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　　東經(jīng)101度森林樣帶　

　　林露湘（左一）帶隊進(jìn)行克拉地峽樣地考察建設  中科院版納植物園供圖 

　　■本報見(jiàn)習記者 韓揚眉 

　　“東經(jīng)101度森林樣帶”是一個(gè)生物多樣性研究的區域性平臺。搭建完成后，能吸引全球更多更優(yōu)秀的科學(xué)家到此地開(kāi)展研究工作，協(xié)同發(fā)掘和探索更深刻、更重要的科學(xué)問(wèn)題。

　　在過(guò)去將近40年的時(shí)間里，全球27個(gè)國家的科學(xué)家聯(lián)合起來(lái)“編織”了一張“網(wǎng)”。他們在生物多樣性高度密集的地區建立了67個(gè)森林動(dòng)態(tài)監測樣地，共監測超過(guò)600萬(wàn)棵樹(shù)和1.2萬(wàn)個(gè)物種的生存狀態(tài)。

　　這張“網(wǎng)”就是“全球森林動(dòng)態(tài)樣地監測網(wǎng)絡(luò )”，由美國熱帶森林研究中心（CTFS）于上個(gè)世紀80年代初發(fā)起建立。中國于2004年加入，第一批在吉林長(cháng)白山、浙江古田山、廣東鼎湖山和云南西雙版納建立了4個(gè)森林動(dòng)態(tài)監測樣地，把“網(wǎng)”的覆蓋面從過(guò)去的熱帶地區，拓展到了亞熱帶和溫帶地區。

　　“全球組網(wǎng)”為認識生物多樣性的空間分布，了解物種的變化規律及其對環(huán)境變化的響應，群落中物種共存機制等提供翔實(shí)的科學(xué)數據。

　　“科學(xué)家們已經(jīng)揭示了單個(gè)樣地上物種及其與環(huán)境之間的聯(lián)系和相互作用，但是在全球尺度上，隨著(zhù)緯度從熱帶到溫帶、海拔由低到高的連續性梯度變化，生物多樣性又是怎么改變的，目前仍存在較大爭議。”中科院西雙版納熱帶植物園（以下簡(jiǎn)稱(chēng)版納植物園）熱帶森林生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室研究員曹敏告訴《中國科學(xué)報》，主要原因是缺乏大尺度、連續性、跨生態(tài)區的科學(xué)監測數據。于是，他把目光鎖定在了“東經(jīng)101度”上。

　　從全球尺度認識生物多樣性 

　　為什么熱帶地區是雨林，而到溫帶就變成了針葉林？有“擎天樹(shù)”之稱(chēng)的望天樹(shù)來(lái)源于亞洲赤道熱帶地區，可如今卻成了只在中國云南及周邊地區才分布的特產(chǎn)珍稀樹(shù)種，原因何在？物種多樣性由赤道向兩極的變化，是環(huán)境驅動(dòng)還是個(gè)體進(jìn)化使然？

　　這些充滿(mǎn)不確定和爭議但卻意義重大的問(wèn)題，時(shí)至今日，依然困擾著(zhù)生態(tài)學(xué)家們。

　　生態(tài)系統復雜多樣，科學(xué)家只能通過(guò)建立有代表性的“樣地”認識一個(gè)地區的生物多樣性格局和過(guò)程。已有研究表明，生物多樣性在空間分布上呈現一定的規律性，且物種的分布和演化與緯度梯度和垂直梯度的變化有著(zhù)密切聯(lián)系。

　　然而，以往的研究多是基于單個(gè)樣地或者一個(gè)氣候帶。尺度小，對理解生物多樣性及其機制不免有些“盲人摸象”。

　　《自然—氣候變化》一項最新研究表明，在全球35個(gè)天然野生動(dòng)植物最多樣化和豐富的地區中，氣候變化對近8萬(wàn)種動(dòng)植物產(chǎn)生影響。

　　全球變化，尤其是氣候變化正對生物多樣性產(chǎn)生深刻影響。“在更大尺度的區域范圍內揭示生物多樣性的分布格局、形成機制，及其對環(huán)境變化的響應大有裨益，尤其有利于保護生物多樣性和資源的可持續利用。”版納植物園熱帶森林生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室研究員林露湘告訴《中國科學(xué)報》。

　　另一方面，即使結合多個(gè)樣地的數據對比分析得到了規律，但由于生物區系和環(huán)境梯度具有“不連續”性，其代表性仍難以服眾。

　　“一些更重要的科學(xué)問(wèn)題需要大尺度、連續性的‘樣帶’來(lái)回答。”曹敏說(shuō)。幾年前，他與澳大利亞科學(xué)家合作，主持完成了云南省境內與澳大利亞?wèn)|海岸共6個(gè)森林生物多樣性監測樣地的建設與研究。

　　看著(zhù)世界地圖，曹敏驚喜地發(fā)現，中間這段恰是東南亞熱帶雨林分布的核心區。如果將中國西南山區內的樣地向南延伸，將形成一條縱跨喜馬拉雅東南緣、穿越中南半島、直抵熱帶亞洲核心區的生態(tài)學(xué)樣帶，“這條樣帶堪稱(chēng)‘完美’，在全球范圍內都具有不可替代性。”

　　“東經(jīng)101度”有多重要 

　　曹敏提到的樣帶大致處在東經(jīng)101度線(xiàn)上。為什么這條樣帶“完美”且不可替代？

　　2000年，國際環(huán)保組織在全球確定了34個(gè)物種最豐富且受到威脅最大的生物多樣性熱點(diǎn)地區。它們占陸地面積的3.4%，卻容納了超過(guò)60%的陸生物種。

　　中國西南地區和中南半島就在其中。“這是沿青藏高原—橫斷山區—熱帶北緣—熱帶核心區森林分布的連續完整區域，在全球獨一無(wú)二。”曹敏再次強調。

　　他繼續解釋?zhuān)捎谙柴R拉雅的抬升，這一區域緯度梯度變化與垂直梯度變化兩種效應相互疊加，其蘊含的科學(xué)問(wèn)題更加誘人。此外，這里幾乎涵蓋了全部最有代表性的植被類(lèi)型，從典型的熱帶雨林到熱帶雨林北緣的季節雨林，再到亞熱帶常綠闊葉林、亞高山針葉林、高山灌叢、草地、流石灘等。

　　“全球變化對熱帶核心地區的生態(tài)系統產(chǎn)生怎樣的影響；各維度不同物種為什么能共存，以及對其生境的響應機制又是如何，這條樣帶將會(huì )提供一個(gè)很好的數據支撐。”林露湘補充道。

　　它的重要性不止于此，事實(shí)上，這一地區早已為國際社會(huì )所廣泛關(guān)注。

　　在一次生物多樣性國際研討會(huì )上，有國外學(xué)者提出疑問(wèn)：中國“一帶一路”建設對當地的生態(tài)環(huán)境和生物多樣性會(huì )產(chǎn)生什么影響？曹敏坦陳，這的確非常難回答，這時(shí)候更需要科學(xué)數據來(lái)支撐。為了說(shuō)服國際社會(huì )，建立這樣的科學(xué)研究平臺、開(kāi)展監測研究，將發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。

　　2014年，曹敏及其團隊與泰國Huai Kha Khaeng、Khao Chong（隸屬CTFS）2個(gè)樣地展開(kāi)合作，“東經(jīng)101度森林樣帶”的設想正式落地。隨后，該項目獲得中科院東南亞生物多樣性研究中心國際合作項目和版納植物園“一三五”戰略重大突破專(zhuān)項的支持。

　　“國際上很重視，但是他們沒(méi)有條件在這里開(kāi)展研究，我們有著(zhù)得天獨厚的條件。”但曹敏有時(shí)也很無(wú)奈，基于各種因素，很多研究人員都在做“短平快”的工作，對這種耗時(shí)長(cháng)、難度大，且短期內難以出成果的研究并不感興趣。但從長(cháng)遠來(lái)看，這個(gè)研究是極為重要的。

　　他呼吁，希望有更多中國科學(xué)家的目光聚焦于此，抓住時(shí)機。“中國科學(xué)家應該試圖建立獨具特色的科學(xué)構想，在該區域作出引領(lǐng)性的重大科學(xué)布局和貢獻，而非跟蹤和低水平的重復。”曹敏說(shuō)。

　　基礎平臺 挖掘更深刻的科學(xué)問(wèn)題 

　　2017年6月，林露湘一行人前往泰國，與泰國Kasetsart大學(xué)林學(xué)院、泰國國家公園與野生動(dòng)植物保護部（DNP）相關(guān)人員就共建“克拉地峽20公頃熱帶森林動(dòng)態(tài)樣地”簽下最后一份合作諒解備忘錄。

　　至此，“東經(jīng)101度森林樣帶”研究平臺已初步建成。這是由包括中國云南省4個(gè)、泰國5個(gè)以及馬來(lái)西亞1個(gè)共10個(gè)大型森林動(dòng)態(tài)樣地組成的，一條跨越熱帶亞洲核心區至青藏高原/橫斷山區腹地的森林樣帶。

　　目前，版納植物園共有13個(gè)課題組以地上的木本植物、鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)，地下的土壤動(dòng)物和微生物等森林生態(tài)系統中不同營(yíng)養級關(guān)鍵生物物種為研究對象，從基因、功能性狀、系統發(fā)育等角度，利用衛星遙感、近地面遙感和地面觀(guān)測等各種觀(guān)測手段的研究工作正在進(jìn)行。

　　林露湘告訴記者，目前有三個(gè)主要研究方向正在推進(jìn)，包括基于樹(shù)種關(guān)鍵功能性狀和淺層基因組度量共存物種間的生態(tài)分異，跨營(yíng)養級食物網(wǎng)結構解析驅動(dòng)不同營(yíng)養級間物種共存的生態(tài)過(guò)程，以及驅動(dòng)跨營(yíng)養級物種共存格局形成的生態(tài)系統過(guò)程的作用。“每個(gè)方向根據自己的研究需求，在不同樣地上取樣、采集數據，共同整合在一個(gè)數據平臺之上，項目層負責將產(chǎn)生的多源異構數據集進(jìn)行融合分析。”

　　林露湘介紹，除泰國克拉地峽森林樣地外，境外的5個(gè)樣地都是數十年前美國或日本出資建設的，由當地科研機構具體負責。

　　“由于他們經(jīng)費有限，這些樣地目前只能基本維持現狀，我們通過(guò)簽署合作協(xié)議引入科研項目，共建共享樣地和數據。”林露湘說(shuō)，但合作過(guò)程因文化、認知等差異，有時(shí)并不順利。“未來(lái)我們更傾向于自己過(guò)去建樣地，擁有更大自主權。在這條樣帶中，我們來(lái)發(fā)揮主導作用。”

　　曹敏還設想，除了生態(tài)學(xué)，從事植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、微生物學(xué)，甚至包括環(huán)境科學(xué)，水文、地理地質(zhì)等相關(guān)的科學(xué)家都可以來(lái)到此地作研究，與生態(tài)學(xué)數據兼容，可能會(huì )有意想不到的更重大的新發(fā)現。

　　“東經(jīng)101度森林樣帶”是一個(gè)生物多樣性研究的區域性平臺。“目前，大部分研究還處在數據采集等早期階段。”曹敏期待，平臺搭建完成后，能吸引全球更多更優(yōu)秀的科學(xué)家到此地開(kāi)展研究工作，協(xié)同發(fā)掘和探索更深刻、更重要的科學(xué)問(wèn)題。