內蒙古磴口荒漠生態系統定位觀測研究站

2021-01-07 騰訊網

本文刊載於《中國科學院院刊》2020年第6期

辛智鳴 羅鳳敏 郝玉

中國林業科學研究院沙漠林業實驗中心

內蒙古磴口荒漠生態系統定位觀測研究站（以下簡稱「磴口站」）始建於1982年，前身為「六五」「七五」國家重點科技（攻關）項目「『三北』防護林營造技術」的3個地面氣象站，2006年形成「一站四點聯測」布局，隸屬中國林業科學研究院沙漠林業實驗中心。2003年加入國家林業局沙塵暴預警監測網絡臺站；2012年加入中國陸地生態系統研究網絡（CTERN），同年晉升為國家林業局野外觀測研究站。

建站以來，磴口站面向我國防沙治沙、綠洲防護林建設及生態恢復等重大需求，開展了系統、長期的定位監測、試驗研究及集成示範，取得了一系列重要成果。其中，「沙棘遺傳改良研究」於1998年獲國家科技進步獎一等獎，「範圍綠化工程對環境質量作用的研究」於1991年獲林業部科技進步獎一等獎。在2018年科學技術部和財政部開展的「中央級高等學校和科研院所等單位重大科研基礎設施和大型科研儀器開放共享評價考核」綜合評估中，獲得「良好觀測平臺」；在2019年國家林業和草原局組織的國家野外觀測研究站綜合評估中，獲得「優秀野外觀測站」。磴口站是我國林業科學研究無可替代的野外支撐平臺和沙漠科學研究基地。

1

主要研究方向

持續穩定開展烏蘭布和沙漠生態系統的自然演替及其人為幹預下的變化規律、沙化土地綜合治理、荒漠化監測、沙旱生種質資源保存及沙區資源高效利用、綠洲可持續經營等研究，及時將科技成果轉化為實踐應用，為沙區林業生態建設提供科技支撐與技術服務，主要研究方向如下：

1.烏蘭布和沙漠生態保護與治理開發的技術與模式；

2.沙漠-人工綠洲生態系統可持續發展和綠洲生態經濟穩定性；

3.基於生態安全的烏蘭布和沙漠與人工綠洲土地利用結構優化；

4.荒漠生態系統對全球變化的響應與適應對策；

5.磴口縣國家重點生態工程區的環境監測和效益評價。

2

研究成果與科學貢獻

磴口站共發表各類研究論文5 0 3篇，其中在Global Ecology and Conservation、Plant and Soil、Plant Ecology、Land Degradation & Development等SCI期刊上發表研究論文13篇，獲得國家級和省部級獎勵共計12項（次），其中國家科技進步獎一等獎1項。取得的重大原創性基礎研究成果包括4個方面。

1.建成面積1 486.6 hm2的試驗區，開展大範圍綠化工程對環境質量的影響研究。大範圍綠化工程改善了環境質量，該工程使得短波輻射增加10%—20%，高溫季（每年7月）蒸發量降低30%—40%，沙塵轉移及大氣降塵分別減少80%、48%，大氣渾濁度降低35%。該工程在改善環境條件的同時，取得了較大的經濟效益，以1979年為基準年計，從每年每公頃4.29元上升到1 359.28元，增長了300倍。為該區域防護林建設、長期經營與可持續發展奠定理論基礎，為評價「三北」防護林的生態效益提供了科學數據。磴口站的長期觀測數據是「大範圍內開展以防護林為主體的區域性人工生態系統對荒漠環境作用綜合效益成效顯著、在國內外尚屬首次、居國際領先水平」等結論的重要佐證，並直接服務於該項重要成果。磴口站綠洲防護林結構優化與功能提升技術，首創林帶與林網區，防護林結構與防風效應的系列關係式，形成防護林結構優化與防風效應關聯評價體系，並評選出最適合西北防護林的栽植樹種。實現了由沙進人退到綠進沙退，建設了生態屏障阻止西沙東移。

2.在磴口站近40年的荒漠生態系統水文、土壤、氣象、生物等因子長期定位監測數據的基礎上，評價了防護林生態效益、經濟效益和社會效益，推動了防護林學的發展。

3.依靠不同下墊面4座近地面沙塵觀測系統，闡明了沙塵運移過程中輸送規律及沙塵與氣象因子之間的關係。

4.服務於內蒙古林草的保護、建設和林業可持續發展。逐步建立了荒漠化綜合治理、退化林地恢復、人工林經營、灌木林營造等多個試驗示範區，受到了國家相關部門和內蒙古自治區各級政府的高度重視。取得的重要技術研發和試驗示範成果包括：沙棘優良品種大面積良種化繁育、造林，種質資源收集、示範推廣，選育出適合烏蘭布和沙漠種植的少刺、果大、結實多、具有較高生態經濟價值、應用前景廣闊的新品種，有力推動沙棘在全國各地作出了巨大貢獻。荒漠區「窄林帶、小網格」農田防護林模式試驗、研究與示範，為國家「三北」防護林建設、京津風沙源治理、沙化土地封禁保護、退耕還林還草等工程提供了重要的科技支撐。

3

人才培養與隊伍建設

磴口站有固定人員25人，其中高級職稱14人，包括研究員3人。培養研究生28名，其中碩士研究生8名，博士研究生20名。近年來，圍繞以荒漠生態學為中心的相關領域，逐步建立了一支由「國家百千萬人才工程」、青年基金獲得者及一批勇於探索、熱愛科研工作的青年學者組成的科研隊伍。

4

科研能力與技術平臺

磴口站所在區域屬於中溫帶乾旱大陸性季風氣候區，是華北和西北的結合部，處在亞洲中部荒漠區和草原區的分界線上，也是乾旱半乾旱（荒漠/半荒漠）地理學分界線。區域內主要地理單元有烏蘭布和沙漠、黃河、河套平原、狼山、烏梁素海、荒漠草原等，是山水林田湖草一體化天然生態實驗室。

磴口站建有標準氣象觀測場3個、近地面沙塵觀測系統4座、人工綠洲示範林4處、專家公寓、實驗室、樣品室、標本室和學生與研究人員宿舍等1120 m2。擁有野外觀測儀器128套及實驗室分析儀器41臺。積累數據量達3 TB。

擁有長期野外觀測樣地和實驗平臺總面積約1000 hm2，包括綜合觀測場、流動沙丘觀測場、沙棘種質資源林（38hm2）、霸王群落、四合木群落、白刺群落、沙冬青群落、梭梭群落、油蒿群落等長期監測樣地，人工增水、乾旱區灌木形態可塑性研究、唐古特白刺水分利用研究、灌叢沙堆水分運移、根莖型植物克隆繁殖策略研究、灌叢沙堆土壤呼吸等長期控制實驗平臺，以及半固定沙地草-灌-喬監測大樣地及唐古特白刺灌叢監測大樣地。逐步建成了集生態監測、科學研究與科技示範為一體的荒漠生態系統長期觀測研究網絡，能夠為開展荒漠生態系統長期定位監測、荒漠生態系統結構與功能的關係和試驗示範研究工作奠定堅實的基礎。

5

開放與交流

磴口站正在加大國內外交流與合作力度，並積極探索多元化對外開放路徑。每年來站交流、開展科研合作的科研院所及高校10餘所，共培養研究生近30名。近5年來共接待省部級領導參與的考察團8個、地方政府考察團12個，參與地方事業單位舉辦的科普活動3次、北京小學生夏令營科普活動1次。磴口站廣泛開展中外合作、聯合培養、合作研究等多種形式的交流與合作，國際化趨勢日益明顯。目前，已有來自美國、加拿大、德國、以色列、瑞士、韓國、印度、巴基斯坦、蒙古國等國的50餘位科學家先後到磴口站開展合作研究和科學考察。下一步期待與國外一些重要機構、平臺形成實質合作關係。

文章源自：

盧琦,李永華,崔向慧,楊自輝,馬全林,辛智鳴,羅鳳敏,郝玉光.中國荒漠生態系統定位研究網絡的建設與發展.中國科學院院刊,2020,(6):779-792.

總監製：楊柳春

責任編輯：張帆

助理編輯、校對：PAN

排版：百裡

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