多尺度联网观测是获取区域生态信息的基础手段, 是全面深入认识生态系统动态变化规律, 评估生态系统与全球变化及人类活动相互关系的数据源泉。中国生态系统研究网络(CERN)以中国重要生态系统类型的野外观测试验站为基地, 采用统一的规程对我国典型的森林、草地、荒漠、沼泽等生态系统进行长期定位观测和研究, 为国家生态环境建设提供科学数据支撑。该数据集涵盖了1998-2010年CERN 10个森林站、6个荒漠站、2个草地站、1个沼泽站的84个生物长期监测样地的样地背景、环境要素动态变化、植物群落物种丰富度和生物量信息, 数据集经过严格的数据三级审核质控过程, 构建了以生物长期监测样地年度观测数据为基本单元的环境要素、物种丰富度和生物量动态数据集, 可以为生物资源分布、生物与环境变化和人类活动的关系等提供数据支持。

哀牢山地处滇中地区, 受西南季风影响, 在海拔2 000-2 600 m范围内分布有中山湿性常绿阔叶林, 在该区域设置有哀牢山综合观测场中山湿性常绿阔叶林长期观测样地(样地编号: ALFZH01AC0_01)进行长期生态监测, 具有重要的科研价值。该数据集利用样地内2005和2010年的监测数据, 对森林植物群落乔木层、灌木层、草本层、层间附(寄)生和层间藤本植物的物种组成和群落特征的监测数据进行整合, 共监测174个物种, 隶属于70科129属。其中物种数最多的前5个科依次为百合科(10种)、蔷薇科(9种)、水龙骨科(9种)、樟科(6种)及山茶科(6种), 前5个属为冬青属(Ilex, 5种)、山矾属(Symplocos, 5种)、楼梯草属(Elatostema, 4种)、凤仙花属(Impatiens, 3种)和薹草属(Carex, 3种)。植物生活型组成主要为草本(56种), 占该样地物种总数的32.18%; 灌木41种, 占23.56%; 乔木28种, 占16.09%。样地植物区系地理成分以热带亚洲分布种为主, 占样地物种总数的51.72%。按照中国植被分类系统, 样地的植被为腾冲栲+南洋木荷+黄心树-无量山箭竹-密叶瘤足蕨常绿阔叶林(Castanopsis wattii + Schima noronhae + Machilus gamblei - Fargesia wuliangshanensis - Plagiogyria pycnophylla Evergreen Broadleaf Forest)。

植物物种组成和群落特征反映了森林生态系统的生物多样性、群落结构、服务功能、稳定性及维持机制和演替规律, 是森林生态系统研究的基础和重要内容, 是中国生态系统研究网络(CERN)森林生态系统生物要素长期监测的重要内容。季风常绿阔叶林是中国南亚热带地区的地带性植被, 是鼎湖山森林生态系统定位研究站(简称鼎湖山站)的主要观测样地和综合观测场的植被类型。按照CERN监测规范, 鼎湖山站每隔5年对季风常绿阔叶林1 hm²长期观测样地进行调查, 调查对象包括乔木层植物、灌木层植物、草本层植物、附生植物、层间植物。该数据集包括鼎湖山站季风常绿阔叶林1999-2015年间4次群落调查的植物物种组成及群落特征数据, 建立和共享该数据集可以为森林生态系统的生物多样性、群落结构、群落稳定性和维持机制、碳固持、演替规律等相关研究提供本底数据, 为森林经营管理、生态系统功能评价及绿美广东生态建设等提供基础资料支持。

植物物种组成和群落特征是森林生态系统结构、功能和动态的基础, 决定了森林生态系统的生产力、碳固存和生物多样性保育等生态系统服务功能, 是中国生态系统研究网络(CERN)和国家生态系统观测研究网络(CNERN)陆地生态系统生物要素长期观测的重要指标。常绿落叶阔叶混交林是中国北亚热带的地带性植被类型, 是对环境变化响应敏感的植被类型之一。亚高山针叶林是神农架山地垂直带谱上部典型的植被类型, 保存有华中地区仅存的大面积原始林, 是秦巴山地重要的生态屏障。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于2001和2008年分别建立了100 m × 100 m的亚高山针叶林长期样地和常绿落叶阔叶混交林长期样地。2010年按照CERN和CNERN监测规范开展了植物群落清查。在100个10 m × 10 m次级样方开展乔木层调查, 在13个10 m × 10 m次级样方开展灌木层和草本层调查。乔木层的调查对象为所有胸径≥1 cm的木本植物个体, 调查指标包括植物物种名、胸径、高度等; 灌木层的监测对象为胸径<1 cm的木本植物, 调查指标包括物种名、多度、平均基径、平均高度、盖度等; 草本层的监测对象为草本植物, 调查指标包括物种名、多度、平均高度、盖度等。通过统计整理形成了该数据集的6个数据表: 森林植物群落乔木层植物物种组成数据表, 森林植物群落灌木层植物物种组成数据表, 森林植物群落草本层植物物种组成表, 森林植物群落乔木层群落特征表, 森林植物群落灌木层群落特征表, 森林植物群落草本层群落特征表。建立和共享该数据集可为深入探究环境变化对北亚热带森林生态系统的群落结构与生产力影响等相关研究提供本底数据, 为该地区的生态系统服务功能评价、生物多样性保育及生态质量监测提供基础数据支撑。

暖温带落叶阔叶林是暖温带地区的地带性植被, 东灵山地区的该类型天然次生林保存状态良好。植物物种组成和群落特征是研究森林生态系统结构和功能动态的基础, 对森林生态系统的生物多样性保育及生态系统服务功能等有重要影响, 因此被视作陆地生态系统生物要素长期定位观测的关键指标。依据中国生态系统研究网络(CERN)统一的观测规范, 2007、2010和2015年在中国科学院北京森林生态系统定位研究站暖温带落叶阔叶林综合观测场进行了群落调查, 记录了乔木(胸径≥1 cm)、灌木和草本植物的物种名、株(丛)数、平均胸径(乔木)或平均基径(灌木)、平均高度、生活型等信息。通过对样地数据进行整理、质控和统计, 获取了优势种及其高度、物种数、密度和郁闭度(乔木)或总盖度(灌木和草本)等信息。该数据集包含56种植物(分属25科44属)的详细数据, 能体现暖温带落叶阔叶林的群落特征, 并反映出该群落向成熟林发展的趋势。该数据集的建立与共享, 可为理解全球变化背景下暖温带森林生态系统结构和功能动态以及生物多样性维持机制提供重要支持。

长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林是中国东北东部山区的地带性森林植被。作为我国面积最大、保护最为完整的森林生态系统, 是全球温带针阔混交林的典型代表。了解和掌握植物物种组成和群落特征是研究森林生态系统结构和功能的重要途经。作为中国生态系统研究网络(CERN)和国家生态系统观测研究网络平台(CNERN)成员, 长白山森林生态系统定位研究站按照CERN的统一规范, 于1998年在吉林长白山国家级自然保护区阔叶红松林内建立了一块1 600 m² (40 m × 40 m)的长白山阔叶红松林长期监测样地, 对样地内各植物群落进行长期监测与研究。该数据集汇总了2005-2010年该样地乔木层、灌木层和草本层的物种组成以及群落特征等2次调查的原始数据, 并包含了相关的数据集构建过程信息。该数据集可为森林生态系统研究以及森林的经营管理与调控提供基础。

随着社会的快速发展, 人工林的规模处于不断扩大的趋势, 如何有效地开展人工林经营管理及生态系统功能评价是一个长期的研究课题。中国科学院鹤山丘陵综合开放试验站(简称“鹤山站”)建于1984年, 是中国生态系统研究网络(CERN)野外生态站, 以人工森林生态系统为研究对象, 遵循CERN长期观测规范, 开展华南地区主要人工森林植被类型的群落动态观测, 积累了长期数据。该数据集包含2005-2015年鹤山站马占相思(Acacia mangium)林长期监测样地的物种组成和群落特征数据, 以及数据集构建过程的信息, 可为人工林经营管理及生态系统功能评价提供数据支撑。

西南山地人工林作为长江上游生态屏障的重要组成部分, 对于维持我国西部生态安全, 促进区域可持续发展发挥着关键作用。植物物种组成与群落特征是研究森林生态系统结构和功能的重要指标, 对于评估人工林群落结构、演替动态、生态系统健康的可持续管理具有重要意义。在中国科学院茂县山地生态系统定位研究站, 于2005、2007和2010年, 对50 m × 50 m典型华山松(Pinus armandii)人工林固定样地进行调查。该数据集整理了该样地乔木层、灌木层、草本层和层间藤本植物的物种组成特征, 包括株数、平均胸径(灌木为平均基径)、平均高度、盖度和生活型; 以及各层的群落特征, 包括优势种、植物种数、密度等。在5年内, 样地内物种数量随着演替进程而增加, 增加物种主要为乡土物种。乔木层密度迅速降低, 归因于栽培树种的高死亡率(20%), 灌木层密度降低是因为乔木层遮阴增强导致大量灌木死亡, 以及乡土物种幼树由灌木层进入乔木层。该数据集可为西南山地人工林植被恢复、群落演替规律、生态系统可持续管理等研究提供数据支撑。

中国科学院鄂尔多斯沙地草地生态研究站(简称“鄂尔多斯生态站”)位于鄂尔多斯高原中南部荒漠化严重的农牧交错带上, 是温带草原地带性沙地草地生态系统的典型代表。该区域位于多层次、复杂的生态地理过渡带, 物种组成中具有十分丰富的特有种和孑遗种, 由于近50年来气候变化和不断增强的人类活动导致草地退化和土地沙化, 严重影响该区域可持续发展。长期的植被定位观测数据有助于开展区域内植被与环境变化的响应、植被演替与重建方面的研究。因此, 该文整理了2004-2010年鄂尔多斯生态站2个长期监测样地的植物群落人工观测调查数据, 涵盖样地背景与植被分类、灌木层种类组成、灌木层群落特征、草本层种类组成、草本层群落特征。该数据集可为开展鄂尔多斯高原植物区系研究、区域生态系统结构与功能解析、植被演替与恢复机制等生态学基础研究提供科学依据。

下辽河平原地区是辽宁重要的粮食产区, 辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称“沈阳站”)位于下辽河平原中心地带, 处于国际地圈生物圈计划(IGBP)东西向水分驱动因子和南北向热量驱动因子两条样带在我国境内的交叉区域。因此, 沈阳站的农田长期观测数据能很好地代表下辽河平原地区农田主要作物的性状, 在指导该区域农业生产方面有重要意义, 同时也为国家粮食安全提供数据参考。自1998年开始, 沈阳站建立了10个农田生态系统生物长期监测样地, 对作物生长动态、收获期性状和产量等生物指标, 以及土壤、水分、大气环境要素开展持续观测, 积累了大量连续观测数据。该数据集来源于沈阳站10个农田长期观测样地2005-2015年的作物收获期性状和产量连续观测数据, 由8个部分组成, 分别为轮作体系表、主要农药除草剂等使用情况表、农田灌溉制度表、水稻收获期植株性状表、玉米收获期植株性状表、大豆收获期植株性状表、作物收获期测产表和样地肥料投入情况工作表。台站的长期观测严格按照中国生态系统研究网络(CERN)观测规范实施, 从调查前的前期准备到调查的过程以及调查完成后的数据整理录入等, 实施全过程质量控制, 以确保数据相对准确可靠。该数据集提供的下辽河平原地区农田主要农作物收获期性状和产量数据, 可用于评估年际间产量波动, 为优化区域农业种植结构、实现区域主栽作物高产稳产提供科学指导与决策依据, 从而为国家的粮食安全提供强有力的保障。

水稻(Oryza sativa)和冬小麦(Triticum aestivum)是长江三角洲太湖平原农田生态系统主要种植的农作物。千粒重、每穗粒数、每株穗数等是农作物的主要性状, 是决定产量的重要因素, 摸清区域内作物收获期性状和产量变化规律, 对作物育种、保障区域粮食安全和生态安全具有重要意义。作物收获期性状和产量数据集也对全球气候变化如温度升高等提供了长时间序列直接的数据验证。江苏常熟农田生态系统国家野外科学观测研究站(简称常熟站)是长江三角洲唯一的国家农田生态系统科学观测研究站, 代表了北亚热带太湖平原以水稻种植为主的半人工湿地农田生态系统。该数据集包含了常熟站近17年(2004-2020年)长期生物监测样地水稻和冬小麦收获期性状和产量数据, 可以为作物生长模型构建、遥感估产、区域作物生长动态过程与农业对气候变化的响应和适应等研究提供基础数据支撑。

科尔沁沙地位于我国北方农牧交错区, 是我国十大沙漠(沙地)中水热条件较优越的。该区域农田、草地与沙地生态系统并存, 尽管生态环境脆弱、沙化问题突出, 但其同时也是内蒙古的主要玉米(Zea mays)产区。20世纪80年代以来, 随着农业技术的发展, 科尔沁沙地的玉米产量和品质显著提升。作为全球第一大粮食作物, 玉米的产量和品质始终是农业科学的核心议题。该数据集收集了2005-2015年中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站农田长期观测场的玉米收获期的性状和产量数据, 同时包含农田的肥料投入情况和灌溉制度数据。建立和共享该数据集有助于深入探讨全球变化背景下科尔沁沙地玉米生长状况的动态变化, 为优化半干旱风沙区的农业生产管理策略、改善水资源利用提供重要的科学依据。

黄土高原丘陵沟壑区是黄土高原最具代表性的地貌单元, 其复杂破碎的地形条件和脆弱的生态环境决定了该地区农业生产的特殊性。川台地作为该区域的重要农业耕作区, 因其地势平坦、土壤肥沃, 其上的农田是该区域典型的农田生态系统类型。作物性状和产量作为农田生态系统长期监测中的基础要素, 可直接反映农田的生产力, 也是衡量农田可持续性的重要指标。连续多年对川台地农田的生态要素进行观测, 对于深入理解农田生态系统的动态变化及其与环境因素的相互作用具有重要意义。陕西安塞农田生态系统国家野外科学观测研究站(简称安塞站)是研究干旱半干旱黄土高原丘陵区的核心研究平台, 隶属于中国生态系统研究网络(CERN)和国家生态系统观测研究网络(CNERN), 也是黄土高原丘陵沟壑区农田生态系统长期野外观测的重要平台。该数据集整合了安塞站川台地(2018-2023年)典型耕作制度下3个农田长期定位观测场的作物收获期性状和产量等观测数据, 主要包括样地长期轮作体系、肥料投入、农药/除草剂/生长剂投入、收获期性状、收获期测产等数据。该数据集可为研究和评估区域农田生态系统的生产力与稳定性、优化农业管理措施及制定相关农业政策提供科学数据支撑。

河西走廊作为甘肃省及西北地区的农业与生态重地, 其绿洲农业依托丰富光热资源, 以灌溉农业为主, 多元化种植结构显著, 该地区不仅是重要的经济区域, 还具备显著的农业独特性与多样性优势。研究区位于河西走廊中部, 黑河流域中游, 是河西走廊绿洲农业生态区的典型代表。这一地区不仅是甘肃的主要粮食产区, 也面临着水资源短缺、荒漠化和绿洲化并存的挑战。中国科学院甘肃临泽农田生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称“临泽站”)自2003年加入中国生态系统研究网络(CERN)以来, 按照CERN长期监测指标与规范, 对农田生态系统耕作制度、灌溉制度、收获期性状、收获期测产等指标进行了长期调查。该数据集收集整理了临泽站2004-2010年4个农田观测场(包括荒漠绿洲农田生态系统综合观测场、荒漠绿洲农田生态系统辅助观测场、新绿洲农田调查点和老绿洲农田调查点)长期采样地轮作体系、肥料投入、农药/除草剂/生长剂投入、灌溉制度、收获期性状、收获期测产等数据。该数据集具有很好的区域代表性, 可为研究人员深入认识河西走廊典型灌溉农业区作物水肥利用机制提供基础数据, 对该区域节水型绿洲建设和可持续发展管理具有重要价值。

种植业是西藏高原社会经济发展的基础, 受自然条件限制, 主要分布在“一江两河” (雅鲁藏布江、年楚河、拉萨河)等高原河谷区域, 以种植喜凉的青稞(Hordeum vulgare var. coeleste)、小麦(Triticum aestivum)和油菜(芸薹, Brassica rapa var. oleifera)等粮油作物为主。西藏拉萨农田生态系统国家野外科学观测研究站(拉萨站)地处青藏高原腹地的拉萨河谷农业区, 是高原农区种植业的典型代表。以高原农田生态系统的长期动态变化为监测目标, 拉萨站设立了综合观测场、长期试验观测场和农户调查点, 对青稞、小麦和油菜等该区域主要作物的典型种植模式开展长期定位观测。该数据集是2016-2020年拉萨河谷3种主要作物收获期性状和产量观测数据, 包括5个部分: 农田复种指数与作物轮作体系、农田作物主要肥料投入情况、农田灌溉情况、作物收获期性状数据和作物测产数据。该数据集将为高原河谷农区作物生产能力评估、农业可持续生产管理、智慧农业系统构建等方面提供科学依据与数据支撑。

绿洲过渡带是塔克拉玛干沙漠生态安全的天然屏障, 同时也是受气候变化影响最为敏感的脆弱地带, 开展绿洲农田生态系统长期定位观测, 对于该区域生态环境建设和经济社会可持续发展具有至关重要的作用。位于塔克拉玛干沙漠南缘的新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站(简称“策勒站”), 自2004年以来坚持开展当地典型农作物收获期性状和产量的长期生态观测。该数据集统计了2005-2010年策勒站农田观测场的生物观测数据, 主要包括样地背景(含作物种类、轮作体系、肥料投入、农药投入和灌溉制度等主要信息)以及作物收获期性状和产量(含株数、株高、铃重、衣分、密度和地上部干重等主要信息)等数据。该数据集可为荒漠植被稳定维持、人沙和谐共处、绿洲农田健康发展的研究提供重要的科学依据, 为干旱区作物选育、耕作制度完善以及作物收获期性状情况提供基础资料。