西悉尼大学气候变化研究平台：探究大型树木对气候变化的适应机制

随着全球气候变化趋势日益显著，国际科学界正致力于研究自然生态系统对气候变迁的响应。澳大利亚西悉尼大学霍克斯伯里校区的国家级气候变化与能源研究设施（CCER），凭借一系列尖端技术和创新实验，深入解析了“气候变化对生态系统影响”的复杂问题，为相关研究树立了典范。

2009年，该研究平台获得了澳大利亚政府4000万澳元的资金支持，其研究范围涵盖从细胞水平到整个生态系统的各个层面，对我国实现碳达峰和碳中和目标、开展生态保护和植树造林规划具有重要的借鉴意义。

一、整树室：构建树木的“气候模拟舱”

早在2006年，西悉尼大学便建立了12个整树室（WTC），专为研究如桉树等大型树木的“气候模拟舱”：

 • 精准环境调控：在高浓度二氧化碳环境中培育高达9米的树木，温度（0-40℃，误差不超过0.5℃）和土壤湿度均可精确控制；

 • 气体交换监测：当树木生长至2米高时，围绕树干安装观测系统，能够全面监测整棵树吸收二氧化碳和排放水蒸气的量，并能分别测量“地上部分”与“地下部分”的气体交换情况。

得益于 EIF 资金的投入，整树室新增了三项功能（对树木研究具有重要启示意义）：

✅ 模拟气候变暖：配备了6kW加热器，能够模拟日夜温差变化，模拟未来气候变暖的环境；

✅ 抵御极端高温：冷却系统得到升级，即便在超过40℃的夏季高温下也能有效散热，与我国南方高温天气的挑战相似；

✅ 分离温湿影响：温度和水汽压差（D）可独立调节，避免了它们对植物生长的相互干扰，提高了实验数据的准确性。

目前，这些树室主要研究在“二氧化碳浓度增加240ppm、气温上升3℃”的条件下，桉树的反应——这直接关系到未来植树造林如何适应气候变化：

二氧化碳的“施肥效应”可能使树木吸收更多碳、减少水分蒸发，但其对森林碳循环和水分平衡的长期影响，仍需深入研究（我国西南、华南地区的植树造林工作亦可借鉴此研究思路）。

二、智能避雨棚：控制降水的实验平台

西悉尼大学建立了6个智能避雨棚（尺寸为12米长、8米宽、7米高），能够自由控制降水，专门研究“降水变化对森林的影响”，非常适合开展实验：

设计亮点包括：

 • 自动遮雨功能：安装了雨水传感器，一旦降雨便自动展开透明帘幕；棚底留有1米的空隙，以保持内外空气流通，尽量减少对周边小气候的影响（类似于人工降雨实验，但更为智能化）；

 • 雨水储存与利用：雨水被收集至22万升的蓄水池中，既防止了多余水分的进入，又可随时用于灌溉，对我国干旱区植树造林的补水研究具有特别的意义；

 • 全方位监测：棚内安装了风速、温湿度、光照、土壤温湿度和水势传感器，旁边还设置了隔板和边界树（以阻挡外部的水和风），能够精确控制不同季节的降水量（例如夏季减少降水，冬季增加灌溉）。

研究突破体现在：

能够模拟长期干旱条件，探究树木因“缺水”或“缺碳”而死亡的原因——这与我国应对极端干旱、优化植树造林方法的需求高度契合（例如三北防护林研究抗旱，可参考此方法）。

三、涡流观测站：监测森林与大气间的物质交换

在坎伯兰平原的林地内，西悉尼大学设立了一个涡流协方差观测站，专注于监测“森林与大气之间的碳和水交换”：

观测核心内容包括：

 • 观测对象与规模：主要观测高度为20-25米的桉树及其他植物如金钟柏、白千层；特别搭建了30米高的观测塔，并安装了标准涡流监测设备；

 • 多维度监测：同时测量树冠能量平衡、动量、热量，以及碳和水蒸气的交换，还包括净辐射、土壤热通量监测，全面掌握生态系统的碳水循环。

数据准确性保障：

严格遵循国际生态研究网络（TERN）和OzFlux的标准，与植物生长、树汁流动、土壤呼吸等观测相结合——这种“多维度数据综合分析”的方法，可为我国建立碳汇监测网络提供参考。

对我们的启示：开放合作，共同应对气候变化挑战

随着CCER的建成，该平台将成为南半球领先的气候变化研究平台，不仅澳大利亚的科学家可以使用，全球研究者均可参与其中。这与我国实现“双碳”目标时的生态研究需求高度一致：

 • 从植树固碳到抗旱研究：这些先进设施的研究成果有助于我们深入了解气候变化对生态的影响，保护生态环境（例如整树室研究人工林碳汇，避雨棚观测干旱区植物）；

 • 技术借鉴：智能调控、多维度监测的理念，有助于我们升级生态监测网络，为实现“双碳”目标提供科学依据。

智测云联一直关注生态监测技术的创新与应用。这些案例不仅教会我们如何运用技术，更让我们认识到：通过精确观测和开放合作，我们能够揭示自然规律，为气候变化问题提供“中国方案”。期待更多同仁加入，利用科技力量守护我们的绿水青山！

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