规观测场2012年土壤调查采集的剖面土样、20公顷动态监测样地2011年采集的表层土样。所有样品采集后人工拣出石块、粗根后风干,采用广口塑料瓶石蜡封装。常规观测场土样按照CNERN统一编码规则命名,20公顷动态监测样地依据样方号、采样时间、采样点等命名。样品保存于华师大闵行校区实验C楼天童站标准样品储藏室。
天童站现有植物样品3500个,主要为天童站20公顷动态监测样地收集的凋落物样品。所有样品采集后进行烘干,用信封封装。依据样方号、采样时间、组分等命名。样品保存于华师大闵行校区实验C楼天童站标准样品储藏室。
天童站现有植物标本2100份,其中1700份为1993~1996年制作的建站以来历次样地调查采集的各类植物标本,402份为2008~2015年制作的20公顷大样地优势种和稀有种植物标本。植物标本使用标本袋封装,依据采样时间、采样地点、植物种名、植物拉丁名等来命名。标本保存于华师大闵行校区实验C楼天童站标准样品储藏室和天童站宁波实验楼样品储藏室。
上述样品和植物标本资源提供实体服务,具体包括样品/标本的使用、租用、参观等服务。通过与我站协商,签定契约式服务协议,科研人员或公众可以利用允许共享的样品、植物标本开展许可的各类科研活动。样品/标本的借用、参观均采用专人负责制管理,样品使用量约为250 g/年,标本参观量为18人次/年。
5. 观测、实验等科学数据
本站的科学数据分为两部分:观测数据和实验数据。观测数据包括5个常规观测场和自动气象观测站的定期水、土、气、生观测数据,按CNERN的观测规范进行数据采集和监测,部分监测数据能实现基于无线传输网络方式的采集。实验数据包括基于台站样地、设备或仪器服务产生的数据,观测方法、内容根据项目研究内容和研究方法而定。
按照CNERN资源整合要求与规范,以年为单位对我站的新增水土气生常规野外观测数据、实验数据进行了整合,以数据收集——数据质量控制——数据共享等级划分——数据入库为顺序。我站向CNERN综合中心汇交数据一般以年为时间结点,年底完成至该年度所有数据的整理和入库,并及时根据综合中心反馈结果完善数据库内容,并填报相关数据共享目录。对入库数据进行质量控制:我站根据CNERN野外监测规范,对所有入库的水土气生数据均进行了质量控制,剔除了无效和错误数据,同时备份了原始数据(含错误数据)并备注了剔除错误数据的原因,以保证后续的数据质量跟踪与数据插值等有据可循。 我站按数据类型实行有条件,并及时向CNERN综合中心提交数据共享目录。用户可在网站天童数据库信息系统http://ttf.ecnu.edu.cn中实现用户注册、数据查询、申请及线下数据服务等功能,该网站根据用户等级设置了访问权限,以确保数据资源的安全性。用户还可以在科技资源服务系统http://www.cnern.org.cn的台站子网站中查询和申请我站元数据。
6. 野外站对外开放状况
天童站野外教学平台立足本校,实行共享开放,有效地发挥了野外教学平台面向华东地区的辐射作用。目前,天童站的教学活动覆盖本科生野外实习、大学生科研基金项目、本科生毕业论文,以及硕士、博士研究生学位论文。接待的实习单位主要包括华师大、台州学院、宁波大学、浙江大学、复旦大学、宁波大学,年均接待实习学生近400人次。
天童站还充分利用自身教育资源优势,积极为不同层次的学生提供科普实践机会,1998年成为上海市科普教育基地,2004年被定为华师大大学生创新实践基地,2012年被遴选为国家级理科野外实践教育基地。