中国科学院拉萨高原生态试验站(以下简称拉萨站)位于青藏高原腹地的河谷农业区—“一江两河”(雅鲁藏布江、拉萨河、年楚河)流域中部地区,距西藏自治区首府拉萨市25公里,东经91°20'37",北纬29°40'40",海拔3688米,是目前该地区唯一的长期农业生态试验站,也是世界海拔最高的农业生态试验站。拉萨站始建于1993年4月,2002年加入中国生态系统研究网络(CERN),2005年加入中国国家野外研究台站网络(CNERN)。
拉萨站是中国生态研究网络(CERN)和国家生态系统研究网络(CNERN)的重点站之一,也是中国科学院开展青藏高原研究的一个重要的窗口。拉萨站通过对高原生态环境要素的长期监测,定点研究了在高原极为特殊的生态环境条件下高原农田生态系统的能量和物质的传输规律,以及它们对环境变化的响应机理,有效的开展了高原生态环境整治与高原农业高效开发试验示范研究,为实现高原区域资源合理利用与区域可持续发展提供了重要的科学依据。拉萨站建站以来,在生态环境因子监测、高原生态学研究和农牧业可持续发展模式等方面的都做了大量的工作,为开展青藏高原研究提供了重要的技术支撑和研究平台。
一、拉萨站发展历史
青藏高原位于我国西南边陲,面积约占全国总面积的四分之一,平均海拔4000米以上,有“世界屋脊”和“世界第三极”之称。青藏高原自晚新生代以来的强烈隆升和存在对周边地区的气候与环境有着深刻影响,因此对青藏高原持续利用和发展的研究也一直为科学界所瞩目。但受条件限制,解放前该领域的研究在我国几乎为空白。解放后,中国科学院先后组织了十余次大规模的青藏高原科学考察,特别是从1973年开始,中国科学院青藏高原综合科学考察队对整个高原进行了为期二十年的全面、系统的多学科综合考察。这次考察填补了青藏高原研究的科学空白,积累了大量的珍贵资料,摸清了该地区资源分布的基本状况,同时也发现了青藏高原持续利用和发展过程中存在的潜在危机。即随着全球变暖趋势的日益加剧以及我国社会经济的快速发展,人为和自然的双重因素越来越加速影响着青藏高原的自然环境。而青藏高原海拔高,地理位置独特,同时生态环境也极其脆弱,一旦对原有的环境造成不可逆性破坏,将会产生不可预期的后果,同时也必然会对周边地区的环境产生重大的影响。因此,为了实现青藏高原地区的可持续发展,研究高原生态系统和生态因子之间的关系、探讨持续有效的自然资源利用方式就显得越来越重要。在这样大的背景下,上世纪九十年代末,大规模的青藏高原科学考察结束后,一些长期从事青藏高原研究的科学家认为,对青藏高原存在的一些生态学问题需要进行长期定位研究,尤其是在人类活动比较剧烈的高原河谷农牧交错地区。因此,中国科学院拉萨农业生态试验站应运而生。中国科学院拉萨农业生态试验站的选址等准备工作开始于上世纪的九十年代初。1993年3月,原中国科学院自然资源综合考察委员会和西藏军区后勤部签署了土地长期使用合同,西藏军区后勤部所属农场(西藏拉萨市达孜县)提供了60亩土地作为试验地,供中国科学院长期无偿使用,合同的签署标志着中国科学院拉萨农业生态试验站的正式建立,站上的科研人员当年即开始开展各项监测和研究工作。
经过近10年的建设,2002年中国科学院拉萨农业生态试验站成为中国生态研究网络(CERN)成员(同年更名为中国科学院拉萨高原生态试验站)。中国科学院拉萨高原生态试验站建站的主要目的是通过对高原生态环境要素的长期监测,定位研究在高原极为特殊的生态环境条件下高原生态系统的结构和功能,建立高原农牧业可持续发展优化模式,为开展相关青藏高原研究提供技术支撑和平台。
二、拉萨站简况和成果
1.研究方向
拉萨站是中国科学院在青藏高原腹地设立的一个高原生态学研究基地,同时也是中国科学院生态系统研究网络(CERN)和国家生态系统研究网络(CNERN)在西藏地区一个重要的科研平台。拉萨站的研究领域以西藏农牧业可持续发展和全球气候变化为核心,研究内容涉及农田生态系统的长期监测和综合研究、高原主要类型生态系统对气候变化的响应和适应、西藏退化草地恢复重建等方面,主要集中在以下两个方向:
(1) 高原生态系统的结构和功能及其对环境变化响应机理的研究
通过对生态环境要素的长期监测,以定点试验的方法,重点研究在高原极为特殊的生态环境条件下高原生态系统的能量(辐射、热量)和物质(主要温室气体和水汽)的传输规律,以及它们对环境变化的响应机理。主要研究方向为:
l 开展高原生态系统长期生态学监测,揭示生态系统及环境要素的变化规律及其动因;
l 阐明生态系统的结构和功能及其对环境生态因子响应的机制;
l 揭示高原生态系统的能量、物质传输规律和生产力形成机理。
(2)青藏高原农牧业可持续发展优化模式研究
以生态学理论为指导,通过试验示范的方法,以拉萨为基地,重点研究拉萨“一江两河”地区种植业、农区畜牧业以及农牧结合的关键配套技术,探索在相对脆弱的高原环境下实现农牧业可持续发展的有效途径;通过农牧业的产业结构调整,以点带面,建立有高原特色的农牧业可持续发展的优化模式,为高原农牧业一体化建设和产业化建设提供理论依据。通过上述有关高原农牧业发展的理论和技术研究,以期实现高原的农牧业生产和生态环境的协调发展。研究发展方向为:
l 提出高原种植业、农区畜牧业以及农牧结合的关键配套技术;
l 建立以生态学为基础的高原农牧业可持续发展优化模式;
l 探索高原生态系统管理的有效途径。
2. 研究队伍
拉萨站目前共有学术指导2名,正式工作人员10名,其中包括2名专职的技术支撑人员,长期聘用的专职管理服务人员3名。此外拉萨站和西藏自治区气象局建立了良好的合作关系,目前拉萨站的气象观测部分即由拉萨农业气象试验站负责观测,从而也保障了我站气象观测数据质量的可靠性。此外拉萨站还聘请了多名客座研究人员。
2009年拉萨站新引进人员4名,其中包括,博士后2人,硕士1人,目前拉萨站已有正式工作人员10名,分工如下:
张宪洲:研究员,站长,全面负责拉萨站的科研及运行。
余成群:副研究员,副站长,负责行政及基建工作。
石培礼:研究员,副站长,负责科研。
张扬建:研究员。
沈振西:副研究员,科研人员。
钟志明:助理研究员,科研人员。
何永涛:工程师,运行主管,全面负责拉萨站的长期监测和试验,仪器维护以及数据管理等。
王景升:助理研究员,科研人员。
武俊喜:助理研究员,科研人员。
孙维: 助理工程师,CERN技术人员,负责长期监测和仪器维护。
由于拉萨站地处高寒地区,且远离所本部,目前拉萨站的长期监测任务采取和西藏自治区气象局下属的拉萨农业气象观测站合作的方式共同完成。在站长领导下,由运行主管具体负责完成CERN及国家站的长期监测任务。根据拉萨站与拉萨农业气象站的合作协议,我站的气象,生物和水分长期监测由该站具体负责。其工作人员共5人,具体分工如下:
胡 军:农气站站长,硕士,负责大气监测。
次仁多吉:本科,工作人员。
央 宗:工作人员。
丹增措姆:工作人员。
拉姆: 工作人员。
此外,拉萨站还聘用负责试验观测的技术人员3人,分工如下:
张谊光:农田管理。
布 桑:中专,生物、土壤监测取样人员。
杨军平:负责水分长期监测的取样工作。
3.试验场地与设施
拉萨站的研究领域以西藏农牧业可持续发展和全球气候变化为核心,研究内容涉及农田生态系统环境要素的长期监测、高原主要类型生态系统对气候变化的响应和适应、西藏退化草地的恢复重建等3个方向。依据这3个方向,拉萨站设置了达孜农田生态系统综合试验区(达孜本部)、当雄高寒草甸气候变化研究试验基地(当雄试验基地)、和那曲退化草地重建实验基地(藏北实验基地)(图1-1,1-2),其中拉萨到当雄约180km,拉萨到那曲400km。各个试验地点的基本概况分别如下:
3.1 达孜本部农田生态系统综合试验区
(1)基本概况
达孜本部农田生态系统综合试验区位于拉萨河下游南岸的达孜县,地处北纬29°40 ’40”,东经91°20’37”,海拔3688 m,为世界上海拔最高的农业生态试验站之一,是西藏河谷农业区的典型代表;目前拥有站区用地120亩,分别设置了综合观测场、辅助观测场以及气象观测场等近10余处农田生态系统长期监测样地。
(2)发展目标
建立地理科学资源研究所科研人员在青藏高原研究和生活的基地,为所研究人员提后勤保障。提升农田综合实验场水平,建立以农田生态系统为主的控制实验研究平台。主要开展农田生态系统长期定位监测、对其水分、土壤、生物、以及气象等生态系统要素进行长期的定位监测,以探讨西藏高原农区的农田生态系统的长期动态变化过程以及未来的发展趋势;同时开展农田N、P、K肥力实验和农田光能、水和氮利用效率和生产力特征及其调控机制研究。
3.1当雄高寒草甸气候变化试验基地
(1)基本概况
当雄高寒草甸气候变化试验基地于拉萨市北当雄县草原站内,是拉萨站的一个半定位试验工作站,该站距离当雄县城5 km,地处91°05’E, 30°51’N,基面海拔4300 m,背靠念青唐古拉山脉,最高海拔可达6000m以上,隔山而望就是西藏高原的最大湖泊——纳木错,植被类型包括和河岸沼泽化草甸、草原化草甸、高山草甸等,是研究气候变化的理想场所。
(2)发展目标
以ChinaFLUX当雄观测站为基础,建立青藏高原高寒草甸和湿地生态系统水、碳、氮循环的关键过程及其对环境变化响应与适应机制研究的综合平台,开展水、热、碳通量联网观测和草地多因子(升温、降水控制、施肥和放牧等)控制实验,研究生态系统碳、氮、水耦合过程的机理。同时开展全球变化情景下生物多样性变化对生态系统结构和功能的影响研究。
(3)已有仪器设置
当雄试验基地目前拥有涡度相关CO2\H2O通量塔及小气候观测设施2套,分别安装在草原化草甸和河岸沼泽湿地生态系统中,对其生态系统的碳通量进行长期监测,为ChinaFlux站点之一。此外,结合试验需要,对高山气候进行了垂直梯度的长期监测,在念青唐古拉山南坡设置了10套气象自动监测系统,海拔高度从4300m到5500m,每间隔100m设置一个监测点(图中红点)。2009年计划再在增温试验安装气象监测系统6套(图4)。
当雄试验基地为我们提供了极好的研究气候变化机会,因为该高山区域是气候变化的敏感区域。因此我们计划在每个小气候监测系统点设立一套网络拍照设备,共计10套。通过每天定时定点的连续拍照,对高山植物的物候和生长状况进行长期监测,结合垂直海拔上自动气象数据,从而可以发现全球气候变化的早期信号,及其对高山植物的影响。
3.2 藏北高寒草地恢复重建试验基地
(1)基本概况
藏北退化草地恢复重建试验基地位于位于西藏自治区北部,是青藏高原的主体,大部分地面高度在海拔4 600-5 100m 之间。以羌塘草原为核心区域,面积约59.5万km2,约占西藏自治区土地面积的一半。以是西藏的主要牧区,也是西藏生态安全屏障建设的核心区域。但由于长期以来盲目的畜牧超载,造成了该区域的草地严重退化。
(2)发展目标
拉萨站从2007年开始在藏北实施草地恢复与稳定性维持的科技支撑项目,已经在那曲和安多建立了示范点,在示范点的基础之上可以开展放牧、围栏封育、人工草地建设、畜群结构变化以及气候变化对藏北草地变化的影响研究。
4. 现有仪器设备
拉萨站目前拥有气象、土壤水分、化学分析、生物测定、光合生理等方面的观测仪器数十套,有较好的仪器设备基础,在我站的长期数据监测和课题研究中发挥了重要作用。拉萨站目前拥有仪器设备绝大部分是国内最为先进的监测分析仪器,完全可以满足国家生态与环境野外研究试验观测的需要。拉萨站目前所拥有的仪器大体上可以分为两大类,分别概述如下:
(1)生态环境监测仪器
? 气象仪器:人工常规气象要素观测仪器1套;Milos520自动气象站1套。目前这些仪器除可以满足常规气象观测的要求外,Milos520自动气象站是目前世界上最为先进、也是运行最为可靠的野外气象工作站,可自动记录温、湿、风、压、降水等常规气象要素,同时还可以记录太阳辐射、地温(0、5、15、20、40、60、100cm)地热通量等许多指标,目前的监测频率为每1小时1次,还可以根据科研的需要调整数据采集频率。
? 水环境监测仪器: E601型水面自动蒸发监测系统1套;CNC530R中子水分仪及测管10余根,降水水样收集装置1处,目前仪器运行状况良好。水面自动蒸发监测系统器可自动记录每小时内水面的蒸发情况,能够准确地监测一天之内水分蒸发的动态过程,而中子水分仪则可方便快捷地对土壤水分动态进行监测;降水水样收集装置可按要求完成同位素监测的水样采集任务。此外,我站还拥有1套时域水分仪,可满足监测及科研任务的需要。
(2)试验研究仪器
? CO2通量涡度相关测定系统:本仪器安装于当雄草原站,是拉萨站所属的一个半定位草原实验点。这套开路系统主要包括一个CSAT3的三维超声风速仪(Campbell Scientific Inc.)和一个LI-7500开路红外气体分析仪(LI-cor. Inc.)。该仪器可以提供植被与大气间的二氧化碳、显热、潜热及动量通量数据。该系统还包括一个自动气象站,可对一系列相关的气象和土壤因子进行观测,主要包括光合有效辐射(PAR)、净辐射(Rn)、空气温度、相对湿度以及土壤温度(5cm 10cm 20cm 50cm 80cm)、土壤含水量(5cm 10cm 50cm)、土壤热通量(G,距地表8cm的热通量板)、降水等。
? Li – Cor 6400植物光合测定仪:可测定植物的光合过程指标,以及植物、土壤呼吸的CO2通量。
? 大型日光温室:目前已经建好高标准PVC大型日光温室 340 m2, 配有基质槽和滴灌设施。能够进行有机型无土栽培试验、增温试验、盆栽移植试验、灌溉试验和气肥试验。
5.工作和生活设施
拉萨站现有综合办公楼1座,生活用房和专家公寓楼各1座;其中2004年在CERN的支持下,新建试验办公楼一座,建筑面积 520 m2,其中包括会议室1间,办公室4间,样品室1间,仪器室1间,综合实验室1间,消化室1间,恒温实验室1间。具备了在站上进行常规化学分析的条件,并可接待中、小型学术会议。2007年又在所里支持下完成了专家公寓楼的建设,面积691m2, 生活用房18余间,目前已经具备完善的生活、住宿条件,可以为科研人员提供较好的生活保障。此外,在拉萨站新建晾草房1间,面积100余平方米,牛舍1间,青储窖2个,进一步加强了我站在农牧业方面研究的实力。
2005年在CERN和所里的支持下购进丰田越野车1部,目前具有野外用车两部,普通轿车1辆,可以为科研人员提供良好的支持。
2010年拉萨站开通了10M专线光缆上网,可以随时浏览国际互联网络查找资料和使用e-mail与国内外通讯联系。
三、研究成果
近五年来,依托这些科研项目,拉萨站重点开展了青藏高原生态系统与全球变化、碳循环和农作物、牧草引种试验与示范等科研工作,取得了大量的优秀成果。近五年来,拉萨站成员及依托拉萨站工作的科研人员发表论文的总数达92篇,其中SCI论文15篇,CSCD论文54篇,国际会议论文7篇,英文专著论文8篇,中文专著论文6篇,其它论文2篇。近5年来,已经有4名博士生、3名硕士生在站完成学位论文工作。主要研究成果体现在以下几个方面:
1. 基础科学研究
1)高原生态系统土壤温室气体排放的研究
通过对青藏高原农田、高寒草甸和高寒草原等生态系统类型土壤CO2、CH4和N2O排放状况的系统观测,讨论了高原主要生态系统土壤CO2排放日变化和季节变化的特征。指出高原各类生态系统CO2排放与5 cm土壤温度变化相关性最好,可用5cm土壤温度来推算高原各类型生态系统土壤CO2排放量。土壤呼吸不仅受到土壤温度,而且受到植物物候、叶面积指数、根系生物量等生物因子的影响,植物的物候要改变温度对土壤呼吸的影响,证明了次要影响因子对关键生态因子的修饰作用。此外根据不同生态系统的特点,估算了土壤呼吸中根系呼吸和土壤微生物异氧呼吸的比例和受温度等因子的影响特征。通过同步观测生态系统的净生产力,估算了生态系统的碳平衡。
2)未来CO2变化情景下植物生理生态适应的研究
青藏高原海拔高,气压低,CO2密度只有平原地区的2/3, 作物光合特性有其鲜明的高原特色,尤其在气候变化、二氧化碳增加的情形下,高原作物的光合生产的变化比平原地区更为敏感,在海拔如此高的地区进行此类研究,十分罕见。对冬小麦旗叶的光合作用进行了较为系统的研究,确定了高原地区冬小麦的初始光利用效率这一能够体现高原光合特征的重要参数,过去测定高原地区植物的初始光利用效率比平原相比明显偏低。通过最近的观测我们对过去的结果进行了校正,发现高原生态系统的表观量子产额并不明显低于平原地区。2001年,我们与日本北海道大学合作,利用开顶箱方法,开展了CO2加倍对高原作物光合作用的影响的试验,已取得部分成果。CO2加富能够增强叶片水平的光合作用,高原生态系统对CO2响应较平原地区敏感。但群体水平,我们并没有发现CO2加富后群落生物量和生产力的提高,这可能与加富后,植物氮素缺失相关。
3) 高原生态系统高产机制的模拟
根据大量实测资料,建立了高原地区冬小麦的叶面积动态、光截获和群体光合干物质累积动态的模拟模型,通过对高原地区冬小麦产量形成的模拟,指出高原冬小麦高产的最主要生态学原因是气候温凉导致的生育期延长,并指出亩产吨粮可做为高原地区冬小麦潜在的极限产量。通过对大气CO2倍增、温度升高情景下的高原冬小麦干物质形成过程的模拟,指出在CO2倍增的情景下,高原冬小麦总的趋势是增产,生育期缩短,在相同的未来CO2倍增、气温升高的情景下,与平原地区的估算结果相比,高原增产幅度并不大,其原因主要是生育期缩短较多,CO2的增产效应大部分被生育期缩短的减产效应抵消了。
4)高原生态系统特征参数的研究
测定了青藏高原东部样带22个典型地区植被样地的地上/地下生物量、叶面积指数、净第一性生产力、土壤碳和氮的贮量等结构功能特征参数,发现这些植被特征参数与水热气候因子的关系均趋同于非线性的Logistic函数。青藏高原植被样带研究进一步以详实的实测数据证明了Weber定律在高原陆地生态系统中的普遍规律,即在相似的自然环境条件下,一个充分适应而稳定的植物群落,不管区系组成如何,最终应具有相同或相似的干物质生产,如生物现存量和净第一性生产力。深入理解这种非线性阈值特征关系的内在机理将有助于我们科学预测未来全球气候变化下陆地生态系统的行为响应特征。
5)拉萨地区土地利用变化及其对土壤碳储量的影响
根据1999 年的实地调查和以往文献资料、4 期航片和地形图等大量信息, 准确地展现了过去50 年中拉萨城市用地变化进程, 重点分析了城市用地变化产生的生态与环境效应和问题。结合土地利用变化分析了拉萨市土壤碳储量的空间格局和由于土地利用变化引起的土壤碳储量变化情况。
6)自然资产和生态系统服务功能
青藏高原具有丰富多样的生态系统类型, 这些生态系统不仅生产了大量的产品, 而且提供了巨大的生态服务功能。草地具有重要的水源涵养功能,森林具有重要的大气调节功能,农田以生产服务功能为主。在区域分异上具有沿东南向西北迅速减小的趋势。高原不同生态系统类型中,森林生态系统和草地生态系统对青藏高原生态系统总服务价值的贡献最大,贡献率分别为31%和48%。高原生态系统产品的经济价值与生态服务功能价值的比值为1: 70, 显然, 高原生态系统的生态服务价值远远高于直接使用价值。因此, 保护生态系统和生物多样性是维持生态系统稳定和保育高原生态过程的根本。
2.应用开发和示范研究
在应用开发和示范推广方面,拉萨站自建站以来先后承担了农业部项目1项,西藏自治区科委项目2项,地理资源所所长基金2项,院“西部之光”项目2项,院农办项目1项,为西藏军区举办了两次培训班,培训了400人次。以拉萨站为基地,在农林牧品种选育、栽培配套模式、植物水肥利用和性状表现等方面进行了研究,并在农牧结合结构配置和农牧业发展战略方面进行了多方面多层次的研究,为西藏自治区政府和西藏军区的农牧建设提供了科学的参考。
1)优质牧草筛选及人工草地建设
“优质牧草引种试验”是西藏自治区科技厅继粮食作物品种引种取得成效的基础上, 抓的又一项重中之重的科技攻关项目。与自治区畜牧研究所合作, 从国内外先后引进157 份牧草品种和15 份草坪草的试验。分别在高寒牧区那曲、当雄点和高寒河谷农区曲尼巴综合和中科院拉萨生态站为基地进行试验。测定了引进品种的萌发率、物候期、生物量、农艺性状及越冬率等指标, 筛选出适宜在不同地区种植的优良牧草品种29 份, 筛选出紫花苜蓿、箭舌豌豆、红豆草、鲁梅克斯K—1 杂交酸膜、苇状羊茅、高羊茅、黑麦草、牧冰草、新麦草、冰草、青海老芒麦、红三叶等10多个适于高原牧区的牧草品种,已在当雄和那曲等地中试和推广。目前正在开展不同品种牧草人工草地种植配置模式的研究。在河谷地区分枝饲料玉米和鲁梅克斯表现好,产草量高,具有很好的开发价值。其中,分枝玉米平均鲜生物量可达3500-5000公斤/亩,非常适宜作青贮饲料,目前正在做青贮发酵试验研究。
2)农作物栽培配套模式及机理研究
自1993年建站以来,拉萨站先后重国外引进作物品种135个,选育出春小麦高原602、东农系列玉米、春杂系列油菜、H系列双低油菜等在高原适应性好的品种,在“一江两河”农区得到大面积推广。近5年来,我站主要开展了冬小麦、玉米、油菜等作物套种模式、水肥利用及生产性状的研究。配合目前开展的农牧结合项目,在农-经-饲三元结构调整和针对提高土地利用效率和增加农牧民收入方面进行了研究。
3)保护地蔬菜栽培技术示范
在中国科学院院农办的资助下,拉萨站建立了大型高标准阳光温室,开展了蔬菜有机生态型无土栽培试验,在不同基质槽中栽培黄瓜、樱桃西红柿、辣椒、茄子、菜豆等蔬菜栽培,在反季节蔬菜栽培技术上进行了研究。进行温室温度、湿度和室内CO2的调节,充分利用高原高光照的优势,利用光能转化为日光温室的地温优势,提高反季节蔬菜光合作用和蔬菜的经济产量。有机生态型无土栽培技术投入低、技术集成度高而容易掌握、管理简单、病虫害少、节水、节地、节肥,极适合在西藏广泛推广,自治区科技厅和军区后勤部已经组织人员来站参观,目前这些技术已在达孜县附近菜农和西藏军区屯垦部队推广。
4)西藏农牧业发展战略研究
近5年来,配合我所进行的西藏自治区农牧业发展规划,多位研究生在以我站为基地,进行农户行为、农村社会经济发展指标的调查,完成了农牧业可持续发展的研究论文。重点分析了西藏解放50年来农牧业发展的主要成就与存在的问题、新形势下西藏农牧业发展面临的机遇与挑战,西藏农牧业发展的优势与劣势。提出新时期西藏农牧业发展的战略重点是: 改变传统的粮食安全保障的观念,充分利用市场调节因素,逐步实现粮食供应由“自给”向“自主”转变;充分发挥资源优势,高度重视高原特色农牧业的发展,逐步实现种植业由“增粮”向“增效”转变;全面实施农牧业宏观发展战略,强调农牧结合,逐步实现农牧业生产的一体化,加速农牧业产业化,促进多种农牧业方式的综合发展;深入贯彻可持续发展战略思想,重视生态农业在促进农牧业发展与生态环境保护中的作用,逐步实现农牧业经济发展与生态环境保育的良性循环。为中央政府及西藏地方政府确立正确的农业可持续发展战略提供了科学可靠的决策依据和理论参考。
四、未来发展方向
围绕国家需求,拉萨站今后的五年的学科发展目标:通过对高原生态环境要素的长期监测,定位研究在高原极为特殊的生态环境条件下高原农田生态系统的结构和功能,建立高原农牧业可持续发展优化模式,阐明高原人工和自然生态系统对全球变化的响应机理,发展和完善高原生态系统管理理论,为高原可持续发展提供理论依据。
1. 着力加强监测和科研队伍建设
着力加强常规生态环境要素监测的技术力量的培养,加强数据质量的监控;在完成中国生态研究网络的监测任务的基础上,在继续保持长期数据监测的优势的同时,加强对一些特殊的、有高原特色的生态环境要素监测,为进一步开展高原生态学研究储备详实的科学数据。拉萨站目前研究队伍结构合理,但从长远发展来看,拉萨站需要进一步加强其研究力量。拉萨地处高原,环境特殊,建立吸引高水平人才的机制是当务之急。拉萨站在2-3年内拟通过中科院的项目引进科研人才1-2名。
2. 进一步完善基础设施建设
拉萨站将以开展创新三期和进入国家站为契机,进一步完善基础设施建设。拉萨站准备在三期里建设大型试验设施1个,完善的水碳氮耦合的长期试验场1个,完成拉萨站的试验地的渠系系统和围栏的修缮。两年内完成常规化学实验室的建设并正常运行。针对拉萨站接待用房紧张的状况,三期拟增建客房面积500平方米,现在拉萨站用于接待客房仅4间,接待客座和外宾的能力有待加强。
3. 面向国家需求,大力加强争取重大项目的能力
着重面向国家和地方需求,联合地方科研院所,争取国家科技攻关任务,针对西藏“一江两河”地区农牧业生产中存在的重大生态环境问题开展科技攻关。攻关的重点是西藏农区高效畜牧业的发展及其关键技术研究,以生态学原理为指导,建立西藏农牧业可持续发展的优化模式,为实现西藏农牧业可持续发展提供技术支撑。西藏“一江两河”地区是藏族同胞传统的聚集区,落后的、单一的种植方式导致西藏农牧民长期处于贫困状态,农牧民收入在我国省份间排名靠后,提高农牧民收入是当地政府的核心问题,稳定边疆,也是国家的重大需求。其科学问题是寻找一个可持续发展的模式,也就是在科学试验的基础上,用生态学方法建立保证粮食安全基础上的农牧结合的优化模式,提高农牧民收入。
4. 面向国际前沿,大力提升自身的科研水平
西藏生态环境脆弱,全球变化对西藏农牧业长期潜在的影响有其鲜明的特色。拉萨站在继续加强生态系统过程研究的基础上,要注重全球变化对西藏农牧业生产的影响,揭示高原生态系统对全球变化的响应机理。青藏高原平均海拔4000米以上,气候寒冷、CO2密度低、光照辐射强是其环境中最主要的三个特点。因此研究青藏高原生态系统对全球变化的响应与适应性具有其独特的科学价值和研究提条件。研究工作重点从模拟影响青藏高原生态系统的这三类主要生态因子(温度、CO2浓度、光照)的未来变化入手,开展高原主要生态系统对增温的响应与适应性的OTC试验研究;高原植物对CO2浓度增加响应和适应小型FACE研究实验;青藏高原主要生态系统对散射光及光质变化的响应的遮光控制试验研究;高原植物的光合生理生态适应性研究等,为揭示青藏高原生态系统对全球变化的响应与适应性提供理论基础。
? 用农区和农牧交错地区优越的水热和土地资源,应用先进的科学技术成果,筛选最佳的种植模式,加速农区和农牧交错地区畜牧业产业化进程,切实增加农牧民收入。
? 通过模拟全球变化背景下的影响青藏高原生态系统的三类主要生态因子—温度、CO2浓度、光照的变化,研究该地区主要生态系统对其的响应机理;通过对藏北草原沙化和退化的长期监测,弄清藏北草原沙化和退化的机理。
? 建立西藏农牧业可持续发展模式,重点研究有高原特色的改良当地草、畜品种和实行高效生产工艺技术,充分利用饲料工业产品和牧区丰富的家畜资源,采取就地育肥和异地育肥的方法,使农区和牧区两大经济体系的叠加效应,在此得到充分的开发利用。
? 制定青藏高原主要生态系统对全球变化的响应模型,预测未来气候变化背景下青藏高原主要生态系统的响应趋势;结合遥感的方法,定量推算定位点上的和区域上的草地第一性生产力的动态变化,判读藏北草原沙化和退化的成因,指导植被恢复所采用的方式及其技术,采用相应的合理的植被恢复技术,减少投资的盲目性。
5. 有效利用地域优势,大力加强开展国际合作
青藏高原是开展全球变化研究的热点地区,充分拉萨站地处青藏高原腹地这个地域优势,开展全球变化与青藏高原生态系统关系的研究有着广泛的前景。拉萨站曾与日本北海道大学、国际山地中心等有过很好的合作,国际合作研究基础较好。今后要进一步在高原生态系统对全球变化响应等方面开展国际合作,使拉萨站成为研究高原生态学国际合作的平台。
总之,我们在继续开展常规生态环境要素监测的同时,面向国家需求,加强开展对西藏农牧业发展中的一些重大生态环境问题的研究,为实现西藏农牧业的可持续发展提供强有力的理论和技术支撑;经过5-10年的努力,将拉萨站建设成具有一定国际影响的高原生态学研究基地、人才培养基地和科普教育基地。
附:历届站长名册
第一任站长:张谊光(1993-1997)
第二任站长:王中健,(1997-1998)
第三任站长:张宪洲(1998-至今)