長白山縱貫我國東北東部,由一系列東北—西南走向的中低山脈組合而成,面積近40萬平方公里,約占東北區總面積的三分之一,是松花江、鴨綠江、圖們江三大水系的發源區。復雜的地理過程和火山活動形成了長白山地區獨特的地貌、植被與生境類型。在長白山主峰僅幾十公里范圍內,形成了從溫帶、寒溫帶、寒帶到寒漠帶多種地帶性植被類型。長白山區是我國滿族、朝鮮族等少數民族的發源地,毗鄰俄羅斯和朝鮮,生態廊道跨國連接,民族與國際地緣關系特殊而復雜。因此,長白山區人地關系協調發展關乎國家生態安全、國防安全、地緣經濟安全與區域發展,承載著以綠水青山保障東北全面振興的重任,以及東北亞穩定和繁榮的重大使命。
近百年來,長白山區的自然與社會環境發生了巨大變化,森林結構和功能、水資源時空配置、土壤侵蝕與污染等問題不斷加劇;邊境地區人口流失、資源枯竭型城鎮、村鎮空心化現象嚴重。解析長白山區地理過程對保護自然生態優勢,維護區域內外生態安全,實現綠色轉型發展有著重要的科學與現實意義。因此,長白山地理過程與生態安全教育部重點實驗室(以下簡稱“實驗室”)應運而生。它于2019年獲批建立,2021年順利通過驗收。
交叉研究,打造鮮明特色
實驗室以地表過程—全球變化—人地關系耦合為主線,設置了自然地理格局與過程、全球變化與區域響應、生態安全與綠色發展3個研究方向,旨在推動地理學、環境科學、生態學等交叉學科發展,凝聚和培養具有國際視野的研究團隊,建設山地地理過程的一流研究平臺,服務長白山地區的區域安全與綠色發展。
實驗室自然地理過程方向的學術帶頭人,主要研究碳、氮、磷等元素循環對陸地生態系統結構、功能和過程的影響,以及全球氣候變化和物質循環之間的相互反饋作用,包括森林生態系統活性氮循環機制及其環境效應研究、CO2升高對溫帶森林土壤氮循環多過程的影響機制研究、新碳在大氣-植物-土壤系統中的分配機制-應用同位素脈沖標記技術研究、全球變化背景下東北森林生態系統的氮循環和反硝化作用研究、基于同位素示蹤的森林土壤微生物氮變化研究、森林和草地生態系統碳匯研究等。
實驗室全球變化區域響應方向的學術帶頭人,在中國東北和東亞地區現代氣候變化研究方面取得開拓性進展,闡明東北地區極端氣候事件格局、過程及機制;評估了大興安嶺-東北平原過渡區邊際氣候效應與區域生態敏感性,豐富和發展了區域氣候研究的理論和方法;對長白山林線的變動和苔原帶植被的變化進行了深入研究,證實了全球氣候變化背景下長白山林線繼續上移和苔原呈現草甸化的趨勢。
實驗室生態安全與綠色發展方向的學術帶頭人有兩位。一位帶頭人主要從事經濟地理、人地關系系統和城市與區域規劃研究,提出了“大地理學”發展的相關概念及理論和方法框架;概念性提出了人地關系系統協同發展的原理,結合城鎮化和經濟發展與環境關系的具體研究案例對環境庫茲涅茨曲線進行了驗證和解釋;在城市群空間結構和經濟效應關系、增強城市群綜合承載能力方面提出了新觀點,并成功應用于城市群空間劃界和空間結構規劃上。另一位帶頭人圍繞長白山地、大興安嶺等研究區,應用地理信息系統(GIS)和遙感技術,探討地理現象的空間結構與過程的模擬方法及其應用;在理論上嘗試以景觀為單元,探討景觀信息圖譜的表現和分析方法;應用地理信息系統對遙感信息處理和分析的獨特功能,開展植被宏觀動態監測研究;在開發實踐中,圍繞信息化中國東北,嘗試地理信息系統二次開發技術的應用。
實驗室擁有地理學和生態學2個一級學科博士學位授權點和區域經濟學1個二級學科博士學位授權點,1個地理學博士后科研流動站,自然地理學、生態學、人文地理學、地圖學與地理信息系統等相關專業學科8個碩士學位授權點和學科教學(地理)1個專業學位授權點。依托地理科學師范類、地理科學普通類、生態學、資源環境與規劃和地理信息科學5個本科專業,儲備人才,快速發展。
在學校、學院的大力支持下,實驗室一直將人才培養作為學科建設的根本目標,對于優秀本科生加大培養投入,設立創新人才基地班,使其本科階段接受科研訓練,經雙向選擇確定基地班導師,進入導師研究團隊,開始科研工作。所有研究生在學期間將全部參加到研究項目中,培養和提升科研素質及實踐經驗,以具備獨立開展科研工作的能力。研究生不僅在科研實踐中完成學位論文,同時也是課題的主要成員和骨干,有多人獲得國家和學校等各類項目資助,赴海外大學和研究機構進行聯合培養、訪學和游學。
協同創新,服務戰略發展
實驗室為科研人才提供優質的硬件設施,有各類儀器設備2324臺(套)。能夠完成野外采集與處理,大氣、水文、土壤與植被監測,常量/微量及痕量元素分析、金屬元素分析、植物生理生化分析、營養成分分析、理化指標分析、放射性核素分析、穩定同位素分析、微生物鑒定及群落結構分析等,可滿足自然地理過程研究、全球變化與生態系統響應研究、人地關系耦合研究的基本需要。相關儀器設備目前運行良好,大型儀器納入東北師范大學大型精密科學儀器共享平臺。此外,為促進科研工作,實驗室還下設生物地球化學實驗室、AMS14C(碳-14專用加速器質譜儀)石墨制靶室、古環境與古生態實驗室、地理過程模擬和演示實驗室、區域開發信息工程實驗室、地理信息系統實驗室、城市與區域規劃現代技術實驗室、吉林省地理學基礎實驗教學示范中心。
吉林省長白山保護開發區管理委員會與東北師范大學簽署了戰略合作協議,本著“平等互利、開放共享、協同創新、共同發展”的原則,充分發揮東北師范大學辦學優勢和長白山保護開發區資源優勢,為學校相關專業的實踐教學提供條件,為長白山保護區的戰略發展提供人力及智力支持。雙方合作共建“東北師范大學長白山野外實習基地”(簡稱“實習基地”)暨“東北師范大學長白山綜合研究站”(簡稱“研究站1”)。研究站1建筑面積791平方米,能夠滿足食宿、樣品預處理等需求。實驗室利用研究站1平臺開展科學研究、長白山科學普及和生態教育宣講展示活動,為長白山保護開發區管理提供科技咨詢,將成為長白山區資源與環境管理、生態保護的智庫機構。
為深入開展對長白山高山森林、苔原、濕地等生態系統綜合研究,為長白山區域生態保護和生態安全建設等提供科學依據,推動吉林省東部向綠色產業轉型和持續科學發展,實驗室在長白山腹地建設長白山高山森林苔原濕地研究站(以下簡稱“研究站2”)。研究站2占地面積4514平方米,同時實驗室獲得了此地的永久使用權。研究站2建設旨在長期定位監測長白山高山森林、苔原、濕地等生態系統的結構,研究自然與人文擾動對長白山區生態功能的影響。其研究核心對象為苔原、森林、濕地生態系統及其邊緣脆弱區域。
如今,實驗室正值發展的起步階段,之后將繼續保持鮮明特色,協同創新,取得標志性成果,培養高層次人才,帶動學科建設和學術水平提升,服務國家、地方發展戰略。
(責編:王芳)