禹城综合试验站简介

禹城综合试验站简介禹城综合试验站成立于1979 年，1987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基本站，并 于 1999 年被国家科技部确定为首批国家重点试验站。禹城站地处黄淮海平原的腹地，地貌类型为黄河冲积平原， 土壤母质为黄河冲积物，以潮土和盐化潮土为主，表土质地为 轻中壤土。所在地区属暖温带半湿润季风气候区，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，但生产潜力很大，是黄淮海平原的主要农业生产 区。该地区农业生态系统以种植业（小麦、玉米、蔬菜为 主）、畜牧业（牛、鸡、猪为主）、水产养殖业为主要结构， 在黄淮海平原的农业类型具有典型性和代表性。1）建站历程二十世纪60 年代初，黄秉维先生首次提出“热水平衡及其 在自然地理环境中的作用”的著名学说后，地理研究所就开始 了实验地理学的新研究方向，先后在山东德州，河北石家庄等 地开展了农田能量、水分平衡的定点试验观测研究工作。1965 年地理所组织了全所各研究室约 30 余名研究人员，开展了徳州 地区旱涝盐碱综合治理区划的工作，1966 年由国家科委副主任 范长江率领的国家抗旱工作队，根据地理所提出的徳州地区旱 涝盐碱综合治理区划，选定山东禹城县为实验示范点，并由地 理所组成规划队，提出在禹城县南部建立约14 万亩的旱涝碱综 合治理实验区，指挥部设在石屯乡南北庄。十年文化大革命动 乱结束后，1978 年地理所承担了国家科委下达的关于“南水北 调后的后效及其对环境影响和华北平原水量平衡研究”项目， 由所长左大康主持与联合国大学的环境科学家合作进行了南水 北调沿线考察，最终确定在禹城南北庄实验区建立定位试验站 点，目标是对华北平原的水资源、水量平衡和农作物的耗水、 需水规律进行定点试验，以期获得华北平原的水资源定量数 据，并对黄淮海平原的旱涝碱中低产田的水盐动态和综合治理 改造进行试验和示范。1978 年先后由水文室的程维新、赵家 义、洪家涟、逢春浩、张兴权等研究人员到南北庄开展土壤水 分、作物耗水、地下水动态的定点观测试验和筹建试验站， 1980 年由中科院资环局出资，在南北庄开工建设办公楼，建立 气象观测场、水面蒸发观测场，1979 年禹城试验站挂牌，1982 年中国科学院正式发文批复，宣布中国科学院禹城综合试验站 正式成立。并任命唐登银为站长，程维新、赵家义为副站长。 同时左大康所长又派遣气候研究室谢贤群、叶芳德和技术研究 室杜懋林、张仁华筹建 60 米气象铁塔和30 米实验遥感铁塔及 传感器遥测工作，1984 年该项工程完成并通过了专家的验收。 直此，禹城试验站开始了完整的野外试验观测工作。1985 年由 黄秉维先生主持与澳大利亚联邦科工组织（CSIRO）科学家麦克 依罗（Mciroy）合作，在禹城站建设我国第一台大型秤重式蒸 发渗漏仪（Lysimeter），该仪器表面积3M2，土柱深度2米， 可秤重12吨，感应精度为50克，即可感应0。03mm的水分变 化。是测定蒸发的相对标准仪器。以该仪器为基础，禹城试验 站于1986 年申请了国家自然科学基金委员会的重点基金：“农 田蒸发测定方法和蒸发规律研究”，从1987 年到1989年连续 三年开展了农田蒸发的联合观测试验，获得了丰硕成果，1992 年获中科院科技进步二等奖。与此同时，禹城站又派遣了程维 新、张兴权、欧阳竹、逢春浩、李运生等骨干力量投身到黄淮 海中低产田改造和旱涝盐碱综合治理的工作，他们承担和主持 了国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”的科技攻关 任务，在中科院的领导和组织下，联合中科院多个研究所和地 理所各部门的科研人员，极其出色的攻克了旱涝盐碱综合治理 和中低产田改造的世界难题，成果分别获得中国科学院科技进 步特等奖、一等奖、第三世界科学院农业奖等大奖，站上的程 维新、张兴权、唐登银等人还分别获得国务院一等奖和二等奖 表彰。1987年禹城站被批准为中国科学院首批对外开放重点试 验站。成立了由国内外专家组成的学术委员会，设立了开放基 金，先后吸引了国内外高等院校、研究院所近百名研究人员和 博士、硕士研究生来站进行试验研究工作。提升了禹城站的研 究能力和知名度。1989年禹城站积极参与了中国生态系统网络(CERN)的筹建工作，派遣谢贤群先后参与了 CERN的观测指标 体系和标准化、规范化的制定，并承担和主持了中科院七五、 八五和九五的生态网络重大项目， 1998年，由禹城站牵头， 谢贤群、唐登银主持了 CERN的第一项国家自然科学基金重大项 目“我国北方地区农业生态系统水分运行及区域分异规律研 究”。这也是CEREN的第一项联网项目。1992年禹城站成为 CERN的基本站，1998年被科技部遴选为国家生态系统重点站的 试点单位，2006年通过评估，正式成为国家生态系统网络试验 站。从此，禹城站成为国内有较高知名度，具国际先进水平的 试验站。2)禹城站简况和成果研究方向和研究队伍禹城站的重点研究任务是通过试验观测数据的长期积累，开展长期观测、研究和示范。学术研究方向是：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；进行测定方法的革新与仪器的改 进和研制；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。经过三十年的长期研究积累，在农田 生态系统水分和能量转换机理、作物生长过程和生态学机制、 实验遥感技术、农田节水技术、农业试区试验示范等方面形成 了优势。禹城试验站现有在编人员 21 人，其中研究人员 10 人，技术 辅助人员3人，后勤服务及开发人员3 人。研究人员中，研究 员 人，副研究员 人，实习研究员 1 人；具有博士后资历者 3 人，博士 3 人、硕士 1 人。建成了一支学历层次高、专业结 构合理、团结协作的研究队伍。同时通过不断地培养和培训， 建立起一支素质相对较高，技术业务能力较强的试验观测队伍 和行政后勤管理人员。禹城站利用开放实验站的条件和先进的 仪器设备、优质的服务，吸引了大批实验站外的研究人员和研 究生来站工作，禹城站2003 年起加大了研究生培养的力度，目 前禹城站共有研究生 20 余名。博士后 名，此外还有近 10 名 合作培养和客座的研究生参加禹城站的研究和学习。形成了一 支补充禹城站学科专业和人员的研究团队。试验场地与设施禹城站现有自主产权的农田和试验土地约 600 亩，在试验地 内设置了下列试验场地：（1）农田生态系统综合观测场，在观测场中布设有自制的 大型称重式蒸发渗漏仪、土壤中子水分测试管、小气候梯度 仪、土壤水势仪等再配合作物叶面积测定仪、气孔计和光合作用系统等生理生态测定仪器用以进行农田生态系统中物质能量 输送和生产力的综合试验研究；(2) 农田水量平衡观测场，其中布设有TDR水分测定仪、 中子测定仪、土壤水势仪、地下水位计等，用以进行农田水分 平衡和地表水与地下水运动规律的试验研究；(3) 农田微气象观测场，布设有涡度相关装置和小气候梯 度仪，并配合作物光合作用仪、叶面积测定仪等进行农田水 分、能量和二氧化碳输送通量的试验研究，并构建了 60 米铁塔 以进行边界层气候的试验研究；(4) 水面蒸发场，在其中布设了 20M2蒸发池、5M2蒸发 池、AG蒸发器、rru-3000蒸发器和E-601蒸发器等国际上 通用的水面蒸发装置，用以进行陆地潜在蒸发和农田蒸散的试 验研究；(5) 常规气象观测场，该观测场按国家气象局规范标准设 置，有一套全自动气象和太阳辐射观测装置和人工常规观测仪 器，用以观测全年的天气气象，至今已积累了 25 年的气象资料(1979-2004)；(6) 农田养份平衡观测场，内设有 30 个养分池，按 N、P、 K、空白等多种养分处理，进行农田养分平衡的长期定位监测。(7) 遥感试验场，配备有 30 米高的铁塔，用以进行实验遥感 研究；禹城站是以农田生态系统为主要研究对象的生态实验站，农 田耕作的质量直接影响到试验观测的代表性和数据质量，因 此，优良的农田耕作的配套机械和试验用小型机械必不可少。 为此禹城站还配备了 12马力小型拖拉机一台， 30马力中型拖 拉机一台，小麦联合收割机一台，在各试验场内均按农田生产 和试验规划布置了喷灌、滴灌、地下暗管等灌溉设备。禹城站 的有线和无线通讯条件较好，禹城站目前已在站内建成了小规 模局域网，每个办公室、实验室、住房都通了接口，实现了站 内互联，总计60个端口。仪器设备研制与开发禹城站特别支持新型仪器的研制与开发。主要有：自动换位 式波文比仪、遥感信息自动操作系统、大型多功能土壤蒸渗 仪、冠层温度分布自动观测装置和IAG-II型中子土壤水分仪、 涡度相关技术、水分和C02通量测定仪、20M2水面蒸发池等。这些仪器设备的研制与开发，保证了禹城站试验资料的连 续性和准确性，保证了研究成果的水平。禹城试验站研制的大 型多功能土壤蒸渗仪，为国内外先进的野外试验装置。土体表 面积3.142M2 ，土体深度为5.0M,称重系统承受重量约 32.7-35.99吨，感量小于60g,相当于能测定0.02mm水深的变 化量，绝对精度为1/50万。新型多功能蒸渗仪为国内首创，在 设计方案、测量精度、稳定性等方面达到国际先进水平，该仪 器的研制成功，为农田蒸发和SPAC系统研究提供了先进手段。工作和生活设施禹城站高度重视站的工作和生活条件，自建站以来已建设了 试验楼一座，面积600M2,内有理化分析室、土壤物理实验室、 作物生态实验室、遥感实验室、气象观测室、计算机房、资料数 据库、土壤和作物样品室等。每个实验室均与计算机房和资料数 据库建立了局域网，所有试验观测数据都能直接传输到数据库中 另有生活楼一座，面积630M2,供来站的本站研究技术人员居住， 每间宿舍内都配有站内局域网连结接口、彩电和电话，以丰富他 们的业余生活；1995 年又修建了专家公寓楼一座，面积 800M2， 内有标准客房 10 套，配有卫生间、空调、局域网连结线、彩电 和电话，公寓楼内还有多功能会议厅和会议室，可接待近 80 人 的学术活动。2004 年禹城站又翻修了站的多功能餐厅，面积约 200M2，可供近100名来站工作和交流的研究人员同时进餐和进 行文娱活动。禹城站还配备有 80 千瓦的变电站和 50 千瓦的发电 机以保证试验站的正常工作和生活。此外，禹城站有越野吉普车 一辆，客货两用车一辆，以保证站的试验研究和生活的需要。