概况
陕西西安城市生态系统定位观测研究站(以下简称“西安城市生态站”)成立于2018年12月,是国家林业和草原局批准建设的国家陆地生态系统定位观测研究网络(CTERN)核心站点之一,也是面向关中平原国家级森林城市群重点规划建设的唯一城市生态站。技术依托单位为西北大学,建设单位为陕西省林业调查规划院(陕西省森林资源监测中心),归口管理单位为陕西省林业局。定位站现有固定人员共53人,其中专业研究人员51人,技术管理人员2人,专业涵盖地理学、生态学、水文学、水土保持、地理信息系统、土壤学、环境科学、城市规划、生物学等多个学科,学科交叉特色突出。
西安城市生态站位于陕西省西安市,北临渭河,南依秦岭,是陕西省省会,国家中心城市之一。该区域属暖温带秦岭北坡落叶阔叶林和松(油松、华山松)栎林区,受长期人类活动影响,自然植被主要分布在秦岭山地,城市区域以园林绿化植被、人工林和河流湿地为主。西安城市生态站采用“一主二辅七点”的十字型空间布局,主站点设在西北大学长安校区(北纬34°07'37",东经108°52'56"),辅站点分别设在陕西省林业调查规划院和西安泾渭湿地自然保护区,7个固定观测点分布在汉长安城未央宫国家遗址公园、唐城墙遗址公园、大明宫遗址公园、西安植物园、沣河森林公园、曲江池和南五台。站点沿“主城区—中心城区—近郊区—远郊区”城市化梯度分布,观测点涵盖城市居民区、森林、绿地、湿地等空间类型,具有科学性、代表性和典型性。
西安城市生态站以西安城市生态系统气、土、水、生、人要素为研究对象,开展城市气象、城市水文、城市森林(绿地、湿地)、城市土壤、城市生物多样性以及城市生态系统健康等方面的长期定位观测,揭示城市生态系统的结构、功能和演变规律,推动城市森林与生态环境保护宣传教育,促进森林城市持续建设与健康发展,为城市生态系统管理、区域可持续发展、黄河流域环境保护与高质量发展战略提供科技支撑。2019年5月,生态站作为理事单位加入城市森林国家创新联盟。

“一主二辅七点”站点布局
研究方向
西安城市生态站面向大西安都市圈和关中平原城市群生态系统结构与功能演变及城市人居环境问题,聚焦“城市生态系统结构与功能演变及其对城市人居环境影响机制”开展系统观测研究,重点研究方向包括:
1. 西安城市生态系统结构时空演变规律
通过定位监测、定期抽样调查以及高分辨率卫星遥感、重点样区无人机巡测等多种手段,基于样点-样地-样带-区域-整个市区多尺度研究,阐明西安城市生态系统结构的时空演变规律,揭示结构变化的驱动机理。
2. 西安城市生态系统关键服务功能形成机理及其提升机制
通过长期连续的定位观测,分析西安城市生态系统关键服务(气候调节、空气净化、水源涵养、游憩康养等)的形成机理,构建生态服务功能的定量或半定量分析模型,提出生态服务功能提升的有效途径。
3. 西安城市生态系统生物多样性时空动态及其维持机制
围绕城市化环境下森林、湿地、绿地动植物类群的生物多样性状态与动态开展研究,揭示城市化作用下关键生态系统生物多样性动态响应规律,阐明生物多样性维持机制和保育策略。
4. 西安城市生态系统人居环境健康效应及调节机制
聚焦城市人居环境因子特征对城市热环境、空气质量、景观游憩质量、康养保健作用等小环境的影响机制,揭示其对城市居民健康和绿色福祉的影响机制,提出人居环境健康效应调节机制和相关技术。
5. 关中平原森林城市群可持续营建技术及其集成示范
总结提炼针对西部地区重点城市的森林、绿地、湿地系统可持续营建技术与模式,并在关中平原国家级森林城市群以及西北地区进行技术集成示范。
6. 森林城市群生态系统适应性管理
以气候变化和社会经济发展作为约束条件,分析城市森林、绿地、湿地等生态系统结构功能变化的适应性管理模式与途径,阐明快速变化环境下城市自然生态系统与社会经济系统的互作耦合机理。
观测内容:
西安城市生态站依据国家林业和草原局《国家陆地生态系统定位观测研究站发展方案(2023-2025年)》《城市生态系统定位观测研究站建设技术规范(LY/T 2989-2018)》《国家陆地生态系统定位观测研究站实施方案(2021-2025年)》《国家陆地生态系统定位观测研究站管理办法(2023)》等文件要求,参照《城市生态系统定位观测指标体系》(LY/T 2990-2018)、《森林生态系统定位研究站数据管理规范》(LY/T 1872-2010)、《城市生态系统监测技术指南》(GB/T 43679-2024),结合西安市城市森林的区域特色,按照国家陆地生态系统定位观测研究站数据规范要求,完成生态观测研究站数据观测。观测内容包括以下五个方面:
一、气象和大气环境观测
对城市森林、湿地、城市绿地等生态系统的气象因子和环境因子进行在线实时观测。气象因子观测指标:气压、风向、风速、水面蒸发、空气温湿度、土壤温湿度、大气降水量、总辐射、反射辐射、净辐射、总紫外辐射、日照时数、热通量等。环境因子观测指标:TSP、PM₂.₅、PM₁₀、NOₓ、SO₂、O₃、CO、CH₄、空气微生物浓度以及花粉种类、花粉浓度等。
二、森林生态系统监测
包括森林生态系统结构、过程、功能、健康等多维度指标。(1)土壤理化指标:包括森林枯落物、土壤物理性质以及土壤化学性质3个指标类别。枯落物:主要观测指标为枯落物厚度。土壤物理性质:包括土壤颗粒组成、土壤容重以及土壤孔隙度。土壤化学性质:包括土壤pH值、阳离子交换量、有机质以及各种土壤水溶性盐分。(2)森林生态系统健康与可持续发展指标:包括病虫害的发生与危害、水土资源的保持、污染对森林的影响、与森林有关的灾害发生情况以及生物多样性等指标类别。(3)森林水文指标:包括水量和水质两个观测指标类别。林内降水量、降水强度以及地表径流量:连续观测指标。穿透水及树干径流量:每次降水时进行观测。(4)森林群落学特征指标:包括森林群落结构、森林群落乔木层生物量和林木生长量、森林凋落物量、森林群落的养分以及群落的天然更新等指标类别。(5)游憩康养观测指标:康养因子:负氧离子(连续在线观测)、空气芬多精、紫外辐射(连续在线观测)等。动物景观:鸟种类密度、小型哺乳类动物种类密度、湿地底栖动物、湿地两栖动物种类密度等。昆虫景观:蜜蜂种类、蝴蝶种类密度、蜻蜓种类密度,土壤动物种类(限节肢类动物)等。植物景观:观花、观果、彩叶植物景观等。
三、湿地生态系统监测
包括湿地水化学性质的监测;湿地植物、鸟类、水生生物等生物多样性指标定期观测;揭示湿地结构变化与生态系统服务响应与维持机制。
四、城市绿地生态系统结构与功能监测
城市绿地面积、规模、分布等信息:植物群落主要包括群落组成和结构(群落乔木密度、树冠覆盖率、叶面积指数、乔木种类、灌木种类、草本种类等),森林碳汇,植物生长(乔木胸径年生长量、乔木高度年生长量、灌木地径、灌木盖度、草本盖度、细根生物量等),乔灌木物候特征。森林凋落物和城市森林健康:凋落物量、凋落物化学C/N/P总量;外来入侵物种数量、病害种类、虫害种类、平均病株密度、外来入侵物种种群密度等。城市绿地群落与生物多样性特征、城市绿地小气候等绿地调节功能指标、城市绿地游憩功能指标等:揭示城市人居环境健康的影响与调控机制。
五、人为活动及人为干扰因素监测
在空天地多尺度上,围绕土地利用覆盖变化、生产活动、游憩活动等开展定期或连续监测,反映区域、景观和社区尺度上城市居民活动特征及城市人为活动的强度时空变化规律,揭示城市人为活动与环境间的互作关系。