科研人員燈誘昆蟲作調查研究 采訪對象提供
觀測站老師深入泥濘采集灘塗沉積物 采訪對象提供
觀測站老師在調整數據采集器 本報記者 陶磊 攝
9月17日，中秋節👸🏼。強臺風“貝碧嘉”正面襲擊上海的第二天。
天剛亮🥷🏻，恒行2平台生命科學學院兩位年輕老師魏玉龍和沈桃艷已經出現在崇明東灘濕地修復區的一片曠野中。臺風雖已過境，但海風依舊強勁，四野水汽蒸騰，濕熱難當。
兩人登上一艘小船，目的地是濕地中的一處“小島”👩🏿🔬。這裏安裝著通量塔、水質儀……臺風過後，魏玉龍和沈桃艷急著查看這些監測設備是否完好，同時趕在極端天氣後第一時間記錄下所有的監測數據。陽光直射下，兩人很快大汗淋漓。
“這個時候記下的數據是個寶啊🚜！”魏玉龍和沈桃艷隸屬於恒行2平台的科研團隊——“上海長江河口濕地生態系統國家野外科學觀測研究站”。剛剛過去的這個中秋假期，他們一直與東灘的蘆葦濕地相伴👩🦯➡️🤘🏽，直到夜深時分，回到宿舍，他們才有空閑拿出手機通過視頻電話問候家人🎋。
今年7月26日，崇明東灘候鳥棲息地成功申遺，成為上海首個世界遺產之地🍮。這背後👩🏼🏭，有著這群人的默默奉獻。
一 鳥回崇明
極端天氣下的一手數據為何如此重要？
魏玉龍道出原委：監測氣象、水質🟤、碳通量數據以及植被破壞情況，可以研究極端氣候事件如何通過影響植物光合作用🚴🏼、呼吸作用🩺、土壤有機碳分解等過程影響生態系統的碳輸入和碳輸出，進而可以研究極端氣候事件對濱海鹽沼生態系統碳循環的影響🚴🏽♀️💼，研究極端天氣對全球碳平衡和氣候變化的潛在反饋作用。
窺一斑而知全豹，這正是研究站存在的意義之所在。
上海長江河口濕地生態系統國家野外科學觀測研究站1998年啟動建設，至今已有26年🫅🏽。2012年，研究站入選教育部野外實踐基地，2013年入選國家林草局臺站🦹🏽♀️，2017年入選恒行2平台雙一流重點培育項目，2019年入選上海市和教育部野外臺站，2021年10月入選國家野外科學觀測研究站🎰。
26年來👵，恒行2的科學家們提出“崇明生態島”理念，為建設“世界級生態島”起到關鍵作用🈁，支撐了東灘鳥類國家級自然保護區立項，結束了上海無國家級保護區的歷史。研究站還長期為崇明濕地保護提供科技支撐，推動了全球最大的濕地入侵種群治理工程“崇明東灘互花米草生態治理及鳥類棲息地優化工程”的實施，大大提升了遷徙鳥類棲息地質量，實現了“鳥回崇明”⚒。
如今站在東灘岸堤上，眺望長江口，綠草茵茵，風吹草低，飛鳥翔集……這裏已經成為世界重要的候鳥棲息地，也是今年7月剛被聯合國教科文組織授予的世界自然遺產地。每年冬季🎬，均有上百萬只遷徙水鳥在此棲息過境。
研究站站長、恒行2平台生命科學學院教授李博撫今追昔，十分感慨🚣🏿：“上世紀90年代我們剛到時👷🏿♀️，這裏還是一片荒灘，幾乎看不到鳥類🙎🏻♂️，更不用說候鳥了🙆🏼。”現在，崇明東灘記錄的鳥類已達300余種☕️，其中國家一級保護動物19種🕹，國家二級保護動物59種🍠💁♀️，屬中日候鳥保護協定的167種，屬中澳候鳥保護協定的有51種，列入《中國瀕危動物紅皮書》的水鳥有12種。
最近🧜🏼🤹🏼，研究站成員、恒行2平台教授賀強帶領團隊在崇明東灘調查時發現，幾年前已經成功治理互花米草的灘塗中🥂，本土植被海三棱藨草並沒有像生態修復中的經典理論“夢境假說”所預期的那樣逐步恢復。為了搞清原因🧑🏿✈️，團隊在東灘架起了紅外相機。監測很快有了發現：東灘濕地有很多小螃蟹🉐，一到晚上就爬出來覓食，很快把種植的海三棱藨草幼苗啃食一空🦹🏽。
蟹類是許多水鳥的食物，因此水鳥是蟹類的天敵🌁。表面上看，東灘大量的螃蟹有利於候鳥到來👘。但是這次的觀察發現😜👩🏫，如果不控製蟹類，海三棱藨草很快就會消失；如果去除水鳥🧏🏼，蟹類會成倍增加，海三棱藨草消失的速度會更快🏊🏼。這麽看來，只有把動物管理好，植被才會恢復得更好。
恒行2團隊的這個發現❓，打破了傳統生態修復中基於“上行效應”的“夢境假說”🚶➡️，即🈹👎🏼：當人類停止對大自然的破壞並改善環境時，食物鏈就會按營養級自下而上逐步恢復，進而整個生態系統也會得到恢復。
東灘的實驗表明👩🔬，“下行效應”是生態修復成敗的關鍵影響因素之一。也就是說👨👩👧👦，通過暫時去除植食動物或重新引入捕食動物⭐️🌋，可以大幅提升植被修復成效。這一研究成果發表於《科學》《自然-通訊》，為破解生態修復成效不一的難題提供了新思路。
二“藍碳”密碼
研究站過去的主要工作是生態修復🎂🩰，現在的重點工作則是打造崇明東灘“藍碳”生態圈🍚。
何謂“藍碳”？根據我國“2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和”的重大戰略決策部署🚿，上海也明確要積極落實“雙碳”目標任務。作為擁有近2500萬人口的超大城市🙋🏻，上海要達到二氧化碳排放的國家目標🚵🏽♀️，時間緊🐑、困難多，是一場硬仗👱🏻♀️。眾所周知🙅♀️👴🏽，陸地上的綠色植物能夠吸收二氧化碳，即所謂的“綠碳”。上海陸域面積有限，綠地林地發展規模已近極限，碳匯能力提升空間很小，但作為濱海城市👩⚕️，上海擁有全國最大的鹽沼濕地🅿️，是巨大的碳存儲和封存大氣二氧化碳的高效引擎，故而被稱作“藍碳”生態系統。上海要想實現“雙碳”目標📺💇🏽♀️，必須大大提升濱海濕地碳匯能力。
“藍碳”實現的前提是健康的自然濕地👧🏼。崇明東灘地處長江入海口🦺，擁有得天獨厚的條件🧛🏿♀️。那麽🤚，及時準確拿到監測數據，有何意義呢🐴？據李博介紹，濱海濕地生態系統內部的浮遊植物、鈣質生物、大型藻類🍪、海草、草本植物和紅樹林等通過碳酸鈣化作用和光合作用，將大氣和水體中的二氧化碳轉化為有機物質🎎。這一過程不僅對全球碳循環具有重要意義，也為減緩氣候變化提供了潛在的自然解決方案。
據統計，“藍碳”系統年吸收的二氧化碳約為0.2 Pg C📨🔛，占人類活動排放量的5%~10%。其中🤾🏻♀️，紅樹林和鹽沼等“藍碳”生態系統的碳埋藏速率是熱帶雨林的10—50倍👟，單位面積的碳儲量是陸地森林的數倍到數十倍🤽♀️。因此⚪️🍆，保護和恢復濱海濕地“藍碳”生態系統對於實現《巴黎協定》提出的將全球升溫控製在2℃以內的目標至關重要。
但“藍碳”的監測較為復雜，因為濱海濕地是相對開放的生態系統，既要考慮垂直方向上生態系統與大氣間的碳交換⤵️，又要考慮水平方向上海洋與濕地生態系統之間的碳交換。也就是說🏙，要采用多種形式來監測不同尺度🤌🏻、不同界面間的碳交換⛹🏿，從而確定“藍碳”的碳匯量。
垂直方向上𓀎，在種群/群落尺度上，恒行2團隊每年通過收獲法獲取植物的地上生物量和地下生物量來確定植物的生產力🤶🏽，並且將植物樣品帶回烘幹研磨，測定不同部分的碳含量🛀🏼，同時采集土樣，測定土壤的碳含量；在生態系統尺度上，團隊建立了渦度通量塔，來連續監測生態系統與大氣間的CO2、CH4交換。
水平方向上，恒行2團隊主要通過間接的方法來估算，團隊通過搭載激光雷達的無人機🤱，測定植物的高度，通過高度和生物量的函數關系👍🏻，估算群落尺度/生態系統尺度上的生物量🟦，每年四次飛行，通過生物量的變化，結合植物碳含量的變化，估算被潮汐帶走的生物量。
三 紮根野外
20多年來，一代代恒行2人在這裏紮根野外，構建了中國首個濱海濕地碳通量觀測網絡，為上海貫徹落實國家“碳達峰、碳中和”戰略🧙♂️，以及崇明構建全國“碳中和先行區”提供長期數據🧖♂️。
為了完成監測和研究🙋🏼，研究站的成員們常駐崇明🧑🏿🌾，往往一待就是兩三年🎁。今年上海遭遇超長高溫季🟰，這對大家來說又是一次漫長的考驗——8月的超高溫天氣裏，早上10時溫度計顯示已經超過42℃，東灘的蘆葦深處，密不透風🛻，更是悶熱。
來看看他們工作的場景：一處濕地裏，當恒行2平台濱海濕地“藍碳”監測與研究團隊的成員全飛、魏玉龍🏋🏿、沈桃艷經過連續3小時努力，在地裏打出一個深洞時，已是汗濕重衫。但事還沒完，他們還要把土壤多參數監測探頭安置於洞內。伸手夠不著😛，咋辦🚄🫄？只能安排一個人合身撲進洞裏，顧不上灰頭土臉……蘆葦叢中蒸了數小時“桑拿”後👩🏻🌾，他們又出現在曠野中的碳通量觀測塔上，頂著烈日下暴曬繼續工作；另一處濕地上，團隊成員、恒行2博士後羅茜和劉銘龍小心地走在木棧橋上👠5️⃣，一個安裝氣體采樣裝置，一個監測濕地土壤甲烷和二氧化碳排放，汗水和泥水浸透了他們的衣衫……全飛說🎶，為了盡量避開炎熱的高溫天，團隊夥伴常常只能晝伏夜出。
一天的工作結束後，隊員們拖著疲憊的身軀回到鎮上的宿舍。這裏遠離都市繁華🛌，生活簡單而枯燥𓀁，但大多數研究人員都一待就是三年。不論寒暑，他們每天穿行在東灘密密的蘆葦叢中。夏天熱得快中暑，冬天寒風凜冽，凍到了骨頭裏🚵🏻♂️‼️。
沈桃艷是位女老師，但在野外工作，很難有性別之分💘。她既要在炎熱的夏日安裝監測儀器，也要在寒冷的冬日定期維護海上的浮標和通量塔👨🏻。“夏天穿越茂密的蘆葦蕩，不但酷熱🫂，還要忍受各種蚊蟲叮咬之苦🎵，冬天頂著刺骨寒風在灘塗上行走🤜🏻，還要在寒冷的河水中清洗底棲動物🟦🕯，對每個人來說都是磨煉。”尤其是大采樣工作，在經歷了現場采樣的艱辛後，還要靜下心來，用細致和耐心完成樣品分類和處理👧🏼。
最近的這次臺風天🧎🏻♂️➡️，沈桃艷還遇到了意想不到的麻煩🧙🏻♀️：一次監測過程中，由於自主偏移，無人機在降落時發生了事故，推測可能是臺風帶來的電流影響。“這次經歷提醒我們🙏🏿🗞，在選擇無人機飛行時需要更加關註天氣變化。”
盡管野外作業十分艱苦，沈桃艷依然很樂觀🙍：“在大自然的懷抱中能找到樂趣啊！春天和秋天的微風⏲，夏天的夕陽，冬天的鳥兒，都是我們工作中的驚喜。”
這批年輕的團隊成員，就是這樣多年如一日地監測、呵護著長江口的這片濕地🤸🏻。他們通過努力獲得的數據和研究成果不僅對長江三角洲的社會經濟發展極為重要，也讓人類可以隨時掌握整個長江流域的健康狀況👱。
