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立足国家战略需求 致力生态环境研究

建设绿色家园是人类共同的梦想。我国生态环境保护事业一贯坚持统筹国际国内两个大局,积极推进全球生态环境治理。如何为全球可持续发展提供中国智慧、中国方案是新时代生态环境研究的宏伟目标和前进动力。

生态与环境科学研究中心成立已久,其前身为地植物学与生态学研究室(1955年),1984年改名恢复生态学研究室,2007年改名全球变化与生态系统服务功能领域和环境退化与生态恢复领域 ,2009年改名中科院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室。生态与环境科学研究中心曾以单一学科(植被生态)、定点监测、试验示范为主,到如今成为一个拥有综合学科(植被生态、景观生态、生态系统生态、土壤生态、生理生态、分子生态、环境生态等)、定点监测与实验室及野外控制实验并重及地区和区域范围的推广与机理解析并重。

目前,生态与环境科学研究中心面向国际前沿和国家战略需求,立足华南地区,针对各类生态系统(如森林、城市、草地、海岛),结合全球气候变化的研究热点(如温度升高、降水格局改变、CO2浓度增高、氮沉降等)开展生态系统格局与过程对全球变化的响应与适应、植被恢复与生态系统管理的研究,为了评价生态系统健康、治理区域生态环境、应对和缓解全球变化所带来的生态后果提供科学依据,践行着为国家、为全球生态提供科学参考的宗旨和目标。

研究团队精良,科研氛围浓厚

生态与环境科学研究中心研究队伍精良,取得了众多科研成果,主要有三个研究方向。一是生态系统结构、功能与过程研究。该研究以南亚热带季风常绿阔叶林作为参照系统,研究全球变化背景下森林生态系统关键物质循环过程的演变规律,探讨各生态因子变化对生物的影响,阐明健康生态系统内部物种生存和维持机理以及环境变化下各生物类群的反应与反馈特征。二是生态系统退化机理与健康评价。针对华南地区各类脆弱或退化生态系统,研究其退化机理,阐明各类生态系统的生态阀值和面临的健康风险,克服其恢复过程中的物理及生物障碍,提出生态系统健康评价的指示指标体系。三是退化生态系统植被恢复技术集成与模式优化。通过对不同生态系统退化机理和恢复过程研究,筛选优良适生植物物种,构建多种物种配置配置模式,开发新型农林复合系统、城市景观生态林、海岛和海岸带不太功能性植被群落示范类型,建立生态系统适应性管理的评价体系,拟定实施对策和方案,服务于区域社会、经济和生态的可持续发展。

研究站是科研的平台支撑,中心坚持多平台建设,目前拥有五大研究站:鼎湖山定位研究站、鹤山定位研究站、小良定位研究站、鸡公山定位研究站、石门台定位研究站。这五个研究站能够为生态与环境科学研究提供良好的平台支持。目前中心基础设施完善,为良好的开放交流和运营提供了场地基础。2017年4号实验楼落成,建筑面积4685m2,重点实验室位于4号实验楼以及1号实验楼的四楼、五楼和六楼,总面积达7000余m2;共有仪器设备386台,总价值5878万元。50万以上大型仪器设备共计38台(套)100万以上大型仪器设备4台(套)。

中心具有良好的科研氛围。生态中心下设3个重大任务团队(恢复生态学研究团队、生态系统与全球变化研究团队、粤港澳大湾区可持续发展),1个创新人才团队(氮素生物地球化学创新研究团队)。生态中心现有固定人员70人,其中61人具有博士学位,包括研究员22人,副研究员16人。研究队伍中,有新世纪百千万人才国家级人选、国家杰出青年科学基金获得者、国家优秀青年科学基金获得者、国务院政府特殊津贴获得者、中科院“百人计划”获得者等。他们朝气蓬勃、勤勉努力,向着对自身、学科、国家有价值的目标前行。

研究主题多样,研究成果丰厚

中心在研究团队基础上设置14个研究组。

森林生态系统和模拟研究组,主要研究领域:1)用树木解剖学的方法来探索生长季内树干次级生长(形成层和木质部细胞发育)和初级生长(枝、叶和芽)的生长协调机理,以及定量它们与内外因子的关系,如气象因子及生长素等,并阐明其机制;2)用树木年轮学和森林生态学的方法来研究并定量树木径向生长与气候,竞争及其他因子的数量关系并阐明其机制;3)通过对大数据的统计分析来量化气候变化下树木物候的发生规律及预测未来物种空间分布格局及评估生物多样性;4)通过数学建模来评估和预测气候变化和N沉降下未来树木的生长,森林组分,群落及结构的潜在变化,并进一步评估森林生产率及固碳潜力,为全球碳平衡提供科学依据。

氮素生物地球化学研究团队,主要研究生态系统氮素生物地球化学循环,氮沉降全球化背景下生态系统响应与适应的多尺度研究,生态系统碳中和与氮素保持的过程与机制,陆地系统碳-氮-水耦合模型的确立,中国南方森林碳负排放机理和固碳增汇技术研发。

生态系统生态学研究组:主要研究方向:1)森林生态系统演替过程结构和功能、格局与过程相互关系的研究;2)森林生态系统碳、氮、磷、水循环及其耦合机制;3)森林生态系统对全球变化的影响与适应规律与调控机理;4)森林生态系统服务功能。长期研究工作阐明了全球变化背景下,季风常绿阔叶林稳定性,弹性和恢复性的机制,发现改群落结构变化趋势和演替方向;阐明了该地带性森林生态系统土壤有机碳积累机理。全面准确底估算处中国森林生态系统固碳现状、速率、机制和潜力。

恢复生态学研究组,主要研究退化丘陵生态系统的植被和土壤恢复机理,以建立受损生态系统的优化恢复模式;研究土壤生物多样性与生态系统健康的关系,以建立生态系统健康评价的生物指示指标体系。负责管理广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站。

全球变化与植物功能性状研究组,主要探讨全球变化和退化生态系统植被恢复过程中植物水分关系对环境变化的应答和调控机制。重点研究:1)植物水分吸收、运输和利用的生理生态机制及其调控机理;2)不同演替/恢复阶段森林植物水分关系特征及其对全球变化的响应和适应;3)基于植物水分关系的特点,探讨植物物种分布以及群落演替的内在机制,为退化生态系统的恢复和重建提供理论依据。

土壤生态学与生态工程研究组,以退化森林和污染农田土壤为对象,研究元素在土壤和植物之间的形态和转化,分析生态系统的结构与功能,开展生态工程进行恢复和修复。研究方向主要有:生态系统中的元素过程:包括人工林中的碳固定;氮循环;营养利用效率;污染土壤的重金属修复;减少作物中重金属的积累的技术;食物链的重金属的转化等。

环境生态学研究组,致力于探讨自然或人类活动影响下植物在叶片、个体和生态系统水平上的生理生态响应及反馈调节机制,为森林衰退、生态系统健康评价,以及受损退化生态系统的恢复与重建提供科学基础和技术支撑;负责管理珠江三角洲城市生态与环境定位研究站。

保育生态学研究组,主要针对当前生物多样性保护所面临的主要生态学问题,特别是生物多样性形成、维持和生态系统功能,外来种入侵潜力形成和入侵的生态效应等问题开展科学研究工作,在研究工作中强调对所关心问题的生态过程和机制的解释。在微观机制分析上注重实验生态手段;在宏观尺度上针对国家需求。

生态系统生理学研究组课题组,主要围绕恢复生态学和全球变化研究中出现的热点问题,根据资源与生态环境可持续发展的重大战略需求,借助植被恢复与全球变化交叉研究的已有成果,探索退化生态系统植被恢复与演替过程中的重要生态过程。

植被与景观生态研究组课题组,主要以城市化进程中重要景观(海岛、城镇、红树林、人工林)或生态系统为对象,研究其退化或恢复过程中的结构、功能与动态;还开展区域性的生态规划并运转广东省数字植物园重点实验室。

生态系统管理研究组,主要研究各种生态系统对全球变化和人类活动的响应及其机制,为生态系统管理和可持续性发展提供理论基础。主要从事森林生态系统对氮沉降的响应及其机理,关键元素(碳、氮、磷)的生物地球化学循环等方面的研究。

在这些科研人员的共同努力下,中心获得了众多成就。2017-2021年承担主要科研项目42项,总经费45038万元。包括国家杰出青年科学基金项目、国家优秀青年科学基金项目、国家基金-国际(地区)合作与交流、国家/中科院重大项目、国家基金重点及联合基金项目、广东省地方项目等。荣获了广东省科学技术一等奖、广东省自然科学一等奖、广东省科技进步二等奖等。

中国一直以来秉持人类命运共同体理念,深度参与全球环境治理,切实履行气候变化、生物多样性等环境公约义务,有力推进绿色“一带一路”建设。而这些都离不开我国生态环境研究人员的共同努力,他们担起一份力所能及的责任,一直不畏艰难、任劳任怨,为学科发展以及整个中国的生态文明建设尽一份心力,为构建全球良好生态环境、促进可持续发展贡献出自己的一份力量。最后,欢迎国内外优秀人才加入到生态与环境科学研究中心!

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