为持续发挥国家野外科学观测研究站科普资源优势,深化野外观测平台与青少年科学教育融合发展,依托中国科学院学部科普专项“森林生态系统野外站特色科学教育示范”项目,继“探索天然次生林与人工林土壤差异”与“次生林水源涵养功能探究”活动之后,8月27-29日,中国科学院沈阳应用生态研究所、辽宁省生态学会、辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称:清原森林站)联合清原满族自治县高级中学,继续开展“森林碳储量估算初探”主题科学探究活动。
活动开营仪式上,清原森林站于立忠对活动主题、实施意义、项目背景及保障条件等进行介绍,并介绍了清原森林站的发展历程、科研平台建设、区位概况以及服务东北森林生态研究、支撑“双碳”目标等科研使命。随后,全体同学观看了清原森林站建站二十周年专题纪录片《20年寄情于那方林茂溪清的土地》,真切体会科研人员扎根林区、深耕生态科研的坚守精神,为本次活动奠定思想基础。
理论学习阶段,清原森林站科研导师于丰源围绕“森林碳储量估算初探”开展专题授课。讲解天然次生林、人工林、森林碳储量基础概念,明确本次探究主题——对比天然次生林与人工林的碳储量差异。同时,讲解基于科学思维的探究课程,带领同学们完整认识科学探究全流程,组织观看朱教君院士科普讲座视频,拓宽同学们生态学科研视野,为后续野外实践筑牢理论基础。
实验培训阶段,同学们系统学习样地布设规范,掌握胸径尺、样方绳、弹簧秤等野外工具操作方法,学习胸径-碳储量速查表、凋落物速查表的使用技巧,厘清碳储量与碳通量核心概念,了解通量塔监测森林二氧化碳通量的工作原理。在明确活动纪律与野外调查安全规范之后,各小组开展内部研讨,完成测量、记录、数据计算等任务分工,结合探究目标细化小组实施方案,为野外实地调查做好充分准备。
实践探究阶段,同学们在森林调查样地实地辨识天然次生林与人工林,对比两类林分在树种组成、林木生长状况、地表凋落物、林下环境等方面的差异,确定采样点位。按照调查规范,各组布设10 m×10 m乔木样方,开展乔木每木检尺,并在乔木样方内采用梅花形布设1 m×1 m凋落物小样方,收集地表落叶、枯枝、树皮等凋落物样品,完成样品编号、现场称重与原始数据记录。野外作业结束后,各小组第一时间核对调查记录表,排查漏记、异常数据,养成严谨规范的科研记录习惯。
数据处理与报告总结阶段,同学们依托速查表与计算工具,分别核算乔木碳储量、凋落物碳储量,换算得到单位面积碳储量,对比分析天然次生林与人工林碳储量的差异,剖析差异背后的成因。结合野外观测记录与测算数据,各小组独立完成课题报告初稿,梳理调查结论,客观认识本次调查仅涵盖乔木地上部分、凋落物碳库的研究局限,区分森林碳“存量”与碳“流量”的科学内涵,加深对森林碳汇功能的理解。
活动举办结营仪式,对本次科学探究活动进行总结复盘,为学员颁发证书。同学们完整走完“课题导入-理论学习-方案设计-野外调查-样品采集-数据核算-分析总结-报告产出”的科学探究链条,实现从知识接收者向科学探究实践者的转变。在实景科研环境中锻炼野外实操、数据分析、团队协作能力,加深对“双碳”战略与森林生态保护的理解,树立生态文明理念。
清原森林站将持续盘活野外站科普资源,持续推进中国科学院学部科普专项项目实施,推动科研资源向科普教育转化,发挥野外台站科普育人职能,不断提升青少年生态科学素养,为科教兴国战略实施、科学教育高质量发展贡献力量。
