全球环境变化和可持续发展是21世纪的两大重要科学议题和挑战，通过生态系统观测积累多要素、多尺度、多过程生态数据是实现可持续发展的重要基石。生态系统样带研究被认为是解决上述问题的最有效途径之一。日前，我校团队提出了亚洲东部南北样带的概念，并开展了系统性调查工作，完成了从热带雨林到北冰洋边缘高寒苔原的亚洲东部南北样带建设和初步调查。
陆地样带研究在全球生态学中已有数十年历史。20世纪末，国际地圈-生物圈计划（IGBP）提出建立全球典型陆地样带（Global Terrestrial Transects, GTTs），作为研究生态系统沿环境梯度变化的标准化平台。随后，北美、亚马逊、非洲等地区相继建立样带，用于系统监测植被、生物多样性、碳循环及土壤过程等生态指标。这些样带为理解生态系统随气候、土壤和地形变化的空间格局提供了重要数据，推动了全球变化生态学的发展和生态系统可持续评估。中国自20世纪90年代起参与相关研究，中国境内目前有两条标准样带，分别为中国东部南北样带（North-South Transect of Easten China, NSTEC）和中国东北森林—草原陆地样带（Northeast China Transect，NECT）。前者是东北林业大学周晓峰教授和中山大学彭少麟教授发起，后者是中国科学院植物研究所张新时院士发起。2013年至2018年，何念鹏教授团队在于贵瑞院士支持下，完成了中国东部森林南北样带上自呼中（寒温带落针叶林）至尖峰岭（热带季雨林）近20个森林生态系统的群落结构调查与植物叶-枝-干-根-土壤配套样品采集，测定了4000多种植物的112种功能性状特征，系统解析了森林生态系统随大尺度环境的变异特征及调控机制。
图1 国际地圈生物圈计划（IGBP）15条标准样带
现有样带虽然能在一定区域上回答全球变化，如温度、降水、土地利用变化等问题，但仍存在诸多局限：一是“片段性”特征使其空间及气候覆盖有限，只能反映局部或单一气候带的生态系统特征，难以揭示沿完整气候梯度的变化规律；二是监测内容往往不够全面，多集中于物种组成或生物量，而缺少功能性状、土壤过程及生态服务等多维指标；三是跨学科和跨国数据整合不足，不同国家和地区的数据标准和监测体系差异较大，难以形成连续和可比的全球尺度数据。因此，迫切需求建设一个纵贯热带至寒带体系完整的大样带，全面揭示自然生态系统对全球变化的响应以及实现大尺度可持续发展多目标评估。
针对上述科学问题与困惑，在于贵瑞院士指导下，何念鹏教授团队提出了亚洲东部南北样带的概念（North-South Transect of Eastern Asia, NSTEA），并率先开展了系统性调查工作。亚洲东部南北样带从热带雨林到（北冰洋边缘）北极苔原，约7000 km左右。NSTEA覆盖全部气候带及代表性生态系统类型，具体包括：热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶林与针阔混交林，寒温带针叶林以及寒带苔原，具有典型的生物多样性梯度，且是全球最主要碳汇主体之一，造就了该样带全球独一无二的完整性和代表性。
于贵瑞院士和何念鹏教授团队先前已经在亚洲东部南北样带的南段开展了大量的调查和研究工作，如何打通北段是至关重要的挑战。为了打通该样带的北段，2024年和2025夏天，何念鹏教授团队通过与俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所以及生物问题研究所国际合作，初步确定了样带建设思路以及重点调查点的设置原则。2025年7月至8月，何念鹏教授团队张佳慧博士、宗鑫博士，周旭辉教授团队王婧博士，金会军教授团队金晓颖博士、张圣嵘博士带队，完成了从中国漠河到北冰洋边缘高寒苔原的亚洲东部南北样带北段建设和初步调查。在为期40天的连续调查期间，研究人员在俄罗斯境内新增10个调查采样点，进行了群落结构及群落内所有物种植物-土壤样品采集及关键功能性状测定。下一步，团队还计划向更热带地区拓展，与泰国高校合作，实现更长距离延伸至赤道附近的样带建设。未来，研究人员将基于地面调查与测试数据，联合通量观测、激光雷达和卫星遥感等，实现地面观测、遥感数据与模型模拟的融合，构建完整的亚洲东部南北样带立体监测数据库，为长期连续监测和机制研究提供科学基础。
图2 亚洲东部南北样带（NSTEA）的设置及初步调查
亚洲东部南北样带（NSTEA）是一个生态、地学、生物学多学科融合研究的理想实验平台，依托该平台可以开展多维度研究，包括但不限于：系统评估不同气候带生态系统的碳汇能力与碳循环特征，揭示全球碳平衡响应气候变化机制；比较不同区域的群落物种组成、群落结构和功能性状，研究生物多样性对群落稳定性和生产力的支撑作用；结合遥感和人工智能，实现大尺度植被动态的实时监测和预测等。
亚洲东部南北样带的初步建成和系统性调查工作的开展，标志着生态系统生态学研究从区域性样带向完整北半球气候梯度覆盖的新阶段，为理解生态系统对全球变化的响应机制及评估生态服务功能提供了坚实的数据平台。未来，该样带将为基础科学研究、跨学科生态监测、长期森林管理和全球生态系统评估提供重要支撑，并服务于可持续发展多目标评估。
图3 亚洲东部南北样带调查合照
