中科院东北地理与农业生态研究所海伦农田生态系统国家野外研究站介绍

　　海伦农田生态系统国家野外研究站（简称海伦站）隶属于中国科学院东北地理与农业生态研究所，位于黑龙江省海伦市西郊,地理位置为"北纬47.26′，东经126.38′"，是中国科学院在我国东北黑土区设置的长期的、综合性的农业资源、环境、生态多学科的综合研究基地。

　　一．研究方向：

　　根据国家资源环境安全战略与建设东北优质商品粮基地的需求，研究区域农业资源、环境长期变化规律与发展态势；农田生态系统物质循环、能量转化过程与规律及其相互作用机制；农业生态系统结构功能及其提高生产力途径；黑土退化机理与生态修复；区域农业持续高效发展模式与配套技术。为区域农业资源的持续利用、环境保护和农业经济快速发展提供理论依据和技术支持。

　　二．建站目标：

　　根据国家生态网络台站的总体布局，建成研究力量雄厚、人才队伍结构合理、设备先进、生活设施完善、通信交通便利、环境优美的我国东北黑土区农田生态系统野外研究站，使之成为：区域农业资源、环境、生态要素长期系统观测基地；黑土农业生态领域的研究基地；区域农业持续高效发展的技术研发、集成与示范推广基地；国内外学术交流与合作研究基地；农业生态领域人才培养和科普教育基地。

　　三．研究内容：

　　1、区域农业资源、环境要素长期系统观测研究通过长期系统定位观测，研究区域农田生态系统的水文、土壤、大气、生物等要素动态变化规律及演变趋势，探明全球变化、人类活动对区域资源与环境的影响，提出人工管理下的农田生态系统的响应对策，为区域资源可持续利用、农业环境的改善和区域自然环境成本及区域绿色GDP的核算提供科学依据。　

　　2、黑土农田生态系统过程与生产力形成机制研究采用长期定位的实验生态学方法，深入探讨农田土壤--作物--大气之间能量转化和物质循环过程、规律及其相互作用关系，揭示黑土农田系统主要作物产量与品质形成机制，为发挥作物生产潜能与高产优质栽培技术提供理论依据。　

　　3、退化黑土生态系统恢复与重建开展人类强烈干预下黑土农业生态系统长期演变规律及影响因子研究；黑土退化机理与修复研究；有害元素及化学品在农田生态系统中迁移、积累规律与化肥应用的生态风险研究，寻求缓解或消除对环境污染的途径与措施；研究黑土农业生态系统管理技术体系，为提高黑土耕地综合生产能力提供科学依据与优化管理方法。　

　　4、建立黑土区农业综合知识库建立黑土区农业资源数据库、土地利用数据库、观测资料数据库、研究成果等数据库，构建黑土区农业综合知识库，为国家农业宏观研究、生态系统网络研究提供可靠的数据资料，为黑土生态系统优化管理及区域农业生产决策提供咨询，为从事黑土研究的国内外学者构建研究信息平台。

　　四．主要成果：

　　海伦站建站以来，共获科技成果奖项18项。“松嫩—三江平原中低产田治理和区域农业综合发展技术研究与示范”获2004年国家科技进步二等奖，“农田黑土障碍因子分析及调控措施的试验示范”获2003年黑龙江省科技进步二等奖，共出版专（编）著17部，发表论文328篇，其中SCI收录论文18篇。

　　重要科技成果简介:

　　（1）松嫩—三江平原中低产田治理和区域农业综合发展技术

　　该成果获2004年国家科技进步二等奖，中科院东北地理与农业生态研究所为第一完成单位，海伦站为该成果的主要研究基地，海伦站主要参加人刘兴土、王占哲、王建国、韩晓增等。

　　该成果创建了优势作物的区域化布局、规范化生产、产业化经营的新模式，突出了区域性技术的系统性、实用性、先进性、集成性。所取得的多项技术累计试验、示范和推广应用5140万亩，累计获经济效益67.34亿元。为东北区域农业的发展做出了重要贡献。

　　（2）农田黑土障碍因子分析及调控措施的试验示范

　　该成果获2003年黑龙江省科技进步二等奖，成果完成单位：中科院东北地理与农业生态研究所海伦农业生态实验站，主要完成人孟凯、张兴义、王建国、刘洪翔、隋跃宇等。

　　该成果阐明了不同类型农田黑土的限制因子，揭示了黑土肥力的演替趋势，提出了黑土保护与肥力调控的途径与措施。通过与已有成果的技术集成，分别在海伦市、呼兰市、双城市四种不同类型黑土农田进行试验示范，累计试验1142亩，示范1.5万亩，推广207万亩，增产粮食5903万公斤，增收6744万元。

　　（3）东北商品粮基地可持续发展综合技术平台构建与示范

　　该成果获吉林省2004年科技进步二等奖。该项研究成果主要针对东北地区粮食生产能力建设的重大科学问题开展研究，主要成果是：初步阐明了黑土农田土壤退化机制，探明了黑土农田养分平衡盈亏与土壤养分消长规律，建立了退化黑土培肥技术体系；探明了大豆重迎茬减产机制，明确了大豆植株根系及根际微生物分泌物是重迎茬大豆的主要障碍因素，提出了相应治理措施；分别在东北地区东部建立了以小流域治理和绿色水稻产业化生产为技术内容的“柳河半山区小流域治理与农业综合发展模式”，在中部建立了以退化黑土综合治理和提高玉米带农业效益为特点的“德惠玉米带农牧结合发展模式”，在南部建立了“高效生态农业模式”，在北部建立了“海伦大豆农业综合发展模式”，该项目取得8项国家专利，增产粮食17.5亿公斤，创经济效益16.4亿元。

　　（4）其它成果的主要学术贡献

　　①在水分循环与生产力关系研究方面，通过10年定位试验研究，准确地测定了农田黑土的水分特征值，探明了黑土水分垂直动态变化规律，并首次提出了270厘米为水分变化时间的等值线，即水分不变层；观测研究了黑土区主要作物耗水规律，为黑土区旱作农业高效土壤水库建设、发展节水农业、提高作物水分利用效率提供了理论依据和调控措施。

　　②在养分循环与生产力关系方面，观测研究了黑土养分的自然供给力及其变化，科学阐述了黑土农田生态系统养分平衡动态变化及其对农田养分时空演变的影响，阐明了东北黑土肥力演变和退化过程，探明了黑土养分平衡与土壤养分消长规律，并初步建立起相关关系模型，提出黑土区精确施用氮肥、灵活施用磷肥、因作物施用钾肥的理论与高效利用技术措施。在黑土有机碳库变化规律与肥力培育机理研究方面，阐明不同施肥、轮作、耕作制度对黑土有机碳库的影响过程，提出了黑土肥力定向培育的技术措施。

　　③利用水肥耦合长期定位试验场，系统研究了黑土区不同水分养分水平的互作效应及对作物产量、品质形成的作用机制，为黑土区农田作物对水分养分的高效利用提供了理论依据。

　　④通过长期定位试验，对大豆连作障碍机理进行了深入的研究，研究表明大豆连作主要障碍是根部病虫害加重，大豆残茬腐解物中间产物对大豆发芽和生长发育有抑制作用。在此基础上提出了大豆重迎茬减产控制技术，同时还研制了大豆连作保产增效产品8项。该项研究为大豆产业带消除连作障碍提供了理论依据和技术途径。

　　⑤采用固态13C核磁共振方法研究黑土有机质的结构及其对有机污染物的吸附-解吸过程和机理。建立了描述有机污染物在土壤有机质中吸附机理的双态模型，阐明了有机质结构和化学组分是影响有机污染物吸附量的主要因素，农艺措施对黑土有机质数量和结构具有较大的影响，发现了黑土有机质中晶态与非晶态的脂肪碳存在。
　
　　五．研究队伍：