黑龍江呼中國家級自然保護區(qū)常年凍土層研究案例

黑龍江呼中國家級自然保護區(qū)(以下簡稱呼中自然保護區(qū)）宛如一顆皇冠上的明珠鑲嵌在中國北疆、古老神秘的大興安嶺腹地。冰青的藍天，玉潔的白云，清涼的林海，剔透的流水，構(gòu)成了中國寒溫帶原始森林的神奇世界。獨特的寒溫帶明亮針葉林生態(tài)系統(tǒng)、黑龍江大興安嶺主峰大白山和黑龍江第二大支流呼瑪河的起源地等重要生態(tài)特征，很早就引起國家的重視和國內(nèi)外專家的關(guān)注。

  1.1958年，在蘇聯(lián)和我國專家共同編制的《大興安嶺林區(qū)開發(fā)規(guī)劃總方案》時，蘇聯(lián)工程學(xué)院和我國的專家們在大興安嶺上空的飛機上，規(guī)劃出了這一片神秘的綠色寶庫。

2.1992年2月原林業(yè)部、世界野生生物基金會（WWF）在北京召開的“中國自然保護優(yōu)先領(lǐng)域研討會”一致認(rèn)為呼中國家級自然保護區(qū)具有國際保護意義（A級），在世界40個A級自然保護區(qū)中排名第五，已納入世界保護資源分布網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成世界保護資源的重要組成部分，在國際保護的高度上肯定了保護區(qū)的生態(tài)價值、科研價值和旅游價值。

3.  1988年，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，呼中自然保護區(qū)成為中國第二批國家級自然保護區(qū)之一。

4.  2000年4月，中國人與生物圈國家委員會MAB將呼中自然保護區(qū)納入中國生物圈保護區(qū)網(wǎng)絡(luò)，主要保護對象為寒溫帶明亮針葉林森林生態(tài)系統(tǒng)和野生動物。

5.  2006年10月，原國家林業(yè)局啟動全國林業(yè)示范自然保護區(qū)建設(shè)工程，在全國林業(yè)系統(tǒng)選擇一批具有典型性、代表性的自然保護區(qū)，開展示范自然保護區(qū)工作，以逐步探索和形成我國自然保護區(qū)建設(shè)和管理的典型模式，全面促進我國自然保護區(qū)建設(shè)管理水平的整體提高，將呼中自然保護區(qū)列為首批51個“國家級示范自然保護區(qū)”之一。 

6.  2013年9月，在江蘇省南京市舉行的第十屆中國城市森林論壇上，國家林業(yè)局、教育部、共青團中央命名黑龍江呼中國家級自然保護區(qū)為“國家生態(tài)文明教育基地”。多年來，呼中自然保護區(qū)是中國自然保護事業(yè)中的一顆璀璨明星，聞名于國內(nèi)外。

呼中自然保護區(qū)是全球同緯度地區(qū)最大的寒溫帶明亮針葉林生態(tài)系統(tǒng)保護區(qū)，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，素有高寒禁區(qū)之稱。冬季漫長寒冷積雪，夏季短暫溫暖多雨，全年平均氣溫只有-5.3℃，極端最低氣溫低達-53℃，氣溫年較差達60℃以上，全年9個月的時間有積雪。

保護區(qū)位于大興安嶺山脈森林腹地，位置偏遠，交通不便，無水無電、無網(wǎng)絡(luò)無信號，設(shè)施落后，條件艱苦，夏季蚊蟲叮咬，冬季化冰取水，朝夕與白露為伍，暮靄與祥云為伴。孤獨寂寞對于保護區(qū)職工來說更是習(xí)以為常，白天披荊斬棘林中穿梭，晚上遙望星空思念家人。在如此艱苦的條件下，保護區(qū)于部職工以生態(tài)保護為業(yè)，以保護區(qū)為家，守護著這片凈土。

隨著氣候變化研究廣泛開展,寒區(qū)生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)研究已成為熱點。近地表面的多年凍土是寒區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分,對多年凍土的研究是生態(tài)、水文、地質(zhì)和工程建設(shè)研究者關(guān)注的重要議題。大興安嶺位于中國東北寒區(qū)，也是中國高緯度多年凍土分布區(qū),其多年凍土處于歐亞大陸凍土帶南緣,凍土厚度較薄,對氣溫升高和外界變化極為敏感。研究表明,與100 年前相比，由于氣候變化和人類活動,多年凍土融化深度增大,東北地區(qū)現(xiàn)代多年凍土南界已北移20 ~ 30km,出現(xiàn)了自南向北的區(qū)域性退化趨勢。探明多年凍土的分布規(guī)律、發(fā)育狀況及影響因子，對于氣候變化下寒區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的長期研究具有重要意義。

2023年7月25日我司與呼中各位領(lǐng)導(dǎo)一起安裝設(shè)備，七月底的夏天天卻透漏著絲絲涼意，原始森林深處處處充滿著未知危險，與世隔絕手機沒有信號與外界失聯(lián)狀態(tài)，保護區(qū)劉局帶領(lǐng)各位同事去現(xiàn)場查看地形地貌，測井深度達幾十米直達永久凍土層內(nèi)，原始森林里面道路崎嶇，車輛在林內(nèi)行駛就算劉局已經(jīng)路途非常熟悉也要謹(jǐn)慎小心。我看到了他們樸實無華的品質(zhì)和求實肯干的作風(fēng)，看到了他們頑強拼搏、迎難而上的工作精神，我們深深為呼中自然保護區(qū)擁有這樣一群艱苦奮斗、甘于奉獻和無怨無悔的老師們而敬佩。

整個項目的安裝執(zhí)行了約1個月左右，分別去了3個批次的5，名技術(shù)人員。實施為期一個月，凍土系統(tǒng)選用的是云藍風(fēng)匯自主研發(fā)的溫度鏈。

溫度鏈優(yōu)點：

v  溫度鏈采用SDI-12總線的信號輸出可以同時測量每一層的土壤溫度數(shù)據(jù)，同時我們的溫度鏈不僅采用了不銹鋼繩做拉伸牽引保護，對傳感器線纜和探頭接口應(yīng)力保護，這個公司研發(fā)部分與中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院專門做凍土研究的一些專家進行過技術(shù)咨詢、就目前科研使用的溫度鏈存在的問題做了改進工作。

v  溫度鏈做了50米的保護套件，每個傳感器安裝位置同時也設(shè)計了放置土壤擠壓的保護圈。能夠確保溫度鏈在深層凍土監(jiān)測穩(wěn)定和高精度。

v  理論上凍土溫度鏈就是不同溫度傳感器組合在一起的一根鏈條，我們的溫度傳感器使用的是熱敏電阻電子元件（內(nèi)置瑞士進口溫度傳感器），精度高，穩(wěn)定性非常好（可以監(jiān)測到凍土的細小溫度變化），密封在不銹鋼材質(zhì)內(nèi)可以IP68浸沒水中可長期使用。

v  溫度鏈后期可以隨時增加傳感器探頭，同時位置可以在現(xiàn)場或者后期實驗方案變更進行調(diào)整，我們的每一層溫度傳感器都是獨立的，全部使用防水航插級別接口，后期傳感器部分假如有損壞可以直接更換，十分方便維修。

公司同事十年間多次到呼中自然保護區(qū)，感受到了保護區(qū)事業(yè)的蓬勃發(fā)展。保護區(qū)森林守護者的隊伍逐漸壯大，有了自己的撲火和管護力量；基礎(chǔ)設(shè)施越來越完善，有了星級保護管理站和工作基地，有了衛(wèi)星電話、通訊電臺、太陽能發(fā)電，改變了“交通基本靠走，通訊基本靠吼，取暖基本靠抖”的落后面貌；有了高水平的科研團隊，成功公關(guān)了《野生東北巖高蘭移植與栽培技術(shù)》、《貂熊野外救護與繁育》等一系列重要課題，成為了中科院、黑龍江省科學(xué)院、東北林業(yè)大學(xué)等知名科研院校的科研基地；不再依靠望遠鏡監(jiān)測，有了遠紅外監(jiān)測相機和無人機航拍、熱成像等高新技術(shù)，建成了全國生物多樣性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)第二大監(jiān)測樣地，設(shè)立了中國北方林生態(tài)定位研究站和寒溫帶明亮針葉林生態(tài)定位研究站，成為了世界監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的一員。

呼中自然保護區(qū)是我國唯一的寒溫帶針葉林生態(tài)保護區(qū)。探明多年凍土的分布規(guī)律、發(fā)育狀況及影響因子,對于氣候變化下寒區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的長期研究具有重要意義。