夏日，走進遼寧清原森林生態系統國家野外科學觀測研究站，這里綠樹成蔭，郁郁蔥蔥；溪水潺潺，清瑩秀澈。

清原森林野外站依托中國科學院沈陽應用生態研究所建設，位于遼寧省撫順市清原滿族自治縣山區，地處長白山余脈龍崗山北麓，主要森林類型為次生林，代表著東北典型的溫帶森林生態系統。清原森林站區域內的長沙河流域是沈陽、撫順兩市的母親河——渾河的西源頭、大伙房水庫上游水源安全保障的源頭區，也是遼東山區重要珍稀瀕危物種棲息地和重要生態屏障區。

近年來，清原森林站充分利用信息化手段推動林學、森林生態學等傳統學科的科研范式變革，開展森林碳匯精準核算、森林生態系統水源涵養等復合生態功能的科學研究；以生態科技助力林下經濟發展和鄉村振興，為區域生態文明建設提供科技支撐。

智能管理

森林是陸地最重要的生態系統之一。森林生態系統是巨大的碳匯，固碳能力十分可觀。精準核算森林碳匯，對我國盡早實現“雙碳”目標、維護國家生態安全具有重大意義。不過，沈陽生態所科技處處長王緒高坦言，當前森林碳匯核算不確定性大、森林三維結構不清、關鍵碳匯形成機制仍不清楚；其中，森林碳通量的精準計量是解決上述問題的關鍵前提。

為了提高森林碳匯的核算精準度，清原森林站在獨立流域內建立3座觀測塔，組建科爾塔群監測平臺，通過信息化技術手段，高質量地獲取森林生態系統的全息三維結構與動態、通量監測數據和生態水文數據。

滕德雄，作為沈陽生態所一名特別研究助理，他每個月至少要來清原森林站兩三次，圍繞科爾塔群開展科研工作。滕德雄說，“塔群平臺上增設了冠上物候相機、林下光量子矩陣傳感器和魚眼相機等多類科研設施，對塔群固定樣地群進行補充調查”。隨著信息化、智能化的逐步推進，他現在只需坐在清原森林站多功能數據中心的電腦前，就可以隨時監測塔上實時傳輸回來的數據。

沈陽生態所所長、清原森林站站長朱教君介紹，多功能數據中心可以將科爾塔群、水文站和實驗樣地內的儀器設備采集到的數據即時傳輸至站區服務器，實現觀測站區多源數據高效管理；再通過一體化在線監測管理系統，整合各類數據資源，以標準化、模板化的應用服務接口對外提供各類數據服務，實現數據共享和智能化管理，精準有效核算區域森林碳匯。

“以科爾塔群為紐帶，依托數據中心等信息化平臺建設，融合大數據、人工智能、物聯網等先進的信息化技術，打造數據獲取、自動傳輸、智能分析、管理決策、可視化的全鏈條信息化平臺，實現森林生態系統多尺度、多要素、多過程長期碳通量觀測數據的聯網獲取與存儲、計算與分析、質控與共享、展示與應用，以信息化手段全面提升森林碳匯研究的科研范式變革，建立精準的森林碳儲量核算機制。”朱教君表示。

科技支撐

家住沈陽、工作在撫順的鄧朔，常常開車在兩地之間奔波。她對沈陽、撫順兩市的母親河——渾河很有感情，也感受到了渾河這幾年的巨大變化。

“渾河水越來越清澈了，岸邊越來越綠了，空氣更清新了，周末我經常喜歡在河邊遛彎，很享受在河邊的時光。”鄧朔談到渾河的變化時嘴角上揚，眼神中流淌著喜悅。

渾河的變化，除了得益于流域的生態治理外，與清原森林站打造跨尺度森林水文過程研究平臺，為服務區域生態水安全提供科技支撐有一定關聯。

監測水位、流速、年徑流量、年降水、蒸發、坡面徑流、土壤含水量及流域內植被和土壤情況……在次生林生態系統水文觀測平臺，朱教君經常帶領他的博士生、碩士生研究次生林生態系統水文情勢和過程。

朱教君說，在核心獨立小流域（536.4公頃）內，結合觀測塔群和激光雷達技術，可高質量地獲取生態水文數據，借助多功能數據中心開展水文實時監測，為森林水文監測與研究提供長期支撐平臺。

“我們研究森林生態系統不同層次的水文過程與環境的互饋機制，認識環境變化下森林水循環過程及其與生物因子的關系；從冠層—生態系統—小流域—集水區尺度，跨尺度量化森林水文過程及各組分貢獻率；分析森林類型與結構對水量/水質的影響，探索森林水源涵養服務功能的形成機制。努力打造以森林水文學與生態水文學為核心的監測研究平臺，為保障區域生態水安全提供科技支撐。”朱教君表示。

“針對東北溫帶森林生物多樣性維持機制不清、生物多樣性下降等問題，依托大型森林監測樣地平臺研究不同物種對周邊生物多樣性的作用，開發野生植物資源實時在線監測系統，保護珍貴野生植物資源；開發野生動物資源實時在線監測系統，實現野生動植物資源自動監測、傳輸和識別一體化技術變革，為森林生物多樣性維持與改善提供科技支撐。”清原森林站高級工程師孫一榮說。

多效合一

在撫順市清原縣夏家堡鎮賈屯村，全村于上世紀80年代末就有農戶開始林下參種植；2006年，村民真正有了自己的林地，這時掀起了林下參種植的熱潮。截至目前，林下參種植戶共有150余戶，面積已達1.2萬畝，10年以上人參成畝連片，年產值達千萬元。

林下種植人參已成為當地林農增收的重要途徑之一。清原森林站副站長于立忠直言，他們在調研中發現，林下參在生長過程中對光環境要求較高，已有的林冠調控措施不能滿足林下參的生長要求，導致林下參苗保存率極低，嚴重影響林下參的種植效益。為此，我們模擬野生人參的生長習性和生態環境，將人參籽播種或將參苗栽到土壤適宜、排水透氣性良好的林分內。

于立忠介紹，將透光分層疏透度（OSP）精準量化技術應用于林下參培育過程，改變以往上層闊葉樹的調控高度與精度，實現對林下參上方（0.5m）OSP的準確量化，進而進行精準調控，大幅提高了林下參的成活率。同時，模擬自然環境，在自然干擾形成的大林窗下種植五味子，在小林窗內栽植細辛、刺五加等，形成林藥復合經營模式。

“清原森林站通過創新技術改善了林下參的光環境，提高了林下參的產量，增加了村民的種植收益，助力了鄉村振興。”賈屯村黨支部書記張慶財告訴記者。

沈陽生態所副所長卓君臣表示，“我所在的不同類型生態系統地區建設了多個野外臺站，不僅是科學研究的重要平臺，同時也積極為當地經濟社會發展提供科技支撐”。除了林藥高效經營模式外，林菜高效經營模式也是林下資源高效利用的典型案例。例如，清原森林站依托近成熟落葉松人工林，加大撫育強度，利用林下空間與生態環境，在林下人工栽植大葉芹和刺龍芽等山野菜，形成林菜高效復層經營模式，通過發展林下經濟有效實現多重效益的協調統一。