野外台站：祖国版图上的科学宝石

    图中：1.海伦农业生态实验站，2.沈阳生态实验站，3.禹城农业综合试验站，4.封丘农业生态试验站，5.栾城农业生态系统试验站，6.常熟农业生态试验站，7.桃源农业生态试验站，8.鹰潭红壤生态试验站，9.千烟洲红壤丘陵农业综合开发试验站，10.盐亭紫色土农业生态试验站，11.安塞水土保持综合试验站，12.长武黄土高原农业生态试验站，13.临泽内陆河流域综合研究站，14.拉萨高原生态试验站，15.长白山森林生态系统定位研究站，16.北京森林生态系统定位研究站，17.会同森林生态系统定位研究站，18.鼎湖山森林生态系统定位研究站，19.鹤山丘陵综合开放试验站，20.茂县山地生态系统定位研究站，21.贡嘎山高山生态系统观测试验站，22.哀牢山亚热带森林生态系统研究站，23.西双版纳热带雨林生态系统定位研究站，24.内蒙古草原生态系统定位研究站，25.海北高寒草甸生态系统定位研究站，26.三江平原沼泽湿地生态试验站，27.奈曼沙漠化研究站，28.沙坡头沙漠试验研究站，29.鄂尔多斯沙地草地生态定位研究站，30.阜康荒漠生态试验站，31.策勒沙漠研究站，32.东湖湖泊生态系统试验站，33.太湖湖泊生态系统试验站，34.胶州湾海洋生态系统定位研究站，35.大亚湾海洋生物综合试验站，36.三亚热带海洋生物实验站。
    沙坡头站——包兰铁路的守望者
    建站时间：1955年
    地理位置：宁夏中卫县境内，东经104°、北纬37°
    建站背景：建国初期，为加快西北地区的经济建设，中央政府决定修建连接兰州、包头两市的包兰铁路。包兰铁路要6次穿越“从天而降”的腾格里沙漠，沙漠地段总长度46公里，沙坡头段占了16公里，而且此处的沙丘流动性极强，铁路随时有被沙丘掩埋的危险。
    沙坡头站是在竺可桢、刘慎谔等老一代科学家的直接指导下建成的，李鸣冈出任第一任站长，它的第一代科研人员大多来自中科院沈阳林业土壤研究所。50年来，在防沙固沙方面，沙坡头人对生物固沙和工程固沙两种手段进行了持续探索，并逐步完善。
    草方格是工程固沙的主要技术，上世纪50年代从苏联引进。然而每个草方格究竟多大才可以最有效地固沙，却是沙坡头人自己在不断实践中探索出来的。李鸣冈认为，沙坡头的自然条件与苏联中亚地区不同，2米×2米大小的草方格不一定适合沙坡头。科研人员分别对1米、1.5米、2米方格和1米×2米长方格进行试验，终于在“文革”前，确定了最佳规格——1米方格，并沿用至今。
    生物固沙方案的探索更是一场漫长的持久战。沙坡头地区年平均降水不足220毫米，平均每一次降水不足10毫米，一开始选用了五六十种植物进行“无灌溉”栽培试验。50年后的今天，只剩下五六种植物坚守在这个长2公里、宽300米的绿化带上。深根植物，即使是以抗旱著称的品种，如油松、榆树、沙柳、杨树等，到了上世纪60年代初，便或是“全军覆没”或是“欺骗性成活”。如今，经过50年漫长的探索，尽管只有十分之一的种类成活，但已经基本稳定。近几年，一些地衣类植物已经在绿化带自发地生长出来，这是植物稳定的一种标志。
    沙坡头人创造出来的是一种奇迹，包兰铁路40多年畅通无阻，直接经济效益超过百亿元。
50年来，沙坡头站除了捍卫包兰铁路，作为一个科研定位站，它在科学领域的收获和贡献同样是卓著的：解决了在年降水少于200毫米的地区进行植被建设的关键技术，论证了生态恢复的机理，为西部生态环境建设提供了科学依据；在理论上探明了植被稳定性维持的生态学机理，提出了荒漠化逆转的概念模式；通过长期定位研究，在理论上阐明了干旱沙漠地区植被对水循环的调控机理；50年的观测与研究，积累下来的长期生态科学监测数据，更是一笔宝贵的财富。
    禹城站——向中低产田要丰收
    建站时间：1979年
    地理位置：山东禹城市，东经116°，北纬36°
    建站背景： 1966年，遵照周恩来总理的指示，为解决华北平原旱涝盐碱问题，在国家科委副主任范长江同志带领下，国家科委和中国科学院与山东省有关部门共同创建了“禹城旱涝碱综合治理试验区”，面积14万亩。
    1979年，针对禹城试验区和黄淮海平原治理与开发中的诸多科学问题，在中国科学院孙鸿烈副院长和黄秉维、左大康等老一辈科学家的指导下，建立了以水资源合理利用与水盐调控为中心的禹城综合试验站。
    建站以来，坚持国家需求和科学研究相结合、基础研究和应用开发研究相结合，在农业生态系统能量平衡、水分循环、盐分运移、作物生产潜力和区域治理与农业综合开发等领域开展了长期试验研究。
    40年来，为黄淮海平原旱涝碱综合治理、中低产田改造和农业可持续发展提供了理论依据和技术途径：上世纪60年代，提出了“井灌井排旱涝碱治理技术”；70年代，与其它单位共同提出了“井、沟、平、肥、林、改”治理旱涝碱综合技术；80年代，提出了治理“重盐碱地、渍涝洼地和风沙地”综合配套技术；90年代，提出了“治理区生态稳定性和农区畜牧业发展技术”。建成多种类型、各具特色的试验基地，建立了低湿地整治与鱼塘—台田生态工程试验基地、季节性风沙化土地整治与经济林发展试验基地和重盐化咸水洼地整治与水盐调控试验基地。
    研究成果推动了黄淮海平原大面积治理与农业开发，促进了区域农业持续稳定增长。禹城试验区粮食产量已由建区初期的亩产90公斤提高到900公斤以上，增加了10倍。1989年初，中国科学院李振声副院长及时提出“禹城农业要上新台阶，畜牧业是突破口”的指导思想，加速了畜牧业发展。畜牧业产值占农业总产值由15.6%上升至42%，被确定为“国家级秸秆养牛示范县”、“全国秸秆氨化先进单位”、“全国秸秆养牛十强县”。
    内蒙古站——论文写在大草原上
    建站时间：1979年
    地理位置：内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特市东南，东经116°～117°北纬43°～44°，海拔1100～1400米。
    建站背景：关于中国温带典型草原生态系统的研究工作可以追溯到20世纪30年代，60年代中期中国科学院内蒙古宁夏综合考察队对这一区域进行了多学科的综合科学考察，其成果总结到后来出版的《内蒙古植被》等8部考察专集中。
    1979年，在内蒙古锡林浩特召开了草原生态系统定位研究站工作会议。提出了建立草原生态系统定位研究站，开展草原生态系统结构、功能和生产力提高途径的研究。
    内蒙古草原生态系统定位研究站所处区域，气候属大陆性温带半干旱草原气候，冬季寒冷干燥，夏季温暖湿润。年平均气温2℃，最冷月1月平均气温-22.3℃，最热月7月，平均气温18.8℃。年降水量350mm左右，集中于6～9月份降落，占全年降水量的80%。土壤类型为栗钙土。植被类型为温带半干旱典型草原，以大针茅、克氏针茅和蒿类为主的群落和以羊草、小禾草为主的群落，是典型草原的主体。站区种子植物625种，分属于74个科，291个属。
    从建站之初，内蒙古站就致力于开展草原生态系统结构、功能和生产力提高途径的研究。
    通过1980年到2004年连续24年的观测，内蒙古站多年来在国际生态学研究和争论的热点问题——多样性—稳定性关系的问题上，做出了重要结论。他们发现：引起群落生物量波动的主要气候原因，是每年1月到7月的降水总量；以每年生物量变异为主要测度的生态系统稳定性，随草地生态系统等级结构尺度的提高而逐渐增加；群落尺度稳定性主要来自物种之间和功能群之间的补偿作用。
    这一成果发表在2004年9月的NATURE上，它不仅是对生态学理论的贡献，也将有助于日趋严重退化的草地生态系统恢复与重建。
    草原生态系统定位站的建立与研究，集中了当时我国从事草原生态系统相关研究的不同学科的优秀科学家参与。如植物学家姜恕、李博、王义凤、刘钟龄、雍世鹏，土壤学家李绍良、蔡蔚棋、江久文，动物学家陈永林、朱靖、钟文勤、周庆祥，畜牧专家沈长江，微生物学家廖仰南等，其中绝大多数一直坚持在定位站进行研究，并培养了一大批青年科学工作者。
    封丘站——盐碱地综合治理开先河
    建站时间：1983年
    地理位置：河南省封丘县，东经114°，北纬35°
    建站背景：华北平原风沙盐碱等一直是困扰人民生活和经济发展的严重问题，中国科学院南京土壤研究所早在20世纪60年代初，就在河南省封丘县建立盐碱土治理试验基地，研究对风沙盐碱的综合治理。
    1983年5月，根据国家区域开发与治理需要，在封丘县潘店建立中国科学院封丘农业生态试验站，并于1988年作为中国科学院首批野外开放台站正式向国内外开放，1992年作为重点站进入中国生态系统研究网络（CERN），2001年被国家科技部批准为国家重点野外科学观测试验站而成为国家野外研究基地，与此同时也被联合国FAO的全球陆地海洋观测网（GTOS）吸收为定位观察研究站点。因此，该站目前是中国科学院、国家和联合国部署在黄淮海平原从事农业、资源、生态和环境研究和观测的一个重要野外基地。
    自建站以来，封丘站一直承担着来自国家科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院、地方政府和部门以及国外基金会等多项科技攻关项目和研究课题，取得了包括“井灌井排”治理盐碱的理论与实践、调控水肥盐改造中低产田的理论与技术体系以及黄淮海平原农业综合开发的模式研究与示范等一批重要科技成果。建立了包括气象、土壤、水分、盐分、植物等长期定位监测数据及历史研究数据的数据库。为国家研究该地区农业资源及生态环境演变提供第一手资料。出版了《中国盐渍土》等专著10部，《豫北平原农业生态系统研究》等论文集15本。
    会同站——探索出8：2混交的经营模式
    建站时间：1959年
    地理位置：湖南省会通县，东经109°，北纬26°
    建站背景：杉木林是我国特有的森林物种，有很高的经济价值，然而经过人工栽培，大约四五十年后，便会出现退化现象。经长期探索，会同站筛选出杉木与火力楠混交的可持续发展模式。
    在多年的观测和研究后，他们发现，杉树为了垄断生长权利，分泌某种化学物质，抑制其他物种的生长，在早期，这种特性使杉木林异常茂盛，而四五十年后，这种化学物质的浓度不断加强，对杉树本身也产生了有害性。
    通过长期的定位研究，会同站创立了人工林生态学，在国内最早提出杉木人工林立地类型划分原则，揭示了杉木林生产力在不同时空尺度上的演变规律，并率先在国内开展山阔混交林长期定位与对比研究，并筛选出杉木与火力楠以8：2混交的优良经营模式。
    东湖站——首次提出控制蓝藻水华法
    建站时间：1980年
    地理位置：湖北武汉市，东经114°，北纬33°
    建站背景：东湖湖泊生态系统试验的前身是湖泊生态组，早在1956年就开始了对东湖的研究。
    东湖站以武汉东湖为基地，生态学为主导学科，同时开展与之密切相关的资源生物学、水污染生物学研究，通过从不同的层次和尺度，对湖泊生态系统的结构、功能及演替过程与机制进行长期定位观测、系统科学研究和在受控条件下的试验示范。在国际上首次提出了利用滤食性鱼类控制蓝藻水华的非经典性生物操纵法，首次报道了蓝藻水华暴发直接导致沉积物中磷的大量释放的现象及机制等重要现象。
    东川站——创新成果用于防治工程实践
    建站时间：1961年
    地理位置：云南省东川市绿茂乡境内，东经103°，北纬26°
    建站背景：中国是一个山地大国，也是一个泥石流灾害大国。5万余条具有一定规模的泥石流沟，广泛分布于国土总面积48%的区域；每年造成的经济损失高达20亿元，死亡人数约500名；严重地制约着山区开发建设、脱贫致富与国民经济的持续健康发展，并导致土地砂石化（荒漠化）程度加快、水土流失加剧和生态环境退化等殃及子孙后代的诸多严重问题。
    东川站所处的蒋家沟位于金沙江一级支流的小江流域，泥石流资源得天独厚，40余年来，东川站以观测研究时间最长、资料积累丰富、名扬中外。它通过长期的观测实验研究，在泥石流观测实验方法与技术，基础资料积累，泥石流发生、流动、堆积机理研究，预警报技术开发与应用，减灾工程实践，退化生态环境改良修复以及荒滩土地利用等方面取得了一系列重要的创新性成果，部分达到国际先进或领先水平。
    该站率先建立了暴雨泥石流预报模式，其准确率达85%，预报提前时间达20～40分钟；开发成功准确率达90%的泥石流地声报警和超声波泥位报警系统，并应用于长江上游地区；对30余条泥石流沟实施综合治理成功；探索出了泥石流防治工程可行性评估的模型实验系统技术与方法，为某泥石流防治工程节约投资达24%。