一線調(diào)研丨三座塔就能監(jiān)測(cè)整片森林 解鎖三北工程的“碳匯”密碼

在三北工程攻堅(jiān)戰(zhàn)三大標(biāo)志性戰(zhàn)役中，黃河“幾字彎”攻堅(jiān)戰(zhàn)是重中之重，治理任務(wù)重，造林難度大。用老百姓的話說(shuō)就是好種的地方都種了，剩下的大都是硬骨頭。那么，如何啃下硬骨頭，打好攻堅(jiān)戰(zhàn)？

這幾天，在山西忻州偏關(guān)縣直接匯入黃河的楊家川河流域，7000多畝黃河“幾字彎”攻堅(jiān)戰(zhàn)項(xiàng)目正在建設(shè)。

偏關(guān)縣地處毛烏素沙漠邊緣，干旱少雨，風(fēng)大沙多。黃河由西向東在偏關(guān)進(jìn)入山西，拐頭向南，帶走了晉陜峽谷兩岸黃土高原上的大量泥沙，使得這片丘陵溝壑生態(tài)脆弱區(qū)，成為黃河“幾字彎”北部生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)。經(jīng)過(guò)40多年三北工程建設(shè)，當(dāng)?shù)卦诨纳蕉d嶺間筑起了110公里的防護(hù)林帶，生態(tài)環(huán)境得到極大改善。眼下，他們正在向剩余的干石山區(qū)發(fā)起沖鋒。

水從山下拉上來(lái)，苗用索道吊到溝里，但在干石山區(qū)植樹(shù)最大的難題是沒(méi)有土。為了精準(zhǔn)地把泥土送到60度角的陡坡上，當(dāng)?shù)貒L試把4根長(zhǎng)6米、直徑40厘米的波紋管連在一起，用管道運(yùn)土。

為了保障“一泓清水入黃河”，今年偏關(guān)計(jì)劃完成3.8萬(wàn)多畝三北工程建設(shè)任務(wù)。

黃河岸邊“較勁”的人

在三北工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，為了啃下防沙治沙的硬骨頭，有人用管道往陡坡上運(yùn)土，也有人用無(wú)人機(jī)把樹(shù)苗吊到半山腰。山西臨縣位于黃河“幾字彎”腰部的呂梁山西側(cè)，坡陡溝深，十年九旱，曾經(jīng)是黃河流域水土流失最重、輸入黃河泥沙最多的地區(qū)之一。眼下，臨縣境內(nèi)黃河“幾字彎”植樹(shù)造林任務(wù)剩下的地塊植樹(shù)條件差，攻堅(jiān)難度大。其中最難的當(dāng)數(shù)運(yùn)樹(shù)苗。接下來(lái)讓我們?nèi)フJ(rèn)識(shí)一位在黃河岸邊“較勁”的人。

通往山崖邊的路，最窄處只有橫放的A4紙那么寬，最陡的地方感覺(jué)快要立起來(lái)，路邊就是遍布碎石的黃土溝，淺的有十幾米，深的則有幾十米，失足落下，非死即傷，王明喜和伙伴們卻早已習(xí)慣走這樣的路。

樹(shù)苗背到半山崖上，王明喜和伙伴們找到能夠立足的地方就開(kāi)始挖坑。

隨著三北工程建設(shè)在臨縣開(kāi)展，當(dāng)?shù)匾载毨魹橹鞯娜罕?，先后成立?91個(gè)造林合作社，王明喜所在的合作社成立于2016年，是當(dāng)?shù)爻闪⒆钤?、?shí)力最強(qiáng)的造林合作社之一。曾經(jīng)的貧困戶，如今成了經(jīng)驗(yàn)豐富的植樹(shù)人。一滴一滴的汗水換來(lái)了家鄉(xiāng)的荒山禿嶺一片又一片變綠。

經(jīng)過(guò)40多年三北工程建設(shè)，臨縣境內(nèi)河流向黃河的輸沙量每年大約減少一千萬(wàn)噸。

在大山中建立起

碳匯監(jiān)測(cè)平臺(tái)

經(jīng)過(guò)40多年建設(shè)，三北工程已由單一的防護(hù)林體系建設(shè)工程，轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)籌山水林田湖草沙一體化保護(hù)和系統(tǒng)治理的綜合性生態(tài)工程。工程將發(fā)揮怎樣的生態(tài)效應(yīng)？科學(xué)家也在長(zhǎng)期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

遼寧清原森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站地處長(zhǎng)白山余脈龍崗山北麓，這里是重要的生態(tài)屏障區(qū)，具有水源涵養(yǎng)、固碳增匯等功能，也是重要珍稀瀕危物種的棲息地。

記者跟隨科學(xué)家從站區(qū)出發(fā)，穿過(guò)林間小路，在密林深處，一座高大的次生林觀測(cè)塔矗立于眼前。爬上觀測(cè)塔，滿目蒼翠的林木映入眼簾。而臨近的山上，還有兩座塔與這座次生林觀測(cè)塔遙遙相望，它們分別坐落于蒙古櫟林和落葉松林間。三座塔呈鼎立之勢(shì)，共同構(gòu)成了碳通量監(jiān)測(cè)平臺(tái)“科爾塔群”。

中國(guó)科學(xué)院清原森林站工程師 于豐源：“科爾塔群”是以探尋森林結(jié)構(gòu)、森林固碳功能以及水源涵養(yǎng)功能為主的一個(gè)科教（科研）基礎(chǔ)設(shè)施。

植被通過(guò)光合作用吸收二氧化碳，是重要的碳匯途徑。根據(jù)科研人員測(cè)算，“科爾塔群”監(jiān)測(cè)的三北工程項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，現(xiàn)有森林每年每公頃固碳量接近兩噸。

不只可以測(cè)算碳匯，在三北工程攻堅(jiān)戰(zhàn)中，“科爾塔群”模式還將對(duì)防沙治沙提供科技支撐。

中國(guó)工程院院士 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)生態(tài)所所長(zhǎng) 朱教君：基于塔群這種思路，要利用整個(gè)三北地區(qū)，有可能把防沙和沙塵傳播相關(guān)的一些傳感器放在這里邊，那么這樣就可以知道這個(gè)沙塵是怎么起來(lái)的，怎么運(yùn)輸?shù)?，到底落哪去了，這樣就為我們防沙治沙提供一個(gè)特別好的基礎(chǔ)資料。

利用先進(jìn)科技

打造智慧監(jiān)測(cè)平臺(tái)

“科爾塔群”每年采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不需要科研人員攀塔收集，而是通過(guò)智慧網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)回傳到“大本營(yíng)”并進(jìn)行分析。這套系統(tǒng)是怎樣進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，又將如何給三北工程提供支撐？

樹(shù)木什么時(shí)候碳匯量最大？哪些樹(shù)種碳匯能力強(qiáng)？林木怎樣分布碳匯功能高？大到整片山林的長(zhǎng)勢(shì)，小到一片樹(shù)葉的角度的碳匯效果，正是通過(guò)“科爾塔群”系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量的海量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行模擬計(jì)算。

記者了解到，這套系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備1秒鐘可以捕捉10個(gè)數(shù)據(jù)，融合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，清原森林站實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)獲取、傳輸、存儲(chǔ)、計(jì)算、分析和可視化的全鏈條信息化工作。

在清原森林站，不僅有三足鼎立的“科爾塔群”，還建有科研樣地群、野外增溫試驗(yàn)平臺(tái)、水文觀測(cè)站網(wǎng)、多功能數(shù)據(jù)中心等多個(gè)科研平臺(tái)，可以精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、多尺度地獲取森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為三北工程建設(shè)提升森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供重要理論和技術(shù)支撐。