中国林业科学研究院亚热带林业研究所:推进湿地生态监测评估 仪器共享为国家公园建设保驾护航
本期“浙里”仪器共享好故事,享博士带领大家走进中国林业科学研究院亚热带林业研究所,了解其利用电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等多台共享仪器,实现土壤中重金属指标的快速高效分析,助力国家公园建设的故事。
国家公园体制试点 监测农田治理成效需求迫切 国家公园,以“国家”之名,承载着保护生态系统的使命,是一个国家的自然资源和文化资源的象征。建立国家公园体制是我国生态文明制度建设的重要内容,对于推进自然资源科学保护和合理利用,促进人与自然和谐共生,加快美丽中国建设,具有极其重要意义。全球经济的快速发展、工业化过程以及近代农业生产活动使得含重金属的污染物通过各种途径进入农田土壤,破坏着生态;重金属在植物中富集,并通过食物链进入人体内,威胁人类的生命健康。 作为我国10个国家公园体制试点区之一,位于浙江省开化县境内的钱江源国家公园,是长三角经济发达地区唯一的试点区。农田作为社区生产资源的同时,也是钱江源国家公园的重要生态资源。 维持自然优势、保护生态环境便成为了钱江源国家公园建设的首要命题。为从根本上解决生态保护难题,实现对区域内的生态进行原真性、完整性、系统性保护,农田地役权改革顺势推出,即在权属不变的前提下,通过生态补偿方式限定国家公园范围内集体农田的生产经营活动。因此,如何对土壤中重金属等指标进行快速监测,从而及时监督和评估地役权改革成效、做好对自然资源的统一监管成为国家公园体制试点管理部门的迫切需求。 中国林业科学研究院亚热带林业研究所(以下简称“亚林所”)湿地生态(自然保护地)研究组是一支在乡村振兴、生态文明建设发展战略下,为湿地资源监测体系构建、评价与可持续利用提供技术支撑的技术团队。团队长期围绕湿地等自然保护地保护与利用,研究湿地生态系统的结构、功能、演替与生物多样性维持机制,提出自然保护地保护和恢复、规划与监测评估等技术。 【亚林所湿地生态(自然保护地)研究组合影】
重金属指标快速高效分析 支撑多个自然保护地监测需求 “希望在设备方面,能够尽可能实现一次提取后同时测定多种元素。”由于土壤中重金属含量低、指标多、提取过程复杂,亚林所湿地生态(自然保护地)研究组邵学新提出了对实验设备的需求。 【电感耦合等离子体发射光谱仪】 【电感耦合等离子体质谱仪】 浙江省大型科研仪器开放共享平台作为助力省内科技创新的弹药库,集聚了电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等专业金属含量检测仪器。研究人员精准调取样本,将样品进行制样、提取、上机等操作,依托仪器高分析速度、低探测限、高自动化程度等优势特点,实现了对土壤样品中的金属元素进行快速、准确、灵敏的分析。 在检测土壤样品时,研究组借助于具有高分辨率、高灵敏度、可靠性好以及多元素分析的电感耦合等离子体发射光谱仪,完成了一次性获得微量及大量元素的测定。同时,利用该仪器的高自动化程度,实现了自动供样、自动清洗和自动校正,大大提高了分析效率。实验过程中,电感耦合等离子体质谱仪则将检出限从ppm级提升至ppb级,甚至ppt级,还能同时测定几十种痕量元素,在痕量及超痕量多元素分析中发挥关键作用。 为提高检测结果数据的准确性,研究组通过增加重复样本即增加平行检测次数,取其算术平均值,减少偶然误差。“我们通过在待测样品中加入一定的标准物质,进行回收率测定等,确保样品处理过程和仪器检测方法的可靠性,使测定值接近真实值,从而完成了铁、锰、铜、锌、铅、镉等项目的测定。”亚林所湿地生态(自然保护地)研究组邵学新介绍了土壤中重金属检测的实验过程。 在共享仪器加持下,亚林所湿地生态(自然保护地)研究组为以国家公园为主体的自然保护地体系建设提供了科技支撑与服务,科学评估了土壤环境质量现状及存在的主要问题,构建了地役权改革土壤环境质量本底数据库1套,完成了《钱江源国家公园地役权改革后农田土壤环境监测分析研究项目报告》1份,撰写论文2篇,为农田地役权改革成效评价和按质分配提供有力的数据支撑。同时,依托上述共享仪器,研究组也对绍兴鉴湖湿地、松阳松阴溪湿地、宁波杭州湾湿地等近20处浙江省重要湿地开展了生态监测评估,得到了用户的充分认可。
仪器共享适应生态文明建设现实需要 让大型科研仪器忙起来 此次共享成果以浙江省大型科研仪器开放共享平台为依托,联合亚林所湿地生态(自然保护地)研究组专业技术人员,提高了仪器的使用率,满足了国家建设试点等自然保护地日常监测与管理工作,有助于科学评估农田地役权改革成效,精准实施农田质量管理,完善浙江省重要湿地生态监测评估指标体系。 亚林所湿地生态(自然保护地)研究组邵学新表示:“未来,将与浙江省大型科研仪器开放共享平台进一步合作,在完成国家公园农田年度监测评估基础上,完善指标体系,提出农田质量评价的最小数据集,为地役权改革成效评估提供最佳指标,也将进一步开展国家公园生物栖息地质量评价。”