一、概況
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站位于黑龍江省海倫市光榮村,N47°21′,E126°50′,東北典型黑土區(qū)中部,商品糧核心產(chǎn)區(qū),漫川漫崗水土流失區(qū),平均坡度為2.55°,土壤侵蝕模數(shù)>1000 t/(km2.a),溝壑密度2.27 km/km2。墾殖率80%,坡耕地占90%以上,主要作物為大豆和玉米,土壤為典型黑土,多年平均降雨530mm,氣溫1.5℃。
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站,始建于2007年,原為中國科學院設(shè)在東北的黑土侵蝕研究基地,同年成為水利部全國水土流失動態(tài)監(jiān)測與公告項目30個重點監(jiān)測小流域之一,2010年建設(shè)成為全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)738個監(jiān)測站點中的2個,并成為水利部松遼委和黑龍江省水土保持重點監(jiān)測站,國家外專局黑土侵蝕研究與治理引智示范基地,2012年建設(shè)成為水利部黑土地水土保持綜合治理標準化示范基地。2013年經(jīng)中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究決定正式成立海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站。
二、目標與研究方向
總體目標
立足我國東北糧食核心產(chǎn)區(qū)的漫川漫崗黑土水土流失區(qū),以典型黑土區(qū)農(nóng)業(yè)和生態(tài)為重點研究領(lǐng)域,系統(tǒng)開展水土流失監(jiān)測、黑土侵蝕研究、水土保持技術(shù)研發(fā)和示范,成為獨具特色的、國際一流的黑土水土保持科學監(jiān)測與實驗研究平臺和區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的科技支撐基地,為國家黑土保護與合理利用、區(qū)域農(nóng)業(yè)和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供科學數(shù)據(jù)、理論、方法和技術(shù)支撐。
研究方向
(1)水土流失動態(tài)監(jiān)測
利用坡面徑流觀測場、微型小流域和小流域控制站,對水土流失進行長期監(jiān)測,服務(wù)于黑龍江省、東北松遼流域和全國水土流失動態(tài)公告。
(2)黑土侵蝕特征與機理研究
重點研究各侵蝕營力作用下土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展過程、引起水土流失各因子的定量評價及指標體系、侵蝕溝發(fā)生和發(fā)展過程及機理、侵蝕溝空間分布及發(fā)展變化趨勢、不同水土流失類型區(qū)水土保持治理措施優(yōu)化配置、水土保持對耕地和糧食生產(chǎn)的效益評價。
(3)水土保持科技示范
引進組裝國內(nèi)外黑土水土保持先進技術(shù),創(chuàng)建漫川漫崗黑土區(qū)水土保持綜合治理標準化示范基地,集中展示,效益長期跟蹤監(jiān)測,成為水保科技研發(fā)、效益評價、培訓(xùn)、示范和國際合作基地。
三、科研隊伍
海倫水保站共有人員16人,其中科研人員5人,支撐人員1人,研究生6人,長期聘用人員4人;客座研究人員3人。自2013年以來,畢業(yè)博士3名,其中聯(lián)合培養(yǎng)1名;畢業(yè)碩士4名。
科研與支撐人員
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張興義 研究員 研究領(lǐng)域: 黑土生態(tài) |
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劉曉冰 研究員 研究領(lǐng)域: 作物生產(chǎn)力 |
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宋春雨 研究員 研究領(lǐng)域: 水土保持 |
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李 浩 助理研究員 研究領(lǐng)域: 土壤侵蝕 |
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胡 偉 助理研究員 研究領(lǐng)域: 土壤侵蝕過程與機理 |
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陳 淵 高級工程師 (支撐) 研究領(lǐng)域: 水土保持 |
四、工作條件、野外觀測與實驗室
(一)工作條件:
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站有6.5公頃土地,2012年新建360平米的綜合實驗樓,2016年購買401.25平米的校舍(原光榮小學)作為實驗室,作為科研生活園區(qū)。目前水保站具有完善的服務(wù)系統(tǒng),辦公室、實驗室、會議室、宿舍等一應(yīng)俱全。
綜合實驗樓 生活區(qū)全景
(二)監(jiān)測平臺
(1)坡面徑流觀測場
由21個標準徑流觀測小區(qū)組成,涵蓋3°、5°和7°三個坡度,免耕、少耕、傳統(tǒng)、橫坡、自然恢復(fù)和裸地6種措施,采用分流桶和無動力水土流失自動觀測裝置監(jiān)測,9個小區(qū)實現(xiàn)徑流和輸沙過程自動監(jiān)測。
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站坡面徑流場
(2)微型小流域控制站
微型小流域控制面積0.13 km2,區(qū)域全部采取了水土保持措施,匯水溝道長240 m,三角剖面堰人工觀測。
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站微型小流域控制站
(3)標準小流域控制站
小流域控制面積1.86 km2,區(qū)域以農(nóng)田和水保林為主,匯水溝道長1800 m,三角矩形復(fù)合堰,人工和自動同步觀測。
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站標準小流域控制站
(4)自動氣象站
AMS-II自動氣象站,該系統(tǒng)自動采集并存儲氣壓、溫度、濕度、風向、風速、雨量、草(雪)溫、地溫等氣象要素。
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站氣象站
(5)區(qū)域土壤水分及雪深系統(tǒng)
CRS1000B 區(qū)域土壤水分及雪深測量系統(tǒng)(美國),自動測量40 公頃范圍0—50cm 深度土壤含水量或者等效于20cm 水深的積雪深度。
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站區(qū)域土壤水分及雪深系統(tǒng)
(三)研究平臺
(1)表土剝離長期定位試驗
(2)極端土壤侵蝕模擬試驗場
(3)作物與侵蝕試驗場
(4)土壤侵蝕退化地理恢復(fù)試驗場
(5)標準徑流小區(qū)
(6)侵蝕溝復(fù)墾觀測場
(7)條耕示范試驗現(xiàn)田
(8)微生物試驗場
(9)施肥制度試驗場
(10)東北黑土區(qū)水土保持技術(shù)標準示區(qū)
(11)大壟示范田
海倫黑土水土保持監(jiān)測研究站研究平臺分布圖
(四)設(shè)備與設(shè)施
(1)自主研發(fā)“無動力水土流失過程自動監(jiān)測儀”
(2)小流域徑流泥沙監(jiān)測系統(tǒng)(LTWpro,中國)
(3)區(qū)域土壤水分及雪深測量儀(CRS1000B,美國)
(4)自動氣象站(AMS-II,中國)
(5)土壤粒徑粒形測量系統(tǒng)(AZ-S0300,荷蘭)
(6)土壤非飽和導(dǎo)水率測量系統(tǒng)(ku – pF,德國)
(7)土壤空氣傳導(dǎo)性測量系統(tǒng)(PL-300,德國)
(8)土壤中子水分儀(中國)
(9)TDR土壤水分儀(美國)
(10)植被蓋度儀(中國)
(11)雷沃146馬力拖拉及配套機具
(12)360 m2綜合實驗樓
(13)水保實驗室401.5m2
(14)江淮皮卡車1輛
(15)土流失過程自動監(jiān)測系統(tǒng)
五、承擔的主要項目及取得的成果
建站以來,承擔國家科技部、國家基金委、水利部、中國科學院、黑龍江省及研究所內(nèi)部獲得了30余項科研項目,其中國家重點研發(fā)計劃項目1項,國家基金6項,水利部4項,國家外國專家局引智項目1項,中科院3項。
(一)承擔的主要項目
項目名稱 |
項目類別 |
執(zhí)行期限 |
東北黑土區(qū)侵蝕溝生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與集成示范 |
國家重點研發(fā)計劃 |
2017-2021 |
坡耕地有機碳演變 |
國家自然科學基金 |
2016-2018 |
國家智力引進辦引智黑土引智項目 |
國家科研項目 |
2010-2020 |
細溝淺溝侵蝕定量化 |
國家科研項目 |
2016-2017 |
黑土農(nóng)田壟體地表徑流匯集與輸沙過程研究 |
國家自然科學基金 |
2018-2020 |
國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水土保持2017-2018年度水土保持科技推廣項目效益監(jiān)測與評估 |
地方及橫向項目 |
2017-2018 |
侵蝕復(fù)墾技術(shù)應(yīng)用 |
地方及橫向項目 |
2016-2019 |
海倫小流域監(jiān)測 |
水利部公告項目 |
2007-現(xiàn)在 |
(二)取得的成果(2013-2017)
建站以來,共發(fā)表SCI文章10篇,其中二區(qū)3篇(TOP1篇);中文8篇,其中CSCD文章7篇,學報級1篇;授權(quán)專利3項受理1項,軟件登記注冊2項;著書2部,獲獎4項。
論文題目 |
刊物名稱/卷期頁碼 |
作者 |
論文類別及分區(qū) |
A novel soil wetting technique for measuring wet stable aggregates |
Soil & Tillage Research/141 (2014) 19–24 |
T. Sun, Q. Chen, Y. Chen, R.M. Cruse, X.F. Li, C.Y. Song,Y.S. Kravchenko, X.Y. Zhang* |
SCI-2 |
Design and initial evaluation of a portable in situ runoff and sediment monitoring device |
Journal of Hydrology/519 (2014) 1141–1148 |
Tao Sun, Richard M. Cruse, Qiang Chen, Hao Li, Chunyu Song, Xingyi Zhang |
SCI-2Top |
Evaluating ephemeral gully erosion impact on Zea mays L. yield and economics using AnnAGNPS |
Soil and Tillage Research 2016 , 155 :157-165 |
Li H, Cruse R M, Bingner R L,Zhang X Y. |
SCI-2 |
Allocation of photosynthetic carbon to nodules of soybean in three geographically different Mollisols |
European Journal of Soil Biology 62 (2014) 60-65 |
Yuan Chen, Zhenhua Yu , Jifeng Wang, Xingyi Zhang* |
SCI-3 |
Spatial heterogeneity of soil organic matter and soil total nitrogen in a Mollisol watershed of Northeast China |
Environ Earth Sci/2014 10.1007/s12665-014-3081-4 |
Shaoliang Zhang,Xingyi Zhang,Zhihua Liu,Yankun Sun,Wei Liu,Lin Dai,Shicong Fu |
SCI-4 |
Persistence of foraging chickens on grasshopper populations: A case study in Northwest China |
Biocontrol Science and Technology, 2014, 24(10): 1206-1208. |
Sun T, Liu ZY, Long RJ |
SCI-4 |
Grasshopper (Orthoptera: Acridoidea) community composition in rangeland of northern slopes of Qilian Mountain (Northwestern China) |
Journal of Insect Science 2015, 15(1):1-7 |
Sun T, Liu ZY, Long RJ |
SCI-4 |
Effects of topography and land use change on gully development in typical Mollisol region of Northeast China |
Chinese Geographical Science,第226卷,779-788 |
Hao Li,Richard M. Cruse,Xiaobing Liu,Xingyi Zhang |
SCI-4 |
Conservation Practices and Management in Ukrainian Mollisols |
J. Agr. Sci. Tech. (2016) Vol. 18: 845-854 |
Y. S. Kravchenko1,2, Q. Chen 2,4, X. Liu1, S. J. Herbert3, and X. Zhang1,* |
SCI-4 |
Seasonal variation of soil physical and chemical properties in a black soil under no-till and conventional tillage in northeast China.The |
The Philippine Agricultural Scientist,2016,99(3):277-282 |
Chen Qiang, Yuriy S. kravchenko, Li Hao, Chen Shuai, Liu Xiaobing and Zhang Xingyi. |
SCI-4 |
(三)創(chuàng)新成果
1)監(jiān)測成果:
2007-2017監(jiān)測結(jié)果表明,東北黑土侵蝕區(qū)平均每年土壤流失2-3mm,此結(jié)果為吉林省黑土地力保護立法條例、中央電視臺黑土地保護節(jié)目、黑龍江省政協(xié)黑土地保護調(diào)研提供了重要依據(jù)。
2)產(chǎn)品研發(fā):
XYZ系列型號的無動力水土流失監(jiān)測儀通過水利部質(zhì)量檢驗,已在全國推廣。
3)技術(shù)研發(fā):
條耕技術(shù)及配套農(nóng)機具條耕犁研發(fā)應(yīng)用,已經(jīng)在黑龍江省寧安縣、泰來縣推廣。
站址:黑龍江省海倫市前進鎮(zhèn)光榮村
站長:張興義
聯(lián)系電話:13115606955
郵箱:zhangxy@iga.ac.cn