“三北”工程如今已经进入六期工程,随着全面攻坚的启动,科技手段在其中也发挥着越来越大的作用。
在辽宁东部的一处深山林区,路过的人会发现这里有几座高大雄伟的银色铁塔,看起来像是外太空的“联络站”。它们是什么“黑科技”,在三北地区又能发挥什么作用?
中国科学院清原森林生态实验站工程师于丰源:树木每年都在生长,通过升降电梯我们可以把激光雷达放在上面,进行不同高度结构信息的扫描。
雷达正在扫描的这片森林,位于辽宁抚顺的清原县,属于典型的温带森林生态系统,占地面积2万多亩,是“三北”工程重要的水源涵养林区域,也是东北重要的生态屏障区。密林深处的三座巨大的金属观测塔,正日日夜夜记录着这片森林的每一个数据。
中国科学院清原森林生态实验站工程师 于丰源:这三个观测塔它们分别对应着不同的林形,像我们所在的1号塔对应的是典型次生林,另外还有两个观测塔对应的是蒙古栎林和落叶松林,每个观测塔高都是50米。
这三座观测塔,是科研人员的“千里眼”“顺风耳”,每座塔上都搭载通量、微气象、激光雷达等70多台科研监测仪器,可24小时监测森林生态系统,高质量获取森林全息三维结构数据、通量数据和生态水文数据等。
中国科学院清原森林生态实验站工程师 于丰源:它叫闭路涡动通量相关测量系统,最外面有像三个小爪爪,它叫三维超声风速仪,可以实时地监测风速和风向的变化。
中国科学院清原森林生态实验站工程师 于丰源:后面白色长方形的这个盒子,它是一个气体分析仪,可以精确地分析二氧化碳和水汽浓度的变化。
除此之外,塔群还配备了大气环境廓线观测系统,微气象观测和土壤二氧化碳通量观测系统等,它们能够不间断地捕捉到来自于这片森林的几十个数据信息,通过智慧网络,实时回传到生态实验站“大本营”,结合雷达扫描的结果,对整片森林进行全面立体的分析。
中国科学院清原森林生态实验站工程师 卢德亮:这个流域内数据结果表明有33万株单木。这上面的每一点点就是一棵树,比如说树高,这是最直观的数据,每一棵树的位置、每一棵树大概有多少片叶子我们都是知道的。比如胡桃楸,它可能有一万多片叶子,每一片叶子的叶倾角是多少,我们都能提取出来,以及树冠的直径。像2018年和2023年数据匹配之后,我们以落叶松人工林为例,发现树木在5年期间生长了3米多,次生林大概生长了0.6米多。
大到整片山林的长势,小到一片树叶的碳汇效果……一片自然生长的森林,每天都在发生奇妙的变化。
中国科学院清原森林生态实验站工程师 于丰源:这些信息为我们打开了一扇了解这片森林生长的窗户,通过分析这些数据,我们可以洞察这片森林的一个生长模式和环境的变化,从而更好地理解森林生态系统的运作机制。
建站20余年,清原森林站的科研人员以各种监测、研究数据为基础,选择不同树种的组合,促进某些关键树种的生长,为“三北”工程规划与实施提出诸多科学建议,为森林可持续经营提供重要理论和技术支撑。三座巨塔构建起的天空地一体化监测体系,也将运用在更大的“三北”区域中,发挥科技的巨大作用。
编辑/王朝