森林生态

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西藏高原森林生态教育部重点实验室(以下简称:实验室)依托单位为西藏农牧学院,西藏高原生态研究所是实验室建设和运行主体,依托学科为林学和生态学。实验室前身为西藏高原森林生态自治区重点实验室(2008年),2011年11月被批准为省部共建重点实验室,2017年11月通过专家组验收,2018年4月正式列入教育部重点实验室序列、开放运行。

实验室现拥有以生态科学实验大楼为主体的科研、教学与办公场所总面积达8641平方米,相关实验配套设施较齐备,现科研仪器设备总价值达4000余万元。实验室共建有6个专题研究平台(站):高原森林生态专题研究室,高原植物系统进化专题实验室,高原动物生态专题实验室,高原生物资源保护与利用专题实验室,高寒植被生态安全专题实验室,林芝森林生态系统定位观测研究站;另建有植物标本馆、昆虫标本库、树木年轮分析室、科研型人工控制智能温室、信息共享服务站等基础平台。

实验室发展定位:立足西藏,面向高原,针对全球独具特色的西藏高原森林生态系统,持续探索高寒植物多样性维持机理与高原森林生态系统演替过程,揭示在全球变化背景下生态系统的稳定性及安全影响因素,建成具有国际影响的科学研究和人才培养基地。实验室以西藏森林生态系统为主要研究对象,开展原生林结构与功能、生物多样性形成机理、全球变化下的林线动态、高原生物资源保护与利用等研究,不断丰富高海拔区域森林生态系统的基础研究,力求在国际森林生态学研究中占有一席之地。以习近平生态文明思想为引领,服务“碳达峰、碳中和”、青藏高原生态安全屏障建设、国家生态文明高地创建、乡村振兴等国家和区域发展重大战略目标;为川藏铁路、雅鲁藏布江下游水电开发、天然林保护、拉萨南北山造林绿化、“两江四河”造林绿化等重大工程提供科技支撑。

实验室现有的研究方向和研究内容如下:

1、高寒生物多样性与格局。围绕西藏森林生态系统中丰富特异的生物多样性,结合高原环境特征,开展典型代表性物种的格局及形成机理研究。近年来,实验室研究人员主要对典型森林生态系统的昆虫、鸟类、兰科植物、苔藓植物等开展深入研究;对西藏的古树名木、濒危藏药植物资源进行了普查分析。自第二次青藏高原综合科学考察研究启动以来,实验室研究人员承担了生物多样性—兰科植物资源的考察任务,出版了《西藏野生兰科植物》一书,该书在野外调查基础上对西藏兰科植物进行了系统的归纳总结,摸清了西藏兰科植物资源情况;共统计西藏兰科植物116属491种(《西藏植物志》仅收录了64属191种2个变种),将西藏兰科植物数量增加了300种;该书还以照片展示收录的110属410种西藏野生兰科植物,包括中国新记录21种,西藏新记录69种。该书的出版对推动青藏高原植物保护乃至我国生物多样性保护具有重要的意义。对藏东南兰科植物考察研究发现,西藏墨脱野生兰科植物有85属271种、占全区野生兰科植物属、种的73.3%和55.2%。其海拔分布范围在200-5500m、垂直分布格局呈“单峰型”。色季拉山有兰科植物35属67种,是西藏兰科植物分布最为丰富的地域之一,生活型齐全,陆生、附生和腐生类型皆有、但以陆生为主;以上研究成果编入了第二次青藏高原综合科学考察研究丛书《藏东南森林生态系统与植物资源》中,同时依托参与的“二次科考”资料还出版了《西藏蝴蝶图鉴》、《西藏核桃古树资源》等专著。这些研究成果为探索高寒生物的形成背景、适应机制以及后期的潜在生态价值、合理开发途径等提供科学支撑。

2、高山林线格局与过程。针对藏东南拥有的全球最完整、最极具特色的森林植被垂直带与最高海拔的高山树线,以长期定位观测研究结合控制实验,分析了气候变化下高寒森林适应与响应,探索森林变化的时空格局与驱动机制。实验室与中国科学院青藏研究所等科研单位联合开展了“藏东南森林对气候变化的响应与适应”研究,揭示了藏东南典型森林垂直带树木生长过程的低温阈值与高山树线的形成机制,低温阈值作用从细胞水平上为理解高山树线形成机制提供了新证据;重建了藏东南过去600年来的夏季温度变化历史,为理解藏东南长期气候变化历史及其驱动因素提供了科学依据;刻画了过去百年来青藏高原高山树线的变化格局,为变暖背景下全球树线格局变化机制提供了解释,是我国高寒生态研究领域的最新引领性成果;阐明了增强的种群竞争可缓冲变暖对藏东南高山树线的有利影响,采用树轮生态学重建过去群落结构时间变化序列的优势与空间分析方法相结合,为模拟森林生态过程变化与未来演替过程提供了新思路。以上研究成果对于维护高原生态系统原真性与完整性,提供了森林生态系统现代过程、时空变化格局等方面的数据支撑;出版了专著《藏东南森林生态系统与植物资源》,培养了一支扎根高原、研究高原的科研队伍,提高了民众对高寒森林生态安全的认识。该研究成果获2021年度西藏自治区科学技术一等奖。

3、高原森林生态过程与服务。实验室在色季拉山冷杉林区建有40年的长期定位研究站,在林线、高山松林、高山栎林等建有6个监测点,50余块监测样地(带),近年来主要开展了森林生态系统的群落结构、气候特征、降水化学、物质循环、天然更新、地被物、土壤有机碳、土壤微生物等研究。同时围绕高原森林生态系统服务功能和森林健康与安全,开展了服务功能价值评估、森林动物(昆虫)及病虫害监测、入侵植物调查与监控、水土保持、巨柏乡土树种培育、森林生态规划设计等方面的工作。承担了第二次青藏高原综合科学考察研究子项目“青藏高原农牧昆虫资源调查与可持续利用评估”、“川藏铁路(西藏段)生物多样性动态监测”“拉萨南北山生态林病害虫生态调控机理与应用技术研究”,相关研究成果在《Catena》、《Science of the Total Environment》、《Journal of Mountain Science》等刊物发表,为高原森林的高质量发展提供科技服务,同时也丰富了高山森林生态学内涵。

除在三个研究方向的科学研究方面取得重要进展外,实验室在队伍建设、平台建设、人才培养、社会服务等方面也取得重要进展,简述如下:

——团队建设量质齐升。柔性引进中国科学院植物研究所张齐兵研究员、中国科学院青藏高原研究所张更新研究员、北京林业大学王永林教授等中国科学院“百人计划”、国家青年拔尖人才等5名高层次人才在实验室开展联合研究工作,进一步培育了树木年轮生态学研究团队和林木病理学研究团队。整合我校资环学院、植科学院青年人才邢震教授、李永霞高级实验师等13人加入实验室团队,人才队伍不断壮大增强,形成了以国家级高层次人才领军,师德师风优良,年龄梯队适中,学缘与学历结构合理,能够长期扎根边疆、坚守西藏,在国内外学术领域具有一定影响力的高水平研究队伍。

——平台建设成绩显著。2021年,西藏自治区科技厅委托科技部科技评估中心对全区36家自治区重点实验室(工程技术研究中心)进行评估,森林生态重点实验室被评为“合格+”,全区被评为合格+的实验室(中心)有10个,实验室获得奖励性自主研究经费30万元。成功申报并获批自治区首批野外科学观测研究站——林芝森林生态系统西藏自治区野外科学观测研究站,为实验室野外科学观测研究提供了新的基地和平台保障。

——人才培养模式持续优化。实验室坚持立德树人根本任务,以铸牢中华民族共同体意识为主线,落实学校“靠得住、用得上、留得下、干得好”的人才培养目标,探索人才培养新模式。采用“1+2”模式深入推进与中国农业大学、西北农林科技大学、北京林业大学等单位联合培养研究生;采用“多对一”与“一对一”相结合导师(组)培养模式,提高了研究生培养质量,7人考取中国科学院大学、华东师范大学等科研院所博士研究生;实验室设立研究生创新课题,研究生自主完成课题的申请、执行及结题等环节,锻炼和提高研究生的自主科研能力。还定期举办研究生论坛,增强了各研究方向的研究生之间的交流合作。

——社会服务成效凸显。实验室结合专业特点、科研方向,先后承担中国科协“‘科创中国’西藏生态科技系列服务活动”、西藏自治区科协“美丽西藏建设举措与成效”、西藏自治区生态环境厅“全国生态质量监测(西藏)样地现场核实技术服务”以及“2023年西藏自治区拉萨市、日喀则市生态质量样地监测”等科技服务和支撑项目,在全区建立了立体化的基层科普人员联络体系。每年深入西藏各市县开展科普讲座、农牧民培训,组织西藏技术转移人才能力建设和技术经理人培训班,制作西藏生态40年、认识森林历史保护高原生态等视频,并得到湖南林业等媒体多次采用,将最新的前沿研究成果转化成通俗易懂的科普宣教展示作品,累计下基层举办科普讲座50余场次,受众近万人次。