工作動(dòng)態(tài)

華北農(nóng)業(yè)的“探路者”
——記中科院欒城農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站

日期:2015-11-17

|  來源:中國(guó)科學(xué)報(bào)【字號(hào):


  

 


  進(jìn)行地下水監(jiān)測(cè)是日常工作。

  

 

  

  科研人員在進(jìn)行試驗(yàn)。

  

 

  水分試驗(yàn)場(chǎng)

   本報(bào)記者 王晨緋 

  “路上你可以留意,過了保定以后小麥會(huì)越來越少?!痹谇巴锌圃簷璩寝r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站之前,沈彥俊給記者發(fā)了一條短信。

  中科院欒城農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站位于河北省石家莊市欒城區(qū),距離石家莊市中心27公里、距北京270公里。這里是華北平原北部的太行山山前沖積扇平原,總面積4.98萬平方公里,耕地3800萬畝,屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。其土壤類型以潮褐土為主,代表華北平原北部典型潮褐土高產(chǎn)農(nóng)業(yè)生態(tài)類型,是我國(guó)重要的糧食產(chǎn)區(qū)。

  不過,近年來,正如記者收到的短信內(nèi)容一樣,華北平原的種植結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化。作為欒城站站長(zhǎng),沈彥俊研究員以欒城站為圓心,常年在華北平原奔走。諸多在欒城站進(jìn)行科學(xué)觀察與試驗(yàn)的科學(xué)家也和他一樣,正在探索華北平原農(nóng)業(yè)的未來出路。

  三十年奠定基礎(chǔ) 

  欒城試驗(yàn)站建于1981年,1988年加入中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN),1999年成為全球陸地生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)(GTOS)成員,2005年成為國(guó)家生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)(CNERN)臺(tái)站。

  進(jìn)入欒城站內(nèi),記者的第一印象就是地大、墑情好。試驗(yàn)田一塊塊整齊排列在陽光之下,像一幅優(yōu)美的油畫作品。正值深秋,試驗(yàn)田里收獲的玉米曬滿了整個(gè)園區(qū),金燦燦的一片,很是耀眼。

  欒城站擁有完全產(chǎn)權(quán)土地417畝,按照CERN和GTOS監(jiān)測(cè)規(guī)范,建設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的觀測(cè)場(chǎng)與長(zhǎng)期觀測(cè)采樣地,配置了先進(jìn)的監(jiān)測(cè)儀器,有完善的、專業(yè)配置齊全的監(jiān)測(cè)技術(shù)隊(duì)伍,采用監(jiān)測(cè)任務(wù)責(zé)任到人的管理機(jī)制和“田間監(jiān)測(cè)人員 專業(yè)質(zhì)量控制組控制 數(shù)據(jù)管理員和主管站長(zhǎng)”三級(jí)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制制度。近年來,欒城站在公共監(jiān)測(cè)平臺(tái)、試驗(yàn)研究平臺(tái)、服務(wù)平臺(tái)建設(shè)等方面都有了長(zhǎng)足的發(fā)展,為逐步成為國(guó)際水平的長(zhǎng)久性農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)與研究基地奠定了基礎(chǔ)。

  根據(jù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水分、土壤、氣象和生物監(jiān)測(cè)規(guī)范和野外田間試驗(yàn)要求,欒城站配備有國(guó)際先進(jìn)的儀器設(shè)備,運(yùn)行良好,為區(qū)域生態(tài)評(píng)估和科學(xué)研究提供了穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)支撐。

  據(jù)中科院遺傳所農(nóng)業(yè)資源研究中心副研究員程一松介紹,欒城農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站的定位,是瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的國(guó)際前沿和國(guó)家糧食安全、水資源安全的需求,圍繞華北平原地下水超采區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題,開展區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其演變過程的長(zhǎng)期綜合觀測(cè)及對(duì)全球變化與集約化過程中的響應(yīng)機(jī)制研究;探索農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)界面能量、水分、養(yǎng)分傳輸過程及其內(nèi)在調(diào)節(jié)機(jī)制和農(nóng)業(yè)生態(tài)—經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能優(yōu)化調(diào)控機(jī)制;重點(diǎn)研發(fā)、集成現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)、清潔施肥管理技術(shù)、分子育種技術(shù)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)等資源節(jié)約高效利用與管理技術(shù);發(fā)展華北平原可持續(xù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)管理的理論體系和區(qū)域優(yōu)化示范模式。

  路在前方 

  目前,欒城站圍繞華北平原地下水嚴(yán)重超采和農(nóng)田面源污染等生態(tài)環(huán)境問題,在農(nóng)田水分循環(huán)過程與節(jié)水農(nóng)業(yè)、農(nóng)田養(yǎng)分循環(huán)過程與農(nóng)業(yè)環(huán)境、區(qū)域信息技術(shù)與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、全球變化生態(tài)學(xué)與分子育種技術(shù)領(lǐng)域開展了系統(tǒng)的研究,積累了大量的科學(xué)數(shù)據(jù),取得了一系列重要的科研貢獻(xiàn)。

  欒城站從上世紀(jì)70年代末到80年代初開始了以減少灌溉次數(shù)為目標(biāo)的優(yōu)化灌溉制度研究,確立了節(jié)水灌溉制度;90年代中期開始了“四水”轉(zhuǎn)化過程試驗(yàn)研究,建立了區(qū)域蒸散估算模型;90年代初在國(guó)內(nèi)率先開展SPAC系統(tǒng)水熱傳輸機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究,提出了界面調(diào)控理論;90年代中期開展了農(nóng)田蒸散結(jié)構(gòu)的研究,提出了減少無效蒸發(fā)的覆蓋節(jié)水理論與技術(shù);90年代末以后加強(qiáng)了農(nóng)田節(jié)水的作物生態(tài)生理基礎(chǔ)研究,創(chuàng)立了綜合節(jié)水農(nóng)業(yè)模式。

  過去30年,華北平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,農(nóng)業(yè)投入、產(chǎn)出水平達(dá)到新的歷史水平,然而,高強(qiáng)度的灌溉和施肥已經(jīng)在區(qū)域范圍內(nèi)造成了嚴(yán)重的地下水超采和包氣帶土壤污染。

  由于降水量不足,這里的農(nóng)業(yè)高產(chǎn)主要依賴抽取地下水灌溉和大量施肥,地下水嚴(yán)重超采。

  欒城站內(nèi)有一口深達(dá)85米的井,用于觀測(cè)地下水變化。自20世紀(jì)70年代以來,地下水位以每年1米左右的速度下降,目前埋深已在47米左右。

  以城市為中心的地下水復(fù)合漏斗逐漸擴(kuò)大,水資源的可持續(xù)利用問題成為限制區(qū)域發(fā)展最重要的生態(tài)和環(huán)境問題,農(nóng)業(yè)水資源的高效利用成為本區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心限制要素。

  “小麥—玉米一年兩熟的高強(qiáng)度農(nóng)業(yè)必然不能持續(xù)發(fā)展。華北平原農(nóng)業(yè)的未來出路在何方是諸多科學(xué)家所共同關(guān)注的問題?!鄙驈┛「嬖V記者,華北平原現(xiàn)階段面臨的困境是世界各主要糧食生產(chǎn)區(qū)的共性問題。

  “在華北平原壓縮高耗水冬小麥的播種面積,控制化肥施用水平,同時(shí)通過單季玉米品種和栽培技術(shù)的改進(jìn),將會(huì)大力補(bǔ)償因縮減冬小麥種植引起的產(chǎn)量損失,可望有效緩解華北平原地下水資源面臨的困局?!彼麄兊贸隽诉@樣的結(jié)論。

  站在欒城站的試驗(yàn)田里,土壤松軟、田壟整齊。試驗(yàn)員們蹲點(diǎn)田間,細(xì)心采集樣本資料和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),心無旁騖地記錄。此情此景給人一種安心之感:華北平原農(nóng)業(yè)的未來出路就在前方。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2015-11-16 第8版 平臺(tái))
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