秦岭处于中国版图的正中央

　　北连黄土高原南接四川盆地

　　是母亲河黄河、长江的分界线

　　是北方小麦和南方水稻的分界线

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　　其重要意义不言而喻

　　2020年4月20日，习近平总书记在陕西考察时强调，把秦岭生态环境保护和修复工作摆上重要位置，履行好职责，当好秦岭生态卫士。

秦岭的健康状况到底怎么样？

它对我们的生态环境，到底有多重要？

　　“在陕西省商洛市松朵山上，有一座‘超级气候生态站’——丹江源•秦岭森林气候生态系统科学观测研究站，每天观测植被、土壤、物候、辐射、森林水文、森林气象、涡度等相关数据。”商洛市生态监测服务中心主任赵世发说，“它就像一个家庭医生，全天候监测着森林的‘体温’和‘呼吸’，关注着森林保持水土、涵养水源的每一个过程。”

　　该生态观测站为气候生态综合观测系统的一部分，目前建成了森林梯度观测塔、温室气体监测、固定样地观测、地表径流场、林间降水、枯落物降水、树干径流、树干液流、区域林间土壤水分观测等。

这位医生是如何监测秦岭的健康呢？

一个特殊的“听诊器”——松朵山气候生态综合观测塔

　　塔上有森林梯度观测，包括5层空气温度、5层空气湿度、5层风速风向、气压、降水、净辐射、光合有效辐射、红外表面温度；塔下有5层地温和2层土壤热通量。这一梯度观测可用来持续观测森林生长的环境气象条件，了解其“内在健康”情况。

松朵山气候生态综合观测塔 赵世发 摄影

　　塔上安装的开路涡度相关系统可获取实时通量值，精确计算出森林与大气间的能量物质交换，包括二氧化碳通量，一氧化二氢通量，感热通量，潜热通量等。“研究森林生态的变化最少需要观测3年至5年的数据，通过观测收集数据，才能掌握秦岭里的气候特点、植被变化、土壤干湿度，进而对秦岭区域生态系统的碳平衡和生态服务功能进行分析和评估。”赵世发说。

　　在地面观测中，通量塔是最直接、最有效，相对来讲也是最准确的衡量陆地生态系统碳汇能力的观测手段。目前，全国已经有100多个通量塔，分布于全国陆地生态系统的各个地方，随时随地“把脉”生态系统的变化，为生态环境保护决策、生态产品价值评估和气候生态资源开发利用提供科学的数据支撑。

当天上下雨了

“医生”能看出啥？

　　当雨落到树上时——树干径流观测

　　通常是选择距离较近的3棵树，每棵树的粗细要能代表这片森林树木的平均状况。

　　然后，在每棵树距地面1.5米的高度做一个截流圈，用塑料管将截流圈内的水引出到自动计量器中。

　　再用采集器将自动计量的数据采集，并通过通信模块自动发送到气象局的中心站。

　　此时，中心站信息处理程序将数据除以3后加入数据库。

　　以上就是1个标准的树干径流的自动观测过程。

　　需要注意的是，降水经树冠阻挡后沿树干流下的流量、速度、时间都有不同，选择3棵树则是为了减少测量1棵树时流量不准确、误差大等问题。

树干径流观测 邹晓菁 摄影

　　当雨落到地表渗入土壤里——森林土壤水分观测

　　遥测式土壤水分自动观测仪，是一种被动监测土壤水分的仪器。“以往多为监测农田土壤水分设计的，我们首次用在森林土壤水分观测中，相较于传统点式土壤水分观测数据，其具有代表面积大的特点。”赵世发介绍，研究表明，区域土壤水分观测数据质量普遍高于人工和自动站观测数据。

　　这种仪器能够测量直径范围700米内的土壤水分平均值，在土壤冻结期、在土壤水分分布不均匀地带也能测量土壤水分。该仪器还配套安装了降水量、气压、空气温度、湿度等观测仪器，用以精准分析土壤水分分布情况。

遥测式土壤水分自动观测仪 赵世发 摄影

　　林间降水量观测——森林的水源涵养效能

　　林间降水量指林外雨量（又称林地总降水量）扣除林冠截留量和树干径流两者之后的雨量，是森林降水再分配的重要组成部分。“森林的水源涵养效能在很大程度上取决于实际进入林内的林间降水量。”赵世发指出，准确测定森林林间降水量对森林生态系统水量平衡研究具有重要意义，能够很好地服务生态文明建设和气候生态产品价值转化。

　　在这里设置了1个标准雨量自动观测仪和1个自制放大10倍（接水器换成10倍的水槽）的雨量自动观测仪。观测数据经采集器自动采集传回中心站，放大了10倍的雨量数据经信息处理程序除以10后，加入数据库。

　　为什么要设置一个放大10倍的雨量自动观测仪？

　　由于标准雨量器接水器口径小（20厘米），林间降水受树森阻挡变化较大，进入雨量器的水量不是偏多就是偏少。“通过对比数据，可以明显看到放大10倍的自制雨量器观测的数据稳定性好、可用性强。”赵世发进一步解释。

    彩蛋

　　这儿的树还有自己专属的“号码牌”

　　每年对森林里200余棵树木进行编号，专门测量树径、树高和森林郁闭度等三个参数，保证监测数据的准确性。

每棵树都有自己专属的“号码牌”邹晓菁 摄影

　　“观一棵树，可知整片森林。把秦岭气候生态‘好颜值’转变为经济‘好价值’的密码，也就藏在每棵树的数据里。”赵世发说。

（作者：吴卉 刘娜 责任编辑：颜昕）