科学发展 成果辉煌

中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站(以下简称盐亭站)位于四川盆地中部偏北，盐亭县林山乡(105°27′E，31°16N)。盐亭站始建于二十世纪八十年代初，原隶属中国科学院成都分院土壤研究室，1989年随土壤研究室并入中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所。自1980年建站以来，先后经历了艰难创建、追赶建设和快速发展阶段，走过了30多年的风雨路程，到今天已发展成为中国科学院生态系统研究网络(CERN)台站、国家重点野外科学观测研究台站、水利部水土保持科技示范园区和农业部重点野外台站。

盐亭站气候属中亚热带湿润季风气候区，年均温17.5℃，年均降雨量826mm，无霜期290天。中深丘地貌，出露岩层为侏罗纪系上部蓬莱镇组、白垩系底部城墙岩群紫色砂泥岩，土壤为非地带性紫色土。主要森林植被类型为人工柏树林或桤柏混交林。旱地农田作物以小麦、玉米、甘薯为主，水田以水稻、油菜或小麦为主。盐亭站代表了中亚热带四川盆地紫色土农田生态系统。

盐亭站通过30多年来的科学发展，取得了辉煌的成就，为国家的专项建设作出了积极的贡献。

主要研究目标明确

盐亭站建站以来，针对紫色土坡地突出的水土流失、土壤退化、人口密集区农村生态环境的变化和农业可持续发展等关键科学问题，面向区域粮食安全、水环境安全保障与长江上游十态环境建设的国家战略需求，在侯光炯院士的学术思想指导下。以土壤学、水土保持学和农业生态学为依托学科，努力建设基础性、公益性的长期试验与观测平台。监测典捌生态区水、土、气、生等生态要素的动态变化，开展以土壤圈层为核心的紫色土坡地水—地—植物界面过程的综合试验难测研究，川中丘陵区农田生态系统研究、旱地聚土垄作免耕耕作技术、水土保持和面源污染控制技术，剖析紫色土农业生态系统与环境变化及其人为活动的相互作用，揭示紫色土坡地水—地—植物相互作用机理，探索节水、保土、省肥、高产、优质的生态农业模式。为长江上游生态环境建设、国家粮食安全与水环境安全保障提供强有力的科技支撑。

基础设施与科研平台建设健全

（一）基础设施建设。

建站以来，盐亭站不断加强基础设施建设，现已建成科研、生活、试验用房2830平方米；包括生活、工作综合楼2栋，样品房1栋和1座小型模拟降雨厅等：试验用地(拥有国有土地使用权证土地)面积109亩：建设了规范、标准的野外观测设施23套(项)，内容涵盖气象、水：之、生物、水土流失、母岩风化、养分迁移、小流域生态、水文等；同时，针对紫色土坡耕地的基本特点，设计建立了坡地水分、养分平衡、紫色土耕作制度和秸秆还田等长期定位试验8项。

（二）科研平台建设。

1、仪器设备

野外观测与试验分析仪9940多套件，基本满足野外观测与试验分析要求

2、人工模拟降雨平台

由可移动变坡土壤、人工模拟降雨器和野外模拟降雨供水车组成野外人工模拟降雨研究平台，模拟研究坡度、土壤和降雨变化对产流、产沙和养分迁移过程的影响。

3、小流域多尺度生态——水文观测平台

在嘉陵江一级支流涪江上建设由坡地、集水区到小流域的多尺度生态水文要素(径流、泥沙、养分)和水分、降雨等同步自动观测与样品采集的梯级网络，由此形成坡地—集水区—小流域的生态—水文过程研究平台，为坡地土—水—植物界面过程及生态水文过程与机理研究及尺度转换研究提供研究平台于观测设施，同时也能为小流域生态系统结构、功能调整与优化提供科学依据。

迄今为止，盐亭站已经建成仪器先进、设施齐全、场地规范、交通便利、通讯快捷、服务完善的开放式综合野外观测与科学研究基地。

队伍建设和人才培训成果丰硕

盐亭站现有科研观测队伍24人，其中研究员4人，中科院百人计划1名，副研究员5人，助理研究员6人，数据监测和管理人员8人，客座研究员6人。在读博士研究生5人，硕士研究生12人。研究人员的主要专业方向为十壤学、植物营养学、水文学和生物±电球化学循环，形成了土壤学、农业生态学和水土保持学相互融合、交叉的学科队伍体系。

建站以来，盐亭站承担了国家重点基础研究发展计划、科技攻关或支撑计划、重大工程建段、国家自然科学基金、部委专项、中科院知识创新工程重要方向性项目（课题）和地方委托项目120多项，解决了紫色土土壤资源、水土保持、农业生态和面源污染控制的系列科学问题，取得一批重要科研成果，先后获得国家科技进步奖二等奖2项、省部级一等奖2项、二等奖4项，发表学术论文650篇，其中在国际著名SCI刊物如Global Change Biology、Biogeoscience、Water Research、Soil Science Society OfAmerican Journal、Soil Biology and Biogeochemistry等发表学术论文100多篇。

科学研究进展与科研成果辉煌

（一）主要科学研究进展。

1、中国紫色土研究

系统研究了紫色土的资源分布状况、土壤结构、土壤胶体、矿质养分及微生物类型和数量特征，开展了紫色土系统分类，探明了紫色土风化成土过程及成土环境；同时开展了土壤侵蚀控制和退化紫色土肥力重建的应用基础研究，为紫色土农业高产稳产奠定了科学依据。

2、小流域农林复合系统建设与侵蚀泥沙控制技术系统

筛选固氮桤树作为先锋树种，首先改善立地条件；再引入柏树，完善桤柏混交林模式，率先在盐亭县广泛采用；逐渐在紫色土丘陵区大面积推广，植被迅速恢复，形成丘陵区农林镶嵌复合生态系统，坡顶土壤侵蚀得到有效控制，同时利用沟谷稻田、塘堰等人工湿地拦截坡面径流、泥沙，有效控制小流域侵蚀泥沙；该系统已成为抑制嘉陵江流域水土流失的关键生态措施。

3、退化紫色土土壤肥力重建技术

（1）抵御大中旱情的临界土层：60cm。

（2）紫色岩成土壤速度12mm/a养分释放与风化同步。

（3）肥力重建技术——聚土垄土作免耕。

（4）聚土垄作免耕具有显著的生态与经济效益，被审定批准为国家级向农村推广的技术，累计推广1600万亩。

4、紫色土坡面水文特征与养分迁移通量

紫色土坡耕地土层薄，下伏透水性弱的砂页岩，壤中流极为发育，约占总径流的65％。而紫色土氮肥用量大，在土体中难以存留，主要通过壤中流流失(88％)，通过地表径流和泥沙流失的氮仅占12％。当前通用的水土流失监测方法不能测定壤中流，难以获得准确的坡地氮素排污系数。同时，研究表明氮素面源污染无法通过水土保持技术有效控制，水土保持技术仅能有效控制磷素污染。

5、山区环境自净功能、机制及其强化作用

研究了山丘区跌落曝氧氧化、泥沙吸附、坑塘沉降稳定、植物吸收等自然；争化和生态；争化功能、作用机制和容量，筛选了强化吸附介质和高养分富集植物，并与山区自然跌落、坑塘、排水沟渠相结合，并经过强化，形成具有集汇流、分流、沉淀、拦截、吸收、氧化、稀释等功能的生态净化系统。

研发的强化生态沟渠系统用于山丘区村镇分散生活污水治理，克服了传统的污水处理技术建设成本、运行费高的缺点，对主要污染物的去除率在了70％以，出水水质达排放标准，建设成本150元／m2，运行成本0.05元／m3。

（二）主要科研成果。

获得国务院嘉奖一次、国家科技进步奖二等奖2项，国家科技成果重点推广计划1项，中国科学院科技进步奖一等奖1项、四川省科技进步奖1项、二等奖3项；个人获得竺可桢奖、四川省先进科技工作者、四川省劳动模范等荣誉与称号；出版专著12部，发表论文680多篇，在国际著名SC[刊物GBC、SBB、BIogeosclence、JGR，ssAJ等发表论文100多篇;获得授权发明专利5项，开发仪器设备4套。

国际合作与学术交流积极

围绕土—水、土-气界面C、N、P环境地球化学循环的学科前沿和热点问题，一是与中科院大气物理研究所、中科院南京土壤研究所、重庆大学、西南大学、四川农业大学、四川省林业科学研究院、四川省农科院等合作。主要开展：①温室气体排放、碳氮生物地球化学循环的合作研究。②农田生态系统养分循环的合作研究。③三峡库区面源污染控制的试验示范。④农田土壤固碳潜力与速率的合作研究。⑤坡耕地整治和农林结构优化集成与示范研究。二是与美、德、英、日等国家科学家开展了实质性的合作研究，主要开展：①土壤侵蚀的同位素示踪研究。②水文学、土壤侵蚀控制和景观生态学的合作研究。③小流域C、N循环模拟长期合作研究。④坡耕地氮素迁移途径和通量研究。

未来研究设想先进

我国69％的国土为山地、丘陵，坡耕地约占全国耕地l/3，长江上游坡耕地为1.3亿亩，占72％，而紫色土坡耕地为0.65亿亩，在我国坡地农业中具有重要地位，而其是典型脆弱生态系统，同时又是我国重要的生态屏障。

（一）前沿科学问题。

1、土壤界面过程是当今地表过程最活跃的研究领域

2、不稳定系统，坡向势能使物质的蓄存、迁移不同于平地 生态系统过程更加复杂。

（二）坡地土壤——水——植物界面过程研究关键问题。

1、坡地土—水—植物界面c、N、P迁移、转化与效应(学科)

2、坡地土壤质量保育与生产力稳定(国家需求)

3、可持续坡地生态农业模式（国家需求）

（三）紫色土地地对比观测研究。

一站三点的对比研究思路，以盐亭站为依托，盐亭、广安、忠县三点对比观测研究，抓住径流、泥沙与C、N、P相互作用和提高紫色土生产力等关键科学问题。（盐亭县科学技术局 唐文格 任元彪）