一站一数 | 神农架站：2009–2016年北亚热带常绿落叶阔叶混交林土壤水分含量数据集
- ：神农架站
- ：2025-06-30
台站介绍
湖北神农架森林生态系统国家野外科学观测研究站暨中国科学院神农架生物多样性定位研究站（简称神农架站）坐落在神农架南坡，位于湖北省兴山县南阳镇龙门河林场，东经110°29'，北纬31°19'，海拔1290 m。1994年建站，依托单位为中国科学院植物研究所，中国科学院动物研究所和中国科学院武汉植物园参建。2005年加入国家生态系统观测研究网络（CNERN），2008年加入中国生态系统研究网络（CERN），2023年被遴选为国家水土保持监测站和国家生态质量综合监测站。站区地处我国亚热带向暖温带的过渡带，处于秦巴山地常绿－落叶阔叶林生态区，原生植被常绿落叶阔叶混交林保存完好，代表了秦巴山地地带性森林植被类型。该地区山地植被垂直带谱非常完整，充分反映了秦巴山地垂直带各生态系统类型的特征，是中国和世界生物多样性热点区域，具有突出的生物学和生态学科学价值；同时也是我国三峡和南水北调两大水利工程集水区的关键地段，关系着国家的生态安全。站区也位于生态环境部《全国生态功能区划》（修编版2015年）“秦岭－大巴山生物多样性保护与水源涵养重要区”和“三峡库区土壤保持重要区”两大全国重要生态功能区，兼具水源涵养和水土保持的生态功能。
神农架站长期定位监测和系统研究北亚热带森林生态系统的结构、功能、动态演变，揭示其生态系统的稳定性及维持机制；同时开展生态系统管理和自然资源保护与可持续利用的研究和实践，为国家生态环境建设和区域可持续发展提供决策咨询服务。
神农架站拥有1.23 hm2国有土地不动产权，建有2170 m2综合楼、590 m2实验楼和112 m2实验温室；建有保存100余种珍稀濒危植物的植物园；配置有样品前处理、理化分析等实验室，可进行植物、土壤、微生物实验样品的预处理及初步分析；建立了土壤样品库、植物标本室及文献档案室等，可实现植物及土壤样品储藏、植物标本保存和数据资料存档及查阅。建有1个气象观测场、1个综合观测场、2个辅助观测场、6个人工径流场、2处测流堰、15个动物调查点、20个物候观测点、200个辅助调查样地（总面积8 hm2）等及配套的相关监测设施；配备有120台/套仪器设备；能够满足水分、土壤、气象和生物监测的需求。建有神农架森林垂直带谱研究平台，包括5座铁塔（50-60 m）及配套设置5个1 hm2森林调查样地；另有实验林地4645 hm2、生态示范区100 hm2和凋落物分解长期实验平台。在鄂西北地区建有生态质量监测样地39个、外来入侵植物监测样地65个，在三峡库区有样带24条、调查样地360个。已建成神农架站共享服务器和资源信息运行服务系统。
图 1 神农架站
图 2 神农架站森林垂直带谱研究平台——常绿阔叶林垂直带观测铁塔
数据集介绍
自 2005 年以来，神农架站依照CNERN和 CERN 森林生态系统观测指标要求，开展针对北亚热带森林生态系统的水分、土壤、气象、生物等要素的监测。本数据集收集了神农架站2009年5月至2016年12月的综合观测场常绿落叶阔叶混交林土壤水分含量数据，总数据量7425条。测定方法为时域反射法（Time Domain Reflectometry，TDR）定点连续观测，在20 m×5 m（水平投影）人工径流场的上部、中部和下部分别埋设了3根测管，观测深度为0–10 cm、10–20 cm、20–30 cm、30–40 cm、40–50 cm，观测频度为每月2次。从观测场地的科学布设、观测设施的规范安装、测量人员的专业培训，到标准化的现场测量流程以及测量后的数据处理，每个环节都严格执行质量控制。同时，通过咨询相关专家并查阅相关文献对数据进行审核验证，以确保数据的准确性和可靠性。用户可以按照观测时间、观测深度和坡位进行数据检索。
初步统计表明：1）常绿落叶阔叶混交林2009–2016年土壤水分含量(单位为体积比)平均值为0.313±0.165，最大值为0.647。2）2009年土壤水分含水量最大，为0.342；2010年最小，为0.293。3）1月土壤水分含水量最高，为0.343；8月土壤水分含量最低，为0.271。4）土壤水分含量从上层到下层逐渐增加，0–1250px土层分别为0.084（±0.070）、0.222（±0.092）、0.359（±0.108）、0.431（±0.078）和0.468（±0.065）。5）2009–2016年0–1250px土壤平均储水量为156.99（±56.99）mm，相当于1569.9（±186.6）t/hm2。
北亚热带常绿落叶阔叶混交林土壤水分含量数据库的建立与共享，为理解水利工程集水区水分涵养和水量调节功能提供了重要数据支持，为理解未来全球变化条件下该类型森林的土壤水分动态特征及其对气候变化的响应提供了数据支撑，对区域森林生态系统水量平衡和水文循环研究具有重要意义，有助于推动我国森林水文学的深入研究。
图 3 神农架站常绿落叶阔叶混交林2009–2016年土壤储水量动态
图 4 神农架站综合观测场人工径流场土壤水分含量测管
数据引用方式
赵常明，申国珍，徐文婷, 等. 2009–2016年北亚热带常绿落叶阔叶混交林土壤水分含量数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2019. (2019-11-28). DOI: 10.11922/sciencedb.915.
论文引用方式
赵常明，申国珍，徐文婷, 等. 2009–2016年北亚热带常绿落叶阔叶混交林土壤水分含量数据集[J/OL].中国科学数据, 2020, 5(2). (2020-03-22). DOI: 10.11922/csdata.2019.0055.zh.
数据访问地址
国家生态科学数据中心服务平台：
https://www.nesdc.org.cn/sdo/detail?id=5fa53680042ebb70d0c833c5
科学数据银行：
https://www.scidb.cn/detail?dataSetId=720626421046706176