科学时报 欧阳竹：庆祝中国科学院禹城综合试验站建站30周年

 

野外科学观测试验站的三大任务是“监测、研究、示范”。由于野外试验站的研究具有长期性、区域性、综合性，同时肩负示范应用的责任，因此，试验站的科技工作有自己的特点和重要作用。禹城综合试验站成立于1979年，1987年被批准为中国科学院首批开放试验站，1989年被列入中国生态系统网络农业站，1999年作为试点被科技部定为国家野外科学观测研究站。禹城综合试验站建站30年来，几代科学家始终坚持通过野外长期试验观测支撑科学研究和试验示范，实现理论、方法和技术创新，通过试验示范体现对国家和地方的作用和贡献。

 

 

禹城地处黄淮海平原的腹地，该地区黄河古道形成的风沙化土地、渍涝盐碱地、季节性积水涝洼地相间分布，历史上干旱、渍涝、盐碱、风沙等自然灾害频繁，生态环境脆弱，生产潜力很大，是黄淮海平原的主要农业生产区。该地区是干旱、渍涝、盐碱、风沙形成的最重要因素，也是影响生产力的最重要因素。

 

为了深入研究该地区的水、盐运动的规律，1979年中国科学院地理研究所确定在禹城南北庄实验区建立定位试验站，制定的研究方向重点在两个方面：一是以水、土、气候、生物等自然资源的合理利用与区域可持续发展为目标，深入开展以农田水平衡和水循环为核心的地球表层的能量物质输送和转换机制、模型的建立和空间尺度转换方法的实验研究，在理论研究和测定方法、仪器等方面取得创新；二是结合地理学、生态学、农学的理论、方法和手段，研究农业生态系统的结构、功能，开展生态系统优化管理模式和配套技术的试验示范。禹城试验站抓住华北平原水这一关键因子，开展了长期的试验研究和积累，在理论和方法上取得了大量成果。

 

 

为了更好地监测和研究该地区农田生态系统的变化过程和科学规律，禹城试验站建立了多个长期试验地和观测场，积累了长期的科学数据。

 

陆地水面蒸发场建于1980年，近30年的数据积累，也使这里成为我国目前在大型蒸发器和多型号蒸发器方面积累数据最长的蒸发观测场，为我国开展水面蒸发规律研究和计算，以及水利部门的大型水利工程建设提供了基础数据。著名地理学家黄秉维院士生前考察该观测设施时说，要长期坚持观测，坚持到50～100年，这些数据就成为证明该地区气候变干还是变湿最直接的观测数据，因为现在各研究结果之间有很大的差异性，都是用模型模拟的结果，没有直接的长时序观测数据支持。

 

禹城站针对该地区可能出现的生态问题和农业问题，前瞻性地布置长期试验。5年前，我们和美国农业部沉淀试验室的专家讨论感兴趣的合作问题时，美国科学家介绍了美国30～40年以上免耕试验的研究成果，相对美国的免耕长期试验，我国免耕长期试验少，试验设置和观测研究内容不系统，特别是在土壤碳、生物多样性等生态功能方面的研究关注不够。因此建设了免耕的长期试验场，经过5年的连续试验，已经获得一批有价值的数据。针对我国农田生态系统结构趋于单一、功能下降等问题，预见将来牧草将在我国农田生态系统中发挥重要的生态作用，我们布置了八种优质牧草的长期试验，2008年建立了草粮复合生态系统的长期试验，长期观测不同牧草种植的农田，以及粮草轮作、间作农田的生态功能变化，为构建该地区的优化农田生态系统结构和种植模式提供科学依据。

 

此外禹城试验站布置长期试验和积累的数据资料包括：农田蒸散量数据25年、气象观测数据20年、养分平衡长期试验地观测数据20年、大型蒸渗仪观测数据18年、水氮耦合长期试验地观测数据10年、作物水分关系长期试验地观测数据8年。

 

 

禹城站长期坚持多学科交叉、多部门合作的联合创新。在水平衡水循环研究中，综合了水文学、气象学、遥感科学、作物生理、计算机、电子、仪器设备等多学科开展联合研究，取得了一大批高水平的研究成果。近来，随着生态系统研究的深入，资源环境科学和生命科学研究的交叉研究更加活跃，禹城试验站将资源环境科学与昆虫学、植物学、微生物学等生命科学学科开展交叉，在环境变化、耕作管理措施与农田生态系统多样性、生态功能相互作用关系方面开展研究，在农田生态系统昆虫多样性和种群动态关系、害虫的生态防控技术、农田边际植物群落与生态保护功能等方面取得进展，拓展了农田生态系统研究的新领域。

 

 

禹城试区建立40多年来，以禹城试区和禹城试验站为基点，中国科学院22个研究所参与工作，在农业不同发展阶段形成了多个综合配套技术：上世纪60年代提出“井灌井排旱涝盐碱治理技术”，70年代提出“井、沟、平、肥、林、改”治理旱涝盐碱综合技术，80年代提出“重盐碱地、渍涝洼地和风沙地”综合治理配套技术，90年代提出“种植业高产高效和农区畜牧业发展技术”，本世纪初建立“玉米生产循环产业配套技术”。建立了不同类型示范样板，有旱涝盐碱综合治理的，有农区畜牧业的，有农村专业合作组织的，有农产品深加工的，等等。80年代建立的“一片三洼”示范样板更有典型性，“一片”指14万亩浅层淡水盐渍化南大洼，“三洼”分别是2.4万亩风沙危害严重的沙河洼，1.0万亩渍涝成灾的辛店洼和2.7万亩重盐碱危害的北丘洼。“一片三洼”治理成果，带动了禹城农业持续稳定增长。

 

“一片三洼”的经验在黄淮海平原具有典型性和代表性，产生了广泛的影响，1988年6月，李鹏、陈俊生同志考察禹城，高度肯定禹城经验。李鹏同志实地视察禹城试验示范区后指出：“这里取得的成果，对整个黄淮海平原开发，乃至对全国农业的发展都提供了有益的经验。”并为禹城试验站题词：“治碱、治沙、治涝，为发展农业生产做出新贡献！”陈俊生说：“你们创造了科技与生产相结合的典范，对黄淮海平原中低产田改造和荒碱洼地开发治理提供了科研与生产相结合的宝贵经验。”并向国务院提交了“从禹城经验看黄淮海平原农业开发的路子”的调查报告。根据禹城经验，中央做出了在全国开展以中低产田治理利用为主要内容的农业开发工作的决策。

 

2007年，中国科学院启动了“耕地保育与持续高效现代农业试点工程”重大交叉项目，禹城站承担了禹城试区的任务。面对黄河下游引黄灌溉区粮食生产存在的突出问题，建立了“四节一网”高产高效现代农业试验示范区，形成了一套综合配套技术和模式。“四节”是节水、节能、节肥、节（农）药，“一网”是农业信息服务网。重点是以现代农业信息技术、现代生物和现代生态技术为引领，体现了工程、装备、生物技术、现代信息技术、生产优化管理技术和模式的有机结合，重点解决灌溉用水节约高效、耕作管理简约高效、农田高产安全生态、农业信息低成本个性化服务等问题。主要目的是粮食增产、农业增效、农民增收，推进禹城农业现代化进程。

 

目前，我国在科技创新、国家经济建设、可持续发展等方面面临着新的问题、新的挑战。回顾历史、继承优良传统，展望未来、谋求创新发展。禹城试验站下一阶段必须紧紧围绕国家和地区发展面临的重大科学问题，在以下方面取得创新。加强区域资源环境监测、模拟、决策多方法、多手段综合的研究，提高生态环境变化的监测能力、综合研究和决策能力；加强试验观测仪器设备研制，通过方法和技术的创新带动传统学科的创新；进一步加强多学科交叉和综合，在健康农田生态系统构建、农业应对全球气候变化等方面，取得理论、技术、模式创新；以信息技术、生物技术、资源高效利用技术为引领，建立具有中国特色的现代农业示范样板。

 

（作者为中国科学院地理科学与资源研究所研究员、禹城站站长。）

 

来源：《科学时报》 (2009-11-17 A3 专题)