最终,覆盖美国的60个地区将同步建立起来。一旦在2016年这个台站网络完成后,一切顺利的话,将有15000个传感器用于收集超过500个类型的数据,包括温度、降水、气压、风速和风向、湿度、日照、如臭氧等的空气污染物浓度、土壤和溪流中各种营养的总量,以及地区的植被和微生物状态。在每个地方这些仪器将以同样的方式安装,并采用相同的测量,用标准化方式坚持长期的数据收集,希望能达到统计学功效的需求,将生态学研究从一些技巧性实验观测变成一个工业规模的企业运作。有了这样的基础,就可以观察生态系统是如何应对气候变化和土地利用变化以及新物种入侵的。最终,利用这些观测数据可开发一些预测生态系统未来的模型,这可帮助决策者评估各种行动方案所产生的后果。
图1 美国NEON项目将美国划分为20个不同的生态系统区域
NEON的研究人员将美国划分为20个不同的区域(图1),每一个区域代表一个特定的生态系统类型。每个区域都配备有三套传感器。一套固定安装在核心位点进行至少30年的连续监测,核心位点的环境条件不受干扰而且可能维持下去。其他两套可进行移动,在一个地方进行三到五年的观测后移动到其他地方,这些“浮动”的位点用于同区域内的比较。每一个位点,不管是核心位点还是浮动位点,都有一座布满传感器的观测塔,这座塔比现有的植被冠层高10米。在围绕这座塔方圆几十平方公里的区域内,研究者将更多的传感器布设在土壤和溪流中,测量温度、二氧化碳和营养水平,以及根生长速率和微生物活动。这些传感器将记录不同的生态系统如何有效地利用养分和水分,植被如何响应气候变化,以及二氧化碳在生物和大气之间是如何移动的。这将有助于寻求对碳循环的理解,以及温室气体引起的气候变化的后果。为了配合这些地面测量,研究人员还将在每个核心站点进行一年一次空中的调查,观察诸如叶化学特征和森林冠层的健康问题,也可用于与卫星观测数据进行比较。此外,NEON的研究人员可以部署一个特殊装备的飞机,其上配备了激光雷达(雷达的光学本的),一个光谱仪(测定化学成分)和一个高分辨率的相机,用于评估自然灾害如洪水、野火和害虫爆发的影响。