傅光華，劉隨存，樊蘭英，吳 專(zhuān)

(1.國(guó)家林業(yè)和草原局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100010；2.山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期定位觀測(cè)是國(guó)際上為研究揭示生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化規(guī)律而采用的一種研究方法。它是通過(guò)在自然或人工生態(tài)系統(tǒng)的典型地段建立生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)站，在固定樣地上對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、生物生產(chǎn)力、養(yǎng)分循環(huán)、水分循環(huán)和能量平衡等進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，進(jìn)而闡明生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展、演替的內(nèi)在機(jī)制，在自然狀態(tài)下或某些人為活動(dòng)干擾下的動(dòng)態(tài)變化格局與過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)自身的動(dòng)態(tài)平衡以及參與生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程等[1]。生態(tài)定位觀測(cè)站建設(shè)(簡(jiǎn)稱(chēng)“建站”)以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建野外觀測(cè)和科學(xué)研究為一體的長(zhǎng)期基地及可持續(xù)發(fā)展為宗旨，以生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)學(xué)及生物環(huán)境學(xué)理論為指導(dǎo)，以充分發(fā)揮生態(tài)效益和社會(huì)效益為目標(biāo)，以生態(tài)群落組成、結(jié)構(gòu)、能量循環(huán)、水分循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)及環(huán)境效益為觀測(cè)建設(shè)基礎(chǔ)，遵循自然規(guī)律，依靠完善的設(shè)施、先進(jìn)的觀測(cè)和分析儀器，觀測(cè)分析與研究并重且持續(xù)推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享、大尺度服務(wù)效應(yīng)，逐步建成完備的生態(tài)系統(tǒng)定位研究站標(biāo)準(zhǔn)系列[2]。

世界上超過(guò)50%的人口生活在城市中，城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。將城市作為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)地研究其結(jié)構(gòu)、格局、過(guò)程和功能，是城市發(fā)展的趨勢(shì)。2008年，北京城市生態(tài)系統(tǒng)研究站加入中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)志著城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期研究在中國(guó)開(kāi)始啟動(dòng)。

基于國(guó)際國(guó)內(nèi)多年的研究，學(xué)者們提出城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期觀測(cè)研究的3544法則，即3個(gè)目的：為研究長(zhǎng)期演變、為探索人與自然相互作用和為城市居民提供數(shù)據(jù)；5個(gè)原則：綜合與重點(diǎn)相結(jié)合原則、綜合性和前瞻性原則、與城市相關(guān)部門(mén)監(jiān)測(cè)融合原則、面向科學(xué)研究原則和長(zhǎng)期一致性原則；4項(xiàng)內(nèi)容：生態(tài)要素、生態(tài)格局、生態(tài)過(guò)程和生態(tài)系統(tǒng)功能；4種方法：遙感監(jiān)測(cè)、長(zhǎng)期調(diào)查樣地監(jiān)測(cè)、定位觀測(cè)站監(jiān)測(cè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查監(jiān)測(cè)[3]。

太原城市生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)站是我國(guó)第1個(gè)以城市生態(tài)系統(tǒng)為基本需求構(gòu)建的完整的城市生態(tài)定位觀測(cè)站。作者分析了我國(guó)目前城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期觀測(cè)及建站方面存在的問(wèn)題，將城市生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究的目的、原則及內(nèi)容指標(biāo)化，根據(jù)觀測(cè)指標(biāo)的篩選和分析，建立相應(yīng)觀測(cè)設(shè)施及配套基礎(chǔ)設(shè)施，以期為城市生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)站的建設(shè)提供借鑒。

1 城市生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)存在的問(wèn)題

1.1 定位觀測(cè)體系尚未建立

近年來(lái)，雖然我國(guó)加強(qiáng)了城市森林在固碳釋氧、凈化空氣、休閑游憩、森林保健等生態(tài)功能方面的研究，但大多以定性研究和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為主。我國(guó)的城市生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究剛剛起步，相關(guān)觀測(cè)指標(biāo)體系和建站標(biāo)準(zhǔn)還在研究制定中，有關(guān)城市生態(tài)系統(tǒng)的觀測(cè)尚存在指標(biāo)不全面、觀測(cè)方法不完善、單項(xiàng)研究具有局限性等問(wèn)題。

1.2 定位觀測(cè)站建設(shè)嚴(yán)重滯后

專(zhuān)業(yè)性的定位觀測(cè)站是城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期觀測(cè)研究的基礎(chǔ)條件和必要設(shè)施，也是創(chuàng)建國(guó)家森林城市的科技支撐和技術(shù)保障平臺(tái)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2017年底，我國(guó)批準(zhǔn)建設(shè)城市生態(tài)定位觀測(cè)站的僅有北京、太原、廣州和烏魯木齊4個(gè)市。另外，以城市森林站批準(zhǔn)的還有上海、杭州、深圳。根據(jù)2017年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)，至2017年末，全國(guó)設(shè)市城市661個(gè)。其中，直轄市4個(gè)，地級(jí)市294個(gè)，縣級(jí)市363個(gè)。至2018年底，全國(guó)已有166個(gè)城市被授予“國(guó)家森林城市”稱(chēng)號(hào)，有近100個(gè)城市正在創(chuàng)建“國(guó)家森林城市”，有十幾個(gè)省份開(kāi)展了省級(jí)森林城市創(chuàng)建活動(dòng)。森林城市已不僅是我國(guó)褒獎(jiǎng)一個(gè)城市生態(tài)文明建設(shè)的最高榮譽(yù)，也是綜合體現(xiàn)一個(gè)城市科學(xué)發(fā)展水平與和諧發(fā)展程度的重要標(biāo)志?？梢?jiàn)，城市生態(tài)定位觀測(cè)站建設(shè)嚴(yán)重滯后，不能滿足現(xiàn)代城市發(fā)展的需要。

1.3 現(xiàn)有城市生態(tài)定位觀測(cè)站不能滿足需要

城市現(xiàn)有生態(tài)定位觀測(cè)站建設(shè)主要基于森林生態(tài)系統(tǒng)定位站等要求建設(shè)，一是借用以前的觀測(cè)研究設(shè)施，觀測(cè)點(diǎn)功能單一，沒(méi)有考慮城市人居集聚、車(chē)物流等在城市生態(tài)系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用及其導(dǎo)致的生態(tài)多樣性變化，因而建立的觀測(cè)系統(tǒng)不能滿足城市生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)的需求。二是投入資金不夠，觀測(cè)設(shè)施、儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室及基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有按照城市生態(tài)定位觀測(cè)站的要求配備。三是觀測(cè)系統(tǒng)無(wú)法滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。有些定位觀測(cè)站以滿足基礎(chǔ)的科研項(xiàng)目為主，其觀測(cè)內(nèi)容及方法比較簡(jiǎn)單和原始，觀測(cè)工作沒(méi)有完全與國(guó)家陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)站網(wǎng)絡(luò)接軌，迫切需要按照《國(guó)家陸地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站網(wǎng)管理辦法》的有關(guān)規(guī)定，并結(jié)合城市生態(tài)定位觀測(cè)的特點(diǎn)開(kāi)展建設(shè)或改造。

2 建站目標(biāo)及監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系

城市生態(tài)系統(tǒng)是指以人類(lèi)活動(dòng)為主導(dǎo)的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，城市的氣候、空氣、水文、土壤、生物等城市生態(tài)要素以及物質(zhì)流、能量流等生態(tài)過(guò)程是人類(lèi)活動(dòng)與自然相互作用的產(chǎn)物，并隨人與自然關(guān)系的變化而演變。開(kāi)展城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期觀測(cè)，是研究城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期演變的基礎(chǔ)工作。

城市生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括氣象、水文、土壤、植物、動(dòng)物、微生物、底質(zhì)、地質(zhì)、人類(lèi)活動(dòng)[4]等9個(gè)方面。隨著現(xiàn)代城市發(fā)展和城市功能與人居環(huán)境的變化，基于上述城市生態(tài)系統(tǒng)的定義和長(zhǎng)期觀測(cè)的功能目標(biāo)，結(jié)合城市生態(tài)定位觀測(cè)站建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)參考森林生態(tài)定位觀測(cè)站觀測(cè)指標(biāo)[5]，將城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期觀測(cè)指標(biāo)歸納為8個(gè)方面，并以此建立定位觀測(cè)指標(biāo)體系：

1) 城市森林資源指標(biāo)體系。結(jié)合遙感和普查等措施，長(zhǎng)期觀測(cè)植被、樹(shù)木種類(lèi)、森林景觀及古樹(shù)名木等森林資源類(lèi)指標(biāo)。

2) 氣象指標(biāo)體系。建立氣象站和觀測(cè)場(chǎng)，定期、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)氣壓、日照、風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、降水、輻射等氣象類(lèi)指標(biāo)。

3) 大氣環(huán)境指標(biāo)體系。以定位觀測(cè)場(chǎng)為主，輔以流動(dòng)觀測(cè)場(chǎng)，定期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)城市空氣質(zhì)量、植源污染、大氣沉降類(lèi)指標(biāo)。與一般大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)不同，城市生態(tài)站應(yīng)側(cè)重與人類(lèi)生活質(zhì)量密切相關(guān)的塵埃、二氧化硫、臭氧、植物花粉、揮發(fā)性有機(jī)物等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。

4) 康養(yǎng)環(huán)境指標(biāo)體系。以定位觀測(cè)場(chǎng)為主，輔以流動(dòng)觀測(cè)場(chǎng)，定期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)城市生態(tài)區(qū)域給城市帶來(lái)的康養(yǎng)環(huán)境因子，主要包括對(duì)人類(lèi)身心健康有益的負(fù)氧離子、芬多精，以及不利的紫外輻射、聲強(qiáng)等指標(biāo)。

5) 游憩景觀指標(biāo)體系。以固定樣地觀測(cè)城市公園、生態(tài)區(qū)域等的動(dòng)物(含昆蟲(chóng))和植物景觀，觀測(cè)城市人居環(huán)境的質(zhì)量和變化，研究共生規(guī)律和生態(tài)城市、森林城市建設(shè)方向，是城市生態(tài)的重要觀測(cè)指標(biāo)和特征要求。

6) 水文與水質(zhì)指標(biāo)體系。在城市森林、濕地區(qū)域設(shè)置定位觀測(cè)站，監(jiān)測(cè)城市水文和水體環(huán)境的變化。觀測(cè)指標(biāo)包括水質(zhì)及水源污染等方面。

7) 土壤環(huán)境指標(biāo)體系。設(shè)置定位觀測(cè)場(chǎng)和固定樣地，監(jiān)測(cè)城市土壤環(huán)境的質(zhì)量和變化，主要包括土壤物理、化學(xué)、微生物及凋落物等指標(biāo)類(lèi)別。

8) 植物群落指標(biāo)體系。設(shè)置固定樣地和流動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)城市的植物群落結(jié)構(gòu)、植物生長(zhǎng)和森林健康等類(lèi)別指標(biāo)，建立城市植物群落生態(tài)因子檔案，判斷城市森林的健康狀況。

根據(jù)以上指標(biāo)體系和指標(biāo)類(lèi)別，按照層級(jí)分解法[6]對(duì)指標(biāo)類(lèi)別做進(jìn)一步分解，確定具體觀測(cè)指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)性質(zhì)和目標(biāo)確定觀測(cè)方法和觀測(cè)設(shè)施。

觀測(cè)指標(biāo)包括需要長(zhǎng)期定位觀測(cè)的指標(biāo)(表1)和根據(jù)需要和條件可自由選擇的觀測(cè)指標(biāo)(第22頁(yè)表2)2部分。

表1 城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期觀測(cè)指標(biāo)體系構(gòu)建層級(jí)表

表2 城市生態(tài)系統(tǒng)選擇性觀測(cè)指標(biāo)體系構(gòu)建層級(jí)表

3 建設(shè)布局

城市生態(tài)定位觀測(cè)站觀測(cè)點(diǎn)的選址應(yīng)本著“代表性強(qiáng)、突出特色、長(zhǎng)期觀測(cè)、便于管理”的原則，根據(jù)所在城市的地貌特點(diǎn)，以及森林、綠地、濕地分布情況合理布局。城市生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)站建設(shè)布局一般應(yīng)考慮1個(gè)主站址，根據(jù)具體情況可以考慮1個(gè)或幾個(gè)主站點(diǎn)，及若干個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，結(jié)合城市公園和人流分布情況適當(dāng)考慮設(shè)置流動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)。原則上，城市區(qū)域每類(lèi)代表性或典型性生態(tài)區(qū)域均應(yīng)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，視其需要觀測(cè)的功能確定是單一觀測(cè)點(diǎn)或組合觀測(cè)點(diǎn)。

1) 主站址。是整個(gè)定位站的總部，應(yīng)選在便于管理、建設(shè)用地權(quán)屬明確，水、電、熱、交通等條件滿足要求的地方。

2)主站點(diǎn)。主站點(diǎn)為觀測(cè)設(shè)施相對(duì)集中的區(qū)域。應(yīng)選擇代表性比較強(qiáng)、建設(shè)觀測(cè)設(shè)施空間和范圍足夠滿足要求，具備水電等設(shè)施條件的區(qū)域。一般處于城市核心區(qū)，或重要功能區(qū)城市森林、濕地集中的地域，或城市公園內(nèi)生物多樣性良好的地帶。

3) 固定觀測(cè)點(diǎn)。選擇具備建設(shè)單一或一定組合觀測(cè)設(shè)施，且具有區(qū)域代表性的區(qū)域。

4) 流動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)。在人流相對(duì)集中、處于城市中心區(qū)或具有代表性的小區(qū)設(shè)置流動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)，作為固定觀測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)充。日常采用移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備取樣和監(jiān)測(cè)，具有機(jī)動(dòng)、豐富監(jiān)測(cè)樣本的特點(diǎn)。

各觀測(cè)點(diǎn)選址應(yīng)具有局部區(qū)域的代表性，使不同觀測(cè)點(diǎn)所處位置和環(huán)境條件之間具有較大差異。觀測(cè)和研究?jī)?nèi)容既有統(tǒng)一要求，又各有側(cè)重，便于相互比較。

4 建設(shè)方案

城市生態(tài)定位觀測(cè)站建設(shè)內(nèi)容包括科研基礎(chǔ)設(shè)施、觀測(cè)設(shè)施、觀測(cè)儀器設(shè)備等3部分[7-18]。

4.1 科研基礎(chǔ)設(shè)施

定位站應(yīng)有綜合實(shí)驗(yàn)樓，包括功能用房和輔助用房2部分，建筑面積600 m2～1 200 m2.功能用房指實(shí)驗(yàn)室、檔案室、會(huì)議室、辦公室等，輔助用房主要是指科研觀測(cè)人員的單身宿舍、衛(wèi)生間、廚房、餐廳等。

綜合實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)應(yīng)配套建設(shè)城市生態(tài)環(huán)境預(yù)報(bào)平臺(tái)?；诰W(wǎng)絡(luò)的城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，集電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集成，使得城市生態(tài)環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和生態(tài)環(huán)境預(yù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)上共享，方便維護(hù)及查詢，建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備主要有紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、連續(xù)流動(dòng)分析儀、高效液相色譜儀、通風(fēng)消煮設(shè)備、顯微鏡、電子天平等。

應(yīng)配套建設(shè)給水、排水及消防設(shè)施。帶有化學(xué)試劑的廢水應(yīng)單獨(dú)收集，經(jīng)中和及消毒處理后，與其它廢水處理達(dá)標(biāo)后才能排放。應(yīng)設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)，儀器的進(jìn)樣口及分流口推薦采用360度旋轉(zhuǎn)抽氣罩，統(tǒng)一管道高空排放。應(yīng)配套供電及電力照明系統(tǒng)。

4.2 觀測(cè)設(shè)施及設(shè)備

城市生態(tài)定位觀測(cè)站的觀測(cè)設(shè)施主要有氣象及大氣環(huán)境、水文水質(zhì)、土壤、生物等觀測(cè)設(shè)施和科普宣教等設(shè)施。

4.2.1 氣象及大氣環(huán)境觀測(cè)設(shè)施和設(shè)備

主要用于氣象、大氣環(huán)境、康養(yǎng)環(huán)境等觀測(cè)，包括地面氣象觀測(cè)場(chǎng)、小氣候觀測(cè)場(chǎng)、梯度觀測(cè)塔、大氣環(huán)境觀測(cè)場(chǎng)等。

1) 地面氣象觀測(cè)場(chǎng)。應(yīng)設(shè)在能較好地反映觀測(cè)區(qū)較大范圍氣象要素特點(diǎn)的區(qū)域。觀測(cè)場(chǎng)四周應(yīng)空曠平坦，10 m范圍內(nèi)不應(yīng)種植高桿植物，避免設(shè)在陡坡、洼地或臨近有公路、工礦、煙囪、高大建筑物的區(qū)域。應(yīng)設(shè)在最多風(fēng)向的上風(fēng)方向，邊緣與四周孤立障礙物距離大于該障礙物高度3倍以上，距成排障礙物距離應(yīng)大于其高度10倍以上，距較大水體最高水位線距離應(yīng)大于100 m.地面氣象觀測(cè)場(chǎng)規(guī)格為25 m×25 m或16 m(東西向)×20 m(南北向)。觀測(cè)場(chǎng)四周設(shè)1.2 m高的稀疏圍欄。

主要設(shè)備有通風(fēng)干濕表、干濕球溫度表、最高溫度表、最低溫度表、日照計(jì)、總輻射表、凈輻射表、標(biāo)準(zhǔn)雨量器、虹吸式雨量計(jì)、風(fēng)速風(fēng)向儀、氣壓表、蒸發(fā)皿、空氣負(fù)離子監(jiān)測(cè)儀、芬多精監(jiān)測(cè)儀等。

2) 小氣候觀測(cè)場(chǎng)。應(yīng)選擇地形、氣候、水文、植被和土壤等具有代表性和典型性的區(qū)域，遠(yuǎn)離道路、河流、林緣等可能產(chǎn)生干擾的地類(lèi)。森林小氣候觀測(cè)場(chǎng)不應(yīng)跨越2個(gè)林分，規(guī)格為16 m×20 m.

主要設(shè)置自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)，儀器設(shè)備有溫濕度計(jì)、風(fēng)速風(fēng)向儀、標(biāo)準(zhǔn)雨量器、總輻射表、凈輻射表、蒸發(fā)皿、氣壓計(jì)、空氣負(fù)離子監(jiān)測(cè)儀、芬多精監(jiān)測(cè)儀等。

3) 梯度觀測(cè)塔。應(yīng)選擇具有代表性和典型性的區(qū)域，并遠(yuǎn)離道路、河流、林緣等。梯度觀測(cè)塔類(lèi)型為開(kāi)敞式，高度為林分冠層高度的1.5倍～2.0倍，塔頂設(shè)避雷針，塔基接地，其接地電阻應(yīng)小于4 Ω.優(yōu)先采用有源供電方式，如地處泄洪區(qū)或低洼積水地帶，埋線需采取防水處理。

不同觀測(cè)高度設(shè)置相應(yīng)儀器：林冠上4 m設(shè)置通風(fēng)干濕表；林冠上2 m設(shè)置通風(fēng)干濕表、風(fēng)速儀；林冠上1.6 m設(shè)置天空輻射表、太陽(yáng)高度角測(cè)定器；林冠內(nèi)H=0.75 m處(H代表冠層高度)設(shè)置通風(fēng)干濕表；地上1.0 m～1.5 m處設(shè)置點(diǎn)溫計(jì)或溫度表、空氣負(fù)離子監(jiān)測(cè)儀、芬多精監(jiān)測(cè)儀；地面設(shè)置地面溫度表；地下5 cm，10 cm，15 cm，20 cm，40 cm，80 cm，160 cm 設(shè)置地溫表。

4) 大氣環(huán)境觀測(cè)場(chǎng)。選擇四周無(wú)遮蔽物，空氣流通性好，有一定高度，大氣邊界層影響較小，局地污染源和其它人為干擾較小的地方建設(shè)。主要監(jiān)測(cè)TSP，PM2.5，PM10，NOX，SO2，臭氧、花粉種類(lèi)、花粉濃度、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)、微生物、飛毛飛絮等指標(biāo)。

主要設(shè)備有便攜式CO2測(cè)定儀、SO2測(cè)定儀、NOx測(cè)定儀、CH4測(cè)定儀、O3測(cè)定儀、大氣采樣器、氣瓶、集塵罐、降水收集器、花粉采樣器、揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測(cè)儀、空氣微生物監(jiān)測(cè)儀等。

4.2.2 水文水質(zhì)觀測(cè)設(shè)施和設(shè)備

水文水質(zhì)觀測(cè)設(shè)施一般有水量平衡場(chǎng)、地表徑流場(chǎng)、測(cè)流堰、水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面(監(jiān)測(cè)點(diǎn))、測(cè)井及植物蒸發(fā)滲透觀測(cè)場(chǎng)等。基于城市生態(tài)定位觀測(cè)站的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，一般視場(chǎng)地條件主要配設(shè)水量平衡場(chǎng)、地表徑流場(chǎng)、測(cè)流堰、監(jiān)測(cè)斷面(監(jiān)測(cè)點(diǎn))、測(cè)井等。

1) 水量平衡場(chǎng)。水量平衡場(chǎng)為地表水和地下水觀測(cè)場(chǎng)，應(yīng)選擇與周?chē)鷽](méi)有水平水分交換，底層為不透水層，地質(zhì)條件一致，與周邊生物群落一致，具有代表性的自然閉合小區(qū)。規(guī)格為 5 m(水平投影)×20 m(水平投影)。水量平衡場(chǎng)森林上空或林中空地設(shè)置降水收集量測(cè)裝置1 個(gè)。場(chǎng)內(nèi)設(shè)置穿透水收集量測(cè)裝置1 組，樹(shù)干徑流收集量測(cè)裝置1 組，土壤滲透水收集量測(cè)裝置1 組；設(shè)置觀測(cè)地下水位變化的測(cè)井1 個(gè)。其它水文觀測(cè)設(shè)備有土壤水分測(cè)定儀、壓力膜、土壤水分蒸發(fā)滲漏儀、流速流量?jī)x、地下水水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀等。水質(zhì)觀測(cè)設(shè)備有便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀、濁度計(jì)、pH計(jì)(酸度計(jì))、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、多離子測(cè)試儀等。

2) 地表徑流場(chǎng)。地表徑流場(chǎng)為地表水觀測(cè)場(chǎng)，應(yīng)在能反應(yīng)區(qū)域典型的植被類(lèi)型中設(shè)置1個(gè)，同時(shí)在某一對(duì)照植被類(lèi)型中設(shè)置1個(gè)。規(guī)格為5 m(水平投影)×20 m(水平投影)。地表徑流場(chǎng)森林上空或林中空地設(shè)置降水量觀測(cè)點(diǎn)1個(gè)。場(chǎng)內(nèi)設(shè)置穿透水收集量測(cè)裝置1組，樹(shù)干徑流收集量測(cè)裝置1組。其它水文觀測(cè)設(shè)備有流速儀等。水質(zhì)觀測(cè)設(shè)備有便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀、濁度計(jì)、pH計(jì)(酸度計(jì))、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、多離子測(cè)試儀等。

(4)該生物復(fù)菌劑作為一種活菌制劑，產(chǎn)品的作用效果受施用方法、環(huán)境條件等方面的限制，大棚試驗(yàn)過(guò)程中作用效果不是非常穩(wěn)定，這也影響該產(chǎn)品的進(jìn)一步推廣、應(yīng)用。下階段，將深入研究其施用的土壤條件、作物類(lèi)型、耕作方式、施用方法、施用量以及與之相應(yīng)的化肥施用狀況等，有針對(duì)性地篩選功能菌種，保證微生物肥料施用的有效性。

3) 測(cè)流堰。測(cè)流堰是用于測(cè)定水流流量的構(gòu)筑物。應(yīng)在能反映本區(qū)域典型植被類(lèi)型的小集水區(qū)設(shè)置1個(gè)，同時(shí)在某一對(duì)照植被類(lèi)型小集水區(qū)設(shè)置1個(gè)。

測(cè)流堰的形式主要有三角堰、矩形堰、梯形堰，對(duì)枯水流量極小、豐水流量極大的徑流測(cè)堰可設(shè)置多級(jí)測(cè)堰或鑲嵌組合堰。三角堰適用于1 L/s～70 L/s的流量，矩形堰適用于大于50 L/s的流量，梯形堰適用于10 L/s～300 L/s的流量。

測(cè)流堰水文觀測(cè)設(shè)備有流速、水位、水溫綜合測(cè)定儀等。水質(zhì)觀測(cè)設(shè)備有便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀、濁度計(jì)、鹽度計(jì)、透明度盤(pán)、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、泥沙樣品采集器、水樣采集器等。

4) 監(jiān)測(cè)斷面(監(jiān)測(cè)點(diǎn))。主要為濕地水文的觀測(cè)場(chǎng)，應(yīng)避開(kāi)妨礙觀測(cè)工作的地物、地貌、建筑物、構(gòu)筑物，及工業(yè)生產(chǎn)中排泄廢水、污水的地點(diǎn)。

水文觀測(cè)設(shè)備有流速、水位、水溫綜合測(cè)定儀等。水質(zhì)觀測(cè)設(shè)備有便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀、濁度計(jì)、鹽度計(jì)、透明度盤(pán)、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、泥沙樣品采集器、水樣采集器等。

5) 測(cè)井。對(duì)城市區(qū)域內(nèi)有意義的含水層、地表水體以及突水點(diǎn)等，設(shè)立觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)。儀器設(shè)備有流量測(cè)井儀、井斜儀、井徑儀、井溫儀等。

4.2.3 土壤觀測(cè)設(shè)施和設(shè)備

建立城市生態(tài)定位觀測(cè)站主要考慮土壤采樣。應(yīng)選在被采土壤類(lèi)型特征明顯，地形相對(duì)平坦、穩(wěn)定，植被良好的地點(diǎn)。土壤采樣點(diǎn)可在固定樣地中選取。

土壤采樣工具有鐵鍬、鐵鏟、圓狀取土鉆、螺旋取土鉆、竹片以及適合特殊采樣要求的工具等。土壤理化性質(zhì)野外測(cè)定儀器設(shè)備有土壤硬度計(jì)、土壤膨脹儀、TDR便攜式土壤水分測(cè)定儀、pH筆、土壤野外速測(cè)箱等。

4.2.4 生物觀測(cè)設(shè)施和設(shè)備

主要通過(guò)樣地、樣方、樣線等形式，觀測(cè)城市森林、游憩景觀、植物群落、地表覆蓋物環(huán)境及濕地生境等指標(biāo)。

1) 固定樣地(樣方)。為植物種類(lèi)和數(shù)量調(diào)查的場(chǎng)地。選擇有代表性的植被類(lèi)型，且受人為干擾較少、交通相對(duì)方便的地方設(shè)置。陸地上樣地面積為0.1 hm2～1.0 hm2.濕地固定樣地結(jié)合場(chǎng)地地形及濕地特點(diǎn)確定。每種生態(tài)類(lèi)型設(shè)置1個(gè)～3個(gè)樣地。根據(jù)需要，在固定樣地內(nèi)可設(shè)置10 m2×10 m2，2 m2×2 m2，1 m2×1 m2面積的樣方，分別用于喬木層、下木層、草本層調(diào)查。

調(diào)查工具有皮尺、鋼卷尺、游標(biāo)卡尺、樣方框、便攜式電子秤等。野外測(cè)定儀器設(shè)備有穩(wěn)態(tài)氣孔計(jì)、植物壓力室、植物光合測(cè)定儀、葉綠素?zé)晒鈨x、年輪分析系統(tǒng)、葉面積儀、植物冠層分析儀、植物根系分析系統(tǒng)及手持北導(dǎo)儀、海拔儀、坡度儀等。

2) 樣線、樣方、樣點(diǎn)。用于野生動(dòng)物種類(lèi)和數(shù)量的調(diào)查。鳥(niǎo)類(lèi)觀測(cè)可采用樣線法和樣點(diǎn)法，小型鳥(niǎo)類(lèi)調(diào)查宜使用樣點(diǎn)法，爬行類(lèi)觀測(cè)可采用樣線法和樣方法，兩棲類(lèi)觀測(cè)可采用樣線法和樣方法。

4.2.5 科普宣傳欄及標(biāo)識(shí)牌

在擬建站點(diǎn)附近區(qū)域的路口或交通要道設(shè)置科普宣傳欄，在站點(diǎn)設(shè)施適當(dāng)位置設(shè)置標(biāo)識(shí)牌。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著城市化的進(jìn)一步發(fā)展，城市納入生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，城市生態(tài)定位觀測(cè)站建設(shè)的急迫性凸顯。城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期觀測(cè)的目標(biāo)主要包括生態(tài)要素、生態(tài)格局、生態(tài)過(guò)程和生態(tài)系統(tǒng)功能4個(gè)方面，監(jiān)測(cè)方法主要有遙感監(jiān)測(cè)、樣地監(jiān)測(cè)、定位觀測(cè)和調(diào)查監(jiān)測(cè)。觀測(cè)手段和內(nèi)容主要是通過(guò)建立生態(tài)定位觀測(cè)站來(lái)實(shí)現(xiàn)。

目前看，城市現(xiàn)有生態(tài)定位觀測(cè)站主要基于森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)站等要求建設(shè)，觀測(cè)系統(tǒng)不能滿足城市生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)的需求，且站址和站點(diǎn)數(shù)量不夠，布點(diǎn)不科學(xué)，系統(tǒng)配置不完善，急需按照城市生態(tài)定位觀測(cè)研究的特點(diǎn)開(kāi)展建設(shè)和改造。

基于城市生態(tài)系統(tǒng)的定義和長(zhǎng)期觀測(cè)的目標(biāo)需求，結(jié)合城市生態(tài)定位觀測(cè)站建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，將城市生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的指標(biāo)歸納為城市森林資源、氣象、大氣環(huán)境、康養(yǎng)環(huán)境、游憩景觀、水文與水質(zhì)、土壤環(huán)境及植物群落8大指標(biāo)體系。其中，康養(yǎng)環(huán)境、游憩景觀指標(biāo)體系屬于城市生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)的特有指標(biāo)體系。按照層級(jí)分解法將指標(biāo)體系分解為指標(biāo)類(lèi)別及具體觀測(cè)指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)確定觀測(cè)類(lèi)別和觀測(cè)方法，并以此進(jìn)一步確定觀測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)施和儀器設(shè)備。

城市生態(tài)定位觀測(cè)站建站階段應(yīng)遵循一定原則和要求，結(jié)合所在城市的地貌特點(diǎn)、生態(tài)小區(qū)和城市公園分布情況合理布局。一般應(yīng)考慮1個(gè)主站址。再根據(jù)具體情況可以考慮1個(gè)或幾個(gè)主站點(diǎn)，及若干個(gè)主要觀測(cè)點(diǎn)。根據(jù)需要還可以適當(dāng)考慮設(shè)置一些流動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)。

城市生態(tài)定位觀測(cè)站建設(shè)內(nèi)容包括科研基礎(chǔ)設(shè)施、觀測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施、觀測(cè)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備等3個(gè)方面。對(duì)于有一定基礎(chǔ)的建站，應(yīng)充分利用已有設(shè)施，盡可能和其它監(jiān)測(cè)站(氣象、水文、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn))相結(jié)合，避免重復(fù)建設(shè)。