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珠三角城市群生态系统野外科学观测研究站(广州)

  一、建站历程

  珠三角城市群生态系统观测研究站始于2009年建设,该观测研究站是我国环境保护领域第一个以城市群生态系统为研究对象的野外观测站网,前身是珠三角城市群生态野外科学观测研究站(广州站)。通过长期、定位观测和实验室技术相结合的手段,着力为解决我国城市环境生态面临的重大科学问题提供科学的数据和技术支撑,为维护区域生态安全,促进经济社会可持续发展提供科学依据与技术支撑。目前,珠三角城市群生态野外科学观测研究站(广州)(以下“观测研究站”)已被纳入《国家“十四五”生态保护监管规划》国家生态监测站点名录。 

  观测研究站主站点原选址为广东省南沙区万顷沙镇,并在所东区办公区设有分站,后因主站点所在区域建设自贸区征地等原因,于2017年迁移至黄埔区镇龙镇洋田村。又因镇龙镇洋田村旧村改造等原因,2021年5月将主站设置在广州市海珠湿地公园内,所内分站继续保留,同时,在白云山、越秀公园和凤凰山森林公园等多个公园绿地内增设观测场。 

   

  观测研究站原址1(广州南沙)

   

  观测研究站原址2(广州黄埔洋田村)

   

  

  观测研究站主站(广州海珠湿地公园二期) 

   

  站点布设近期规划 

  二、基本概况 

  原南沙观测研究站建设有600m2的实验和办公区,室外建有2000平米以上的观测场站,已获得生态观测数据几十万个,分析监测数据达5千余个。原黄埔洋田观测研究站建设有实验室和办公室面积400M2,野外观测场地2000多m2,已获得气象观测数据上万个、生态监测数据20万个、光合作用监测数据300个,地表水、地下水、土壤、植物等室内分析监测数据达5000个。海珠湿地站点是与广州生态环境局海珠区分局的环境监测站联合建设,站点用房面积为50 m2,仪器安装占地80 m2,样地样方面积2000多m2,长期定位观测、监测植物生理生态、降水、局地小气候、气象条件、土壤理化性质、大气中负离子、臭氧、 二氧化碳 、微生物等的浓度和变化、湿地生态系统的变化等;另外,可联合现有的环境监测站点,全面系统地了解湿地生态环境质量的变化、湿地生态系统结构和功能、景观格局等的演变以及动植物的变化规律。目前已获得各类调查观测、监测数据十余万个。 

  观测研究站拥有植物生理生态监测系统(大气-植物-土壤连续体SPAC系统)、植物根生长动态监测分析系统、植物逆境观测系统、生态管理系统、植物滞尘分析系统、高光谱测定仪、气象站、负氧离子监测系统以及数据处理设备等仪器设备。依托观测站已完成硕士论文3篇,发表国内、国际论文20篇以上;获得国家环保公益性科研专项项目1项、广州市基础研究项目1项、广州专项资金项目1项、所公益项目资助4项,。 

   

  三、发展定位与研究内容 

  观测研究站主站历经两次地址变迁,发展定位根据国家相关要求和观测研究对象的特点、以及保护的需求进行了不断地调整优化。设置在广州南沙站点以珠三角城市/城市群湿地生态系统为主要观测、研究对象,开展城市生态系统整体和各生态因子的野外观测和室内分析工作,通过数据的分析和模拟,探讨城市生态环境质量变化的规律,系统地分析特大城市和城市群生态系统的特点、演变,辨析存在的问题。开展了湿地植物的水分关系和气体交换等生理生态的观测、监测湿地生态系统“大气-植物-土壤连续体,SPAC系统”,利用开顶箱等设备研究CO2、O3、NOx浓度升高对植物生理生态的影响,开展湿地生态功能形成机制与保育原理研究,建立了生态系统环境生态数据库。原黄埔区洋田村的站点以城市快速建设区域生态系统为观测研究对象,通过数据的分析和模拟,重点观测研究城市化进程对自然和半自然生态系统结构和功能的影响,为生态环境友好的城市化提出政策建议;开展了气象、空气质量、热岛效应、水体质量、土壤、生物等现状观测、观测分析土地利用、城市发展、城市绿地等规模、面积、变化等,进行了城市植物的光合、呼吸作用及水分关系、气体交换等生理生态与主要环境污染物浓度之间关系的观测研究。 

  现观测研究站主站所在地广州海珠湿地站为针对城市湿地生态敏感区开展生态系统结构、功能的综合观测研究。根据《国家“十四五”生态环境监测规划》和《国家“十四五”生态保护监管规划》任务要求,结合城市湿地的特点和保护需求,确定该站点的定位为:整合和充分利用现用的生态环境监测资源,通过开展长期定位观测、监测、研究,更加全面系统地了解湿地生态环境质量的变化、湿地生态系统结构和功能、景观格局等的演变以及动植物的变化规律,为有针对性地制定生态系统和动植物资源保护的措施提供参考依据,围绕《国家“十四五”生态保护监管规划》要求的“粤港澳大湾区生物多样性保护区”生态保护监管重点区域的生态监管要求,开展城市重要生态系统的观测研究,构建生态廊道和生物多样性保护网络,加强受损湿地和珍稀濒危物种关键栖息地的保护和修复成效监督评估,为其他湿地公园监管提供范例。观测研究内容主要包括:海珠湿地陆域生物多样性及城市极小植物种群调查、鸟类、蝴蝶等昆虫观测、湿地水生生物与水质调查、利用大气-植物-土壤连续体系统(SPAC 系统)对植物光合作用、局地小气候以及土壤环境进行动态监测、降雨量、风速、二氧化碳等温室气体、臭氧、颗粒物、负氧离子和噪声的长期监测,研究城市湿地的生态服务价值、结构和功能的变迁、对城市生态环境的影响及与社会经济的耦合关系,为城市湿地等生态系统的保护提出政策建议。 

  所东区子站利用植物源BVOCs观测场和气体采样设备,开展空气中VOCS和植物VOCS的监测分析,结合Watchdog2000迷你监测站和空气质量监测仪等设备等,连续在线监测PM10、PM2.5、NO2、O3、SO2、CO、风向、风速等小气候指标。估算不同植物群落BVOCs潜在排放量,并甄别出主要BVOCs排放树种,探究城市湿地生态系统、城市森林生态系统与城市建设区域间O3、VOCs、BVOCs的分布及相关性,开展珠三角城市群城市生态系统空间格局及其演变研究。 

  白云山观测场开展小流域水热通量观测以及植物样方调查、蝴蝶等指示动物的样线调查,研究生物多样性与城市化关系、珠三角城市典型区域极小植物种群特征及分布格局;越秀公园观测场主要开展公园内蝴蝶生物多样性与植物种类、分布、生态特征及城市化的关系研究、城市热岛效应与绿化关系研究;凤凰山森林公园观测场开展动植物群落调查,建设蝴蝶、萤火虫等多条调查样线,观测蝴蝶、萤火虫等昆虫的种类、分布、生活习性、动态变化等。 

    水热通量观测以及植物样方调查、蝴蝶等指示动物的样线调查,研究生物多样性与城市化关系、珠三角城市典型区域极小植物种群特征及分布格局;越秀公园观测场主要开展公园内蝴蝶生物多样性与植物种类、分布、生态特征及城市化的关系研究、城市热岛效应与绿化关系研究;凤凰山森林公园观测场开展动植物群落调查,建设蝴蝶、萤火虫等多条调查样线,观测蝴蝶、萤火虫等昆虫的种类、分布、生活习性、动态变化等。