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拉萨农业生态试验站

2014-02-13

1 台站简介

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19934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。

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;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。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。 

拉萨站样点位置图 

2 研究目标

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。

3 观测内容

拉萨站按水、土、气、生四个内容开展了以下长期定位观测,具体内容如下:

3.1 水分监测数据

农田土壤水分动态:

观测样地位于拉萨站长期试验地,监测对象为高原农田生态系统,当年种植作物为冬小麦。冬小麦播种开始,一直坚持对土壤水分动态的观测,观测深度为0-60cm,每10cm为一观测分层,观测频次为5/次。以中子仪进行观测,有中子管3根。并分别在5月、6月、7月、8月作了标定实验。

自然地土壤水分动态:

位于气象观测场内,设置中子管2根,观测深度为0-70cm,每10cm为一观测分层,观测频次同样为5/次。

农田撂荒地土壤水分动态:

该样地设3个处理,分别为:经常除草、除草1次(生长季末)、不除草,每个处理设置1根中子管,共计3根,观测深度为0-80cm,每10cm为一观测分层,观测频次同样为5/次。

地下水位动态:

拉萨站目前共有地下水位观测共有2处,分别位于于气象站旁的地下水位井,以及综合观测场附近的地下水位井,监测频次同土壤水分动态,5/次。

农田灌溉用水量:

每次记录。

水质检测:

拉萨站共设置6处水质监测点,分别为:流动地表水(拉萨站地表流动水水质监测点)、灌溉水(拉萨站地表灌溉水水质监测点)、农田地下水(拉萨站综合观测场地下水水质监测点)、饮用地下水10米(拉萨站地下饮用水水质监测点(10米))、饮用地下水30米(拉萨站地下饮用水水质监测点(30米)),以及降水水质监测点,监测时间分别为1月、4月、7月、10月。分析指标包括八大离子和COD以及矿化度等常规水质监测指标。降水每月收集混合水样,由水分中心统一分析。

水面蒸发量:

E601型自动水面蒸发系统监测,观测时间为水面解冻至水面上冻。观测频度为每小时1次。

3.2 土壤监测数据

拉萨站目前共有长期辅助观测采样地两处,其中一处为不同施肥条件下的土壤养分动态变化监测样地,另一处为轮作模式长期动态监测样地。

长期轮作监测样地为牧草-青稞-油菜的长期轮作试验,为大田试验,分3个区,每个区种植不同的作物,每年轮流种植牧草、青稞和油菜中的一种作物,3年轮转1次。监测指标同综合观测场一样,同样为表层土壤养分。表层土壤取样深度为0-20cm10钻混合取样,每个处理3个重复;以上土壤样品均在作物收获后采集。

站区调查点2处:

此两处为长期观测样地的补充,即选择当地的农户,其农田由农户自行管理,我们只负责进行调查和取样。站区调查点土壤监测指标同综合观测场一样,同样为表层土壤养分动态,表层土壤取样深度为0-20cm10钻混合取样,每个站区调查点6个重复;冬小麦收获后采集土壤样品。

撂荒地长期监测样地1处:

撂荒地长期监测是为了监测自然条件下农田土壤营养物质的动态变化,为此设立了3个处理:自然地(不除草)、每年除草1次、经常除草3个个处理,每个处理3个重复,共计12个样方,每个样方面积12m×15m2013年监测指标同综合观测场一样,同样为表层土壤养分,取样深度为0-20cm,混合取样,每个处理3个重复;

3. 生物监测数据

在作物主要生育期和成熟时期,对西藏主要作物的生长状况进行了动态监测,具体结果如下:

生育期物候观测:

监测作物包括冬小麦、春青稞、油菜。监测频度为记录这些作物的主要物候期时间。

植株叶面积动态监测:

监测作物主要为冬小麦。监测时期分越冬前期、返青期、拔节期、抽穗期。每次设6个重复取样,监测内容包括密度、叶面积、以及茎、叶以及地上生物量等指标。

根系生物量监测:

监测作物为冬小麦。分生长盛期和收获期两次采样。采样深度为0-50cm,分10cm一层。

主要作物收获期性状:

监测作物包括冬青稞、春青稞、冬小麦和油菜。监测场地包括综合观测场、辅助观测场以及站区调查点;监测指标包括株高、单株总茎数、单株总穗数、每穗小穗数、每穗结实小穗数、每穗粒数、千粒重、地上部总干重、籽粒干重等。

作物管理动态记录:

记录了作物生长期间主要的管理措施,包括播种、灌溉、施肥以及其他管理措施。

4. 气象要素监测数据

拉萨站的气象观测主要包括人工和自动气象两个部分。主要监测内容分别如下:

站区人工观测气象要素

项目

频度

备注

天气状况

3/日(81420时)

目测,观测日记

气压

3/日(81420时)

气压表

风风向

风速

3/日(81420时)

3/日(81420时)

 

空气温度定时温度

最高温度

最低温度

3/日(81420时)

1/日(20时)

1/日(20时)

 

百叶箱最高温度表

百叶箱最低温度表

空气湿度相对湿度

3/日(81420时)

百叶箱干湿球温度表

毛发湿度表

降雨总量

降雨时测,2/日(820时)

雨量筒

雪初雪

终雪

雪深

1/

1/

有降雪测,1/日(8时)

 

 

初霜

终霜

 

1/

1/

 

水面蒸发

1/日(20时)

蒸发皿(大型蒸发皿)

地表温度定时地表温度

最高地表温度

最低地表温度

3/日(81420时)

1/日(20时)

1/日(20时)

水银地温表

最高温度表

最低温度表

日照时数

1/日(日落)

日照计

冻土

1/日(8时)

北方冻土区测

站区自动观测气象要素

项目

频度

备注

气压

1/小时

 

风风向、风速

1/小时

 

空气温度定时温度最高、最低温度

1/小时

 

 

空气湿度相对湿度

1/小时

温、湿度传感器

降雨总量、强度

1/小时

翻斗式雨量计

地表温度定时地表温度

最高、最低地表温度

1/小时

 

地温土壤温度

观测深度(51015204060100cm

1/小时

 

辐射

总辐射、光合有效辐射、反射辐射、净辐射、紫外辐射UV

1/小时

光合有效辐射观测,测量光量子通量。

日照时数

1/小时

每分钟记录,1小时输出

 

 

4 仪器设备

主要仪器设备及整体运行情况

仪器型号

仪器名称

台数

运行情况

利用率

负责人

数据质量

故障情况

CR1000-XT

小气候测量系统

2

良好

1

王景升

CR200X

土壤温湿度测量系统

24

良好

0.9

王景升

CSAT3/ LI-7500A/ CR1000

开路涡动协方差系统

2

良好

0.6

王景升

Model 6000 /HYR-2M

能见度测量系统

1

良好

1

王景升

CI-110-24P

叶面积指数仪

1

良好

1

张扬建

CI-600-B

植物根系分析系统

1

良好

0.8

王景升

 

土壤CO2通量原位监测系统

1

良好

0.6

朱军涛

GHG-1

涡度相关分析系统

1

良好

1

朱军涛

LI-840A

CO2/H2O分析仪

1

良好

0.6

张扬建

DK-S28

水浴锅

2

良好

100

何永涛、孙维

HHS

数显恒温油浴

1

良好

100

何永涛、孙维

重庆颐洋

超纯水器

1

良好

100

何永涛、孙维

ZM 200

植物样品粉碎机

1

良好

100

何永涛、孙维

3C10KS

不间断电源(UPS

2

良好

100

何永涛、孙维

AL204

电子分析天平(万分之一)

1

良好

100

何永涛、孙维

pl203

电子分析天平(千分之一)

1

良好

100

何永涛、孙维

pl602-l

电子分析天平(百分之一)

1

良好

100

何永涛、孙维

Sartorius,BS400S

电子分析天平(千分之一)

1

良好

100

何永涛、孙维

Sartorius,BL610

电子分析天平(百分之一)

1

良好

100

何永涛、孙维

Sartorius,BL6100

电子电子天平(百分之一)

1

良好

100

何永涛、孙维

Odyssey

水位计

1

良好

100

何永涛、孙维

FLUKE63

温度测定仪

1

良好

100

何永涛、孙维

CENTER309

叶面温度测定仪

1

良好

100

何永涛、孙维

AA3

流动分析仪

1

良好

100

何永涛、孙维

ICE3300

原子吸收光谱仪

1

良好

100

何永涛、孙维

CDJ-4A

自动电位滴定

1

良好

100

何永涛、孙维

DV-245

紫外分光光度计

1

良好

100

何永涛、孙维

6400A

火焰光度计

1

良好

100

何永涛、孙维

Buchi, K-370

自动定氮仪

1

良好

100

何永涛、孙维

HPS-3C

台式酸度计

1

良好

100

何永涛、孙维

JSZ6D

体式显微镜

1

良好

100

何永涛、孙维

Muti N/C2100

总有机碳分析仪(TOC)

1

良好

100

何永涛、孙维

HOBO

便携式自动气象站

3

良好

100

何永涛、孙维

Milos 520

陆地表层气象环境自动观测系统

1

良好

100

何永涛、孙维

E601

水面蒸发自动测量系统

1

良好

100

何永涛、孙维

CR5000数据采集器、CSAT3超声风速仪

开路式涡度相关测定系统

1

良好

100

何永涛、孙维

YSI556

多参数水质监测仪

1

良好

100

何永涛、孙维

SYS-2B

干湿沉降收集仪

1

损坏

100

何永涛、孙维

无法使用

AQ4001

COD测定仪

1

良好

100

何永涛、孙维

EC110

便携式电导率速测仪

1

良好

100

何永涛、孙维

PRX-450C

人工气候箱

2

良好

100

何永涛、孙维

AM300

手持式叶面积仪

1

良好

100

何永涛、孙维

CHA-S

恒温振荡器

1

良好

100

何永涛、孙维

Li-Cor6400

便携光合测定系统

1

良好

100

何永涛、孙维

AM 100

便携式叶面积仪器

1

良好

100

何永涛、孙维

PMS 1000

便携式植物压力室

1

良好

100

何永涛、孙维

SPAD502

叶绿素测定仪

1

良好

100

何永涛、孙维

Mini-PAM

叶绿素荧光仪

1

良好

100

何永涛、孙维

SS-BF3-R4

植物冠层分析系统

1

良好

100

何永涛、孙维

9240A

电热恒温干燥箱

1

良好

100

何永涛、孙维

SXL-1216

箱式电炉

1

良好

100

何永涛、孙维

LWY-84B

远红外消煮炉

2

良好

100

何永涛、孙维

KM-1

研磨机

1

良好

100

何永涛、孙维

research系列

移液器

2

良好

100

何永涛、孙维

KQ-800DB

超声波清洗器

1

良好

100

何永涛、孙维

18R

全能台式高速冷冻离心机

1

良好

100

何永涛、孙维

CS101

电热恒温干燥箱

1

良好

100

何永涛、孙维

200i

纤维分析仪

1

良好

100

何永涛、孙维

TRIME-FM3

TDR时域水分仪

1

损坏

100

何永涛、孙维

无法使用

CNC503DR

中子水分仪

1

良好

100

何永涛、孙维

ECH2O

土壤水分温度监测系统

1

损坏

100

何永涛、孙维

无法使用

DL6

土壤水分监测仪

1

良好

100

何永涛、孙维

 

 

5 联系方式

依托研究所:中国科学院地理科学与资源研究所

站长:张宪洲

联系方式:01064889690zhangxz@igsnrr.ac.cn

执行副站长:余成群

联系方式:13908908296