钱江源国家公园独特的地理优势、丰富典型的生物资源，为森林的长期生物多样性动态监测和机理研究提供了最优平台。自2002年始，钱江源国家公园与中科院植物所、中科院动物所、浙江大学、耶鲁大学等30余家科研院校开展合作研究，已建成国际一流的森林生物多样性及其对气候变化响应学科的前沿研究平台。

森林动态样地监测平台，是中国森林生物多样性监测网络成员之一；中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验平台，是世界唯一在亚热带森林进行的中欧合作研究项目；全境网格化动物多样性监测平台，已在国家公园全境及跨省合作区域布设红外相机559台，实现野生动物全境红外相机监测；森林冠层生物多样性监测平台，是目前全球19个冠层监测平台之一。

谷歌地图上能查到树的位置

雨后的古田山，空气清新，犹如一个大氧吧，让人不禁时不时深深呼吸。远处，青山如黛连绵不绝，近处，溪水潺潺蜿蜒流淌。脚下，青石台阶上的落叶腐质越来越厚密，直到石阶渐渐零落，到消失不见。我们知道，前方已经渐入钱江源国家公园核心保护区了。

我注意到不少粗壮的树干上锢有一个带弹簧的金属环。拥有30年工作经验的植物专家、钱江源国家公园科研合作交流部副主任陈声文说，这是用来监测树木生长的“生长环”。我们现在正身处于森林动态样地，这里的主要树木都会佩戴上生长环，还有独一无二的树牌身份编号，你可以在谷歌地图上查到每一棵树木的位置。

在林木之间， 还能时常见到用四根支架撑起的白色网兜，这是“种子雨收集器”，也是森林动态样地中的科研设施。每周，科研人员都会将这张网上的植物种子、落叶等植物掉落物进行回收、分类、研究。特别是每年5 月到8 月间， 幼苗生长的旺盛期，都要进行生物量的监测、分解、实验。以此来研究诸如“为什么有些物种幼苗就这样死掉了，另一些是如何存活下来并生长的”等问题。

钱江源国家公园古田山区域有近万亩约200—350年未被人为干扰过的原始森林，其面积之大、保存之原始，在亚热带低海拔地带为全球稀有，科研价值高。如何尽可能地保护森林资源，已成为亟待解决的关键问题。

为了更好地研究中国森林生物多样性、物种共存或群落构建机制，钱江源国家公园与中科院植物所、中科院动物所、浙江大学等30余家科研院校开展合作研究，已建成国际一流的森林生物多样性及其对气候变化响应学科的前沿研究平台。2002年，古田山建立了5公顷样地，2004年又建成了一块24公顷的森林大型动态样地。样地区域内每一棵胸径1厘米以上的树，研究人员都将其定位、单独编号、单独挂牌、测量胸径。

目前古田山共建有24公顷固定监测样地1个、5公顷样地1个、1公顷样地13个、30×30米样地27个、20×20米样地400个，以满足不同科研项目的需要。比如进行植物生长监测、土壤监测、空气监测等等。

森林动态样地监测平台，是中国生物多样性最完善的监测样地体系，其中24公顷样地是我国森林生物多样性重要监测平台之一，同时大样地还是研究和监测古田山保护区常绿阔叶林的植物物种组成和动态演替、生物多样性及其维持机制、生态系统功能以及气候变化对植被影响等重要问题的基础。

“复制”古田山的物种基因

原生态的古田山拥有丰富的稀有植物群落，有着“物种基因库”的美誉。植物学家就以古田山的天然林作为基因样本，在另外的地方进行物种实验。这种实验被称为“森林生物多样性与生态系统功能实验”。

2 0 0 9 年，由中国国家自然科学基金委员会和德国科学基金会联合资助的“中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究”项目，在江西德兴新岗山建立了大型森林控制试验样地，建设过程中大量运用了古田山样地的研究成果。科学家们将古田山的树种两两或者多种搭配，以此研究森林修复与物种共存等各种问题。

钱江源国家公园的这个“亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验平台”，是目前世界上唯一一个探索低海拔亚热带常绿阔叶林的恢复与气候变化的关系的实验平台，是全球唯一一个中欧合作的亚热带研究平台，也是中国唯一一个区域性气候研究中心。

“以往的森林样地调查，并没有记录空间分布的信息。而我们在古田山的样地则开始记录空间分布信息，从而揭示物种共存机制。”中科院生物多样性委员会秘书长马克平教授打了个比方说：植物的生长和人与人之间相处是一样的道理。如果两个人脾气相合，在一起就会很愉快，性格不合的人在一起也许会互相不搭理甚至吵闹打架。不同的树种，有的在一起都长得快，有的一个快一个慢，也有可能两个都有害。这就是物种共存机制，只要我们掌握了这些正相关和负相关的规律，在植物造林的时候，也可以有针对性地选择了。

马克平的团队发现了很多树种相互作用的规律。比如古田山的优势物种甜槠和毛花连蕊茶、灰白蜡瓣花、杨梅叶蚊母树、短柄袍、红楠，灌木柳叶蜡梅、窄基红褐柃都是负的相互关系，却和优势种木荷、虎皮楠、马银花、灌木映山红是正的相互关系。木荷和虎皮楠、马尾松、马银花都是正的相互关系，但是和柳叶蜡梅、杨梅叶蚊母树、浙江红花油茶、红楠等为负的相互关系。

先锋物种马尾松和绝大多数树种成负相关，如浙江红花油茶、栲树、杨梅 叶蚊母树、麂角杜鹃、黄檀、马银花、野漆树等，但是和栲树成正相关， 且小苗期间最佳距离在55厘米，如果间隔1米以外，就没有相互作用了。相比较乔木、小乔木优势树种，灌木的优势物种与绝大多数木本植物由于空间垂直生态位差异大，成正相关，只与少数物种呈现负相关，比如马尾松、虎皮楠、灰白蜡瓣花、野含笑。通过这些研究，或许今后植物学家们会探索出一套修复地球原生态森林的方法。

全境“红眼” 监测野生动物

我们一行往原始森林的深处走去，眼看前方的路已经消失在倒伏的腐朽大树旁。“前方人走的路已经没有了，只有野兽走的路了。”陈声文说，在保护区，任何倒伏的树木都是不能人为移动的，就让他们保持自然的状态，来自土壤，又回到土壤去。

很快，在这野兽兴许会出没的无人区，我们发现了一样新奇的东西，这是一个相机模样的黑色盒子，绑在树干的低处。我们走过去拍摄，只见盒子上面有红光隐隐一闪。没错，这就是古田山上均匀分布着的野外红外相机。它们被绑在野兽会经过的地方，当有生物靠近，就会自动拍照记录。每次触发红外相机，都会连续拍摄3张照片和一段10秒长的视频。

自从2 0 0 9 年，古田山上布下红外相机以来，抓拍到了很多珍贵而有趣的瞬间。当年的一天，工作人员在更换野外红外相机的储存卡时，发现了一个以前从未出现过的动物——身躯颇是庞大，脑袋又圆又宽，顶着两只圆圆的大耳朵，蒲扇似的巨掌，凸出来的嘴巴——这是黑熊！大家喜出望外。

1949年以前，黑熊在浙江并不是稀罕的物种，很多山区居民见过或听说过黑熊的存在。然而近年来，浙江的黑熊几乎销声匿迹了。原因有二：一是黑熊是典型的林栖性动物，喜欢栖息于海拔500到1500米的常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔叶混交林中，而浙江省的森林覆盖率虽然比较高，但林相结构并不是理想的黑熊栖息地；二是为了追求经济效益，大规模乱捕滥杀，尤其是用电网这种毁灭性捕杀，造成黑熊数量短期内锐减。红外相机拍下的两张黑熊照片，是浙江自90年代末首次获得野外黑熊生存的证据，也证明了黑熊这个珍贵的物种并没有在浙江境内灭绝。

自2014年5月起，中国科学院植物研究所的团队开始在古田山建立红外相机全境网格化监测平台，他们在2009年布设的18台红外相机的基础上，将红外相机覆盖古田山全境，这也是全球唯一的全境网格化动植物综合监测示范平台。

中国科学院植物研究所团队借助地理信息系统（GIS),将古田山划分为93 个网格，每个网格面积1平方公里，内布设1台红外相机；少数网格则加密布设3台相机。4个月后，工作人员会将相机移动至同一网格内的不同位点，每个网格内每年调查3个位点。布设相机的位点也很有讲究。一般会选择动物痕迹较多的地点（兽径、水源点等处），将相机固定在离地面50—80厘米的树干上，镜头与地面大致平行。同一网格内以及网格间的所有位点之间间隔距离大于300米，以增加相机调查覆盖的区域，并减少不同相机之间对相同个体的重复拍摄。工作人员会详细记录红外相机安放的日期、GPS位点、海拔、植被类型和特征及其他环境参数。在每4个月调查周期的中间，统一检查一次相机的工作状态，更换电池和存储卡，收回数据。

目前整个钱江源国家公园共布设550多台红外相机。红外相机多年的记录结果显示，古田山内有稳定的黑麂、豹猫、白颈长尾雉、勺鸡和白鹇种群，国家一级重点保护野生动物黑麂偏好核心区、缓冲区内高海拔的原生林、次生林，而白颈长尾雉偏好实验区内低海拔的次生林、人工林、油茶林。

有了这张覆盖古田山全境的红外相机监测网络，就为进一步开展野生动物的生态学研究和保护管理提供了重要的基础，使得管理者可以全面地、及时地掌握区内动物组成和分布，进而制定更加有针对性和实效性的保护策略，促进动物资源的有效管理。

60米高的塔吊“实验室”

站在古田山脚下时，就能望见半山腰上有座庞然大物参天入云——那不是城市建高楼大厦的塔吊吗，为什么会出现在这里？古田山上的塔吊，与城市里的基建塔吊不同，这里是用来搞科研的。这座塔吊高60米，臂长60米，上面挂着一个搭载科研人员的工作轿厢，既能水平延伸又可垂直起降，可以360度上下左右全方位旋转。

目前在古田山驻站科考研究的中国科学院植物研究所博士王宁宁说，这个塔吊的手臂可以到达附近任意一棵树的树顶、树干，还能搭载监测器、高光谱、红外热像仪等，这对动植物研究来说是非常重要的科研手段。这里的大树一般都高达二三十米以上，过去要研究顶层的光合速率、树冠、种子、花蕊，乃至动物、鸟巢，都需要科研人员爬上去研究，或者请人采摘下来。这样不仅费时费力，很多用以研究的样本也因被摘下而无法活体研究。而有了这个塔吊，这些问题就迎刃而解了。

这座塔吊是森林冠层生物多样性监测平台的组成部分，后者是目前全球19个、中国7个冠层监测平台之一，是中国生物多样性监测网络林冠生物多样性监测网络的一个重要节点。

从字面意义上解读，森林冠层就是指“森林中树木的上部枝叶相互连接成一大片”的区域。林冠是地球上物种最丰富的地方，有些神奇的生物只生活在树顶。林冠在森林与大气的物质、能量交换过程中发挥着至关重要的作用, 它对环境变化极为敏感，具有生物指示作用，甚至被学界视为地球的“第八大洲”。在人类活动和全球气候变化加剧的背景下，森林生态系统正面临着严重的威胁，首当其冲的就是林冠及其附生生物群落。

研究林冠的前提是必须想办法到达树顶。钱江源国家公园的常绿阔叶林高二三十米，而热带雨林某些树种如望天树能长到八九十米。即便科学技术发展到今天，林冠也被称作是最后的生物学前沿，因为太难上去了。自从有了塔吊，科学家将激光雷达、高光谱等各种先进的仪器，安放在林冠塔吊的不同位置，从而可以从多个垂直梯度观测层分别对空气温度、湿度、风速等要素进行监测，进行24小时全程记录。研究人员通过这些三维空间的监控技术，全方位、高精度、非破坏、可重复地为森林测验心肺，诊脉肌体。

林冠塔吊系统则是探究林冠生态的重要技术装备。塔吊的建立虽然从外观上给原始森林带来一座异物，但它能确保研究者用“非入侵的方式”不接触树木本身，使监测植物作业所产生的负面影响降到最低。可以说，塔吊是当前阶段研究森林冠层最先进的手段。目前，全球已有或正建塔吊数量22个，其中3个废弃，可以使用的有19 个。

建设塔吊的费用也相当可观，一个约300万人民币。在过去几年间，中国一共建成了7个林冠塔吊，它们分别在长白山、古田山、八大公山、栗子坪、哀牢山、西双版纳、鼎湖山，从温带到热带，较好地覆盖了我国的森林类型，它们的投入使用将在林冠小气候、林冠生物多样性和物种共存等领域发挥重要作用。

文 / 沈俏静 胡君磊 林津羽 通讯员 / 朱建平 陈声文 周崇武

图 / 殷浩然 步恩撒 （部分图片由钱江源国家公园提供）