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遼寧沈陽農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng) 國家野外科學(xué)觀測研究站航拍圖。

記者 沈春蕾

金秋時節(jié)，東北各地的玉米陸續(xù)進(jìn)入成熟期。位于沈陽市西南郊區(qū)的遼寧沈陽農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站（以下簡稱沈陽站）也在為秋收做準(zhǔn)備，收割、測產(chǎn)等一系列工作正在有序進(jìn)行。

沈陽站依托中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所（以下簡稱沈陽生態(tài)所）建設(shè)，這里有一群科研人員長期扎根于此，并利用長年定位觀測的數(shù)據(jù)和研究成果，向外輸出技術(shù)，幫助當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶用好、養(yǎng)好東北黑土地。

親力親為的老站長

早在20世紀(jì)50年代，中國科學(xué)院林業(yè)土壤研究所（沈陽生態(tài)所前身）就陸續(xù)建立了一些野外觀測站點，散布在黑龍江、吉林、湖南等。由于歷史原因，20世紀(jì)70年代后沒有再建設(shè)農(nóng)業(yè)試驗站。

1986年，時任研究所副所長沈善敏建議建一個農(nóng)業(yè)實驗站，并得到時任所長高拯民的支持。沈善敏提出建農(nóng)業(yè)實驗站的一個主要原因是順應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需求。他提出，實驗是解開科學(xué)謎團(tuán)、創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)最有效的途徑和方法，而短期租地開展試驗很難保證試驗環(huán)境穩(wěn)定與設(shè)備安全，重視和踐行生態(tài)學(xué)實驗需要有一處能開展此類實驗研究的場所。

遼河平原農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)、城市集聚、經(jīng)濟(jì)繁榮。然而，高投入農(nóng)業(yè)和工業(yè)污染也給本區(qū)域農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展帶來一系列亟待解決的生態(tài)環(huán)境問題，如土壤、水體污染風(fēng)險，過度開采導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)單一，不重視農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物綜合利用、施肥全靠化肥等。

“我們需要建立一個穩(wěn)定的試驗基地，通過開展長期持續(xù)的研究和探索來解答這些問題?！鄙蛏泼羰巧蜿栒镜谝蝗握鹃L。他為沈陽站的建設(shè)投入了全部的心血，從建站籌劃、選址到布局規(guī)劃等，每一步都親力親為。

當(dāng)年在為沈陽站作站區(qū)設(shè)計時，沈善敏帶領(lǐng)團(tuán)隊跑遍了沈陽周邊農(nóng)區(qū)，最終選定現(xiàn)在的站址。他還親自做平面規(guī)劃——哪兒蓋房子、哪兒建道路、哪里規(guī)劃為試驗區(qū)等。他對建設(shè)一個野外臺站的功能需求有著深刻的認(rèn)識，這也是基于他在洛桑試驗站的工作經(jīng)歷以及多年野外工作經(jīng)驗的積累。

沈陽站經(jīng)歷了選址、征地、規(guī)劃和建設(shè)期后，1989年首批進(jìn)入中國科學(xué)院生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN），1990年正式投入使用，2005年入選國家野外科學(xué)觀測研究站。

“建站伊始，老站長沈善敏先生親自設(shè)計布置的多個長期田間試驗已經(jīng)成為了沈陽站‘鎮(zhèn)站’的科研資源?！鄙蜿栒粳F(xiàn)任站長陳欣告訴《中國科學(xué)報》，“沈陽站最初的臺站布局規(guī)劃沿用至今，仍可滿足基本科研、生活需求?！?/p>

關(guān)注遼河平原多種生態(tài)要素

沈陽站的地理位置十分重要，不僅位于遼河平原中心地帶，還處于國際地圈生物圈計劃（IGBP）規(guī)劃的兩條觀測斷面的交叉點上。

陳欣向記者介紹，IGBP規(guī)劃的全球陸地觀測斷面在我國境內(nèi)只有兩條樣帶，一條是北起黑龍江南至海南島，代表濕度相同熱量呈梯度的樣帶，另一條是沿北緯42～44度緯線的東西濕度梯度樣帶，兩條樣帶的交叉點差不多就是現(xiàn)在沈陽站的位置。

沈陽站這一地理優(yōu)勢，為其長期觀測遼寧黑土地創(chuàng)造了條件。遼寧省擁有典型黑土的面積約為2800萬畝，占東北黑土區(qū)耕地面積的10.07％，主要分布在遼河平原區(qū)和東部低山丘陵區(qū)，是全省重要的優(yōu)質(zhì)糧和綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部劃定的范圍，遼寧省黑土地保護(hù)利用重點縣包括新民市、遼中區(qū)、康平縣、法庫縣、海城市、臺安縣、撫順縣、清原滿族自治縣、本溪滿族自治縣、鳳城市、寬甸滿族自治縣、燈塔市、遼陽縣、開原市、鐵嶺縣、西豐縣、昌圖縣等17 個縣（市、區(qū)）。

今年，中國科學(xué)院吹響了“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)的號角，沈陽站作為一個關(guān)注農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的野外觀測站，在黑土地利用與保護(hù)工作中發(fā)揮了重要作用。自建站以來，沈陽站即開始建立水、土、氣、生監(jiān)測體系，并隨著科技進(jìn)步與科研需求變化，不斷增加與更新監(jiān)測設(shè)備，完善監(jiān)測指標(biāo)體系，積累了大量有效數(shù)據(jù)。

陳欣說：“這些數(shù)據(jù)體現(xiàn)了30年來遼河平原農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中多種要素的變化情況，包括氣溫、地溫、地下水位等重要環(huán)境因素的變化，為中國科學(xué)院‘黑土糧倉’科技會戰(zhàn)實施方案的擬定提供了有力的理論與數(shù)據(jù)支持?！?/p>

在保護(hù)與利用黑土地中“變現(xiàn)”

作為中國科學(xué)院“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)中技術(shù)攻關(guān)與示范任務(wù)的技術(shù)依托，沈陽站布設(shè)了很多長期定位試驗，提出了相應(yīng)的技術(shù)理論體系，比如養(yǎng)分水分循環(huán)長期觀測實驗平臺、緩/控釋尿素肥料施用長期定位試驗、不同肥力制度長期定位試驗等。

沈陽生態(tài)所保護(hù)性耕作團(tuán)隊負(fù)責(zé)人張旭東是沈陽站的前任站長（2005—2015年），他帶領(lǐng)團(tuán)隊通過對東北黑土地的長期定位試驗和圖像采集發(fā)現(xiàn)，同樣深度的土壤，實施保護(hù)性耕作的顏色明顯深于普通地塊。這是因為保護(hù)性耕作使土壤有機(jī)質(zhì)含量提高，整個土壤特性得到了明顯改善。

沈陽站自2007年開始謀劃黑土地的保護(hù)與合理利用。張旭東為解決東北中部地區(qū)水土流失和土壤退化問題，在吉林省梨樹縣（沈陽站研發(fā)基地）開展了以玉米秸稈覆蓋免耕生產(chǎn)技術(shù)為核心的保護(hù)性耕作研究。結(jié)合已有的研究基礎(chǔ)，在分析總結(jié)美國、加拿大等國免耕栽培技術(shù)的基礎(chǔ)上，張旭東團(tuán)隊研發(fā)出適合我國國情的保護(hù)性耕作技術(shù)，建立了玉米秸稈覆蓋全程機(jī)械化種植模式。

這里的保護(hù)性耕作技術(shù)是一種以農(nóng)作物秸稈覆蓋還田、免耕播種為主的現(xiàn)代耕作技術(shù)體系。張旭東介紹，通過秸稈生態(tài)循環(huán)利用，調(diào)控土壤綜合功能，明確黑土退化的控制因素及保護(hù)利用機(jī)制，實現(xiàn)秸稈歸還的固碳育土、抗旱保墑、減肥增效作用，遏制水土流失、根治土壤退化，促進(jìn)土壤生產(chǎn)和生態(tài)功能的提升。

目前，張旭東團(tuán)隊創(chuàng)建的肥料減施+秸稈覆蓋的“梨樹模式”模式累計推廣5000萬畝，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益150億元。他還牽頭成立東北黑土地保護(hù)與利用科技創(chuàng)新聯(lián)盟，在東北四省區(qū)布局建立保護(hù)性耕作技術(shù)示范基地近百個，其中約50%基地被確定為省或縣高標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)性耕作示范田。

記者獲悉，基于沈陽站長期田間試驗研究成果研發(fā)的系列穩(wěn)定性肥料產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，增產(chǎn)效果明顯。為此，沈陽生態(tài)所牽頭建立了穩(wěn)定性肥料產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，并與48家骨干企業(yè)合作，年產(chǎn)規(guī)模突破150萬噸，年銷售額約42億元，市場占有率80%。

陳欣透露，當(dāng)前，沈陽站現(xiàn)有的部分功能及支撐能效已到平臺期。

“如何服務(wù)國家戰(zhàn)略，滿足國家對農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的需求，以應(yīng)對新形勢下農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)的新的科學(xué)問題，是沈陽站現(xiàn)階段努力的方向?！标愋勒f。