农业科技论文范文论文：南方山区生态环境观测成果与展望.pdf

第 25卷? 第 9期自 ? 然? 资? 源? 学? 报Vol?25 No?9? 2010年 9月JOURNAL OF NATURAL RESOURCESSep?, 2010? 收稿日期: 2010 - 08- 24。 第一作者简介: 王辉民 ( 1967-), 男, 吉林长春人, 研究员, 主要从事生态系统物质循环研究。 E? mai: l wanghm ig? snrr ?ac?cn 南方山区生态环境观测成果与展望 王辉民, 杨风亭, 李庆康, 马泽清, 程 ? 彤 (中国科学院 地理科学与资源研究所 生态系统网络观测与模拟重点实验室千烟洲生态站, 北京 100101) 摘要: 20世纪 80年代以来, 中国科学院南方山区综合考察队和中国科学院千烟洲红壤丘陵综 合开发试验站 (简称千烟洲站 )的历代科研工作者从自然资源综合科学考察到农业科技攻关示 范, 再到应用基础理论研究, 一步一个台阶, 不仅为红壤丘陵区的生态恢复和生态经济可持续发 展作出了突出贡献, 而且在南方红壤丘陵区典型生态系统的物质循环过程、 机理及其对全球变 化的响应和适应机制方面取得了新的进展。论文以千烟洲站的发展为主线, 对南方山区生态环 境观测成果与发展进行简单评述。 关? 键? 词: 南方山区; 综合科学考察; 千烟洲站 中图分类号: Q149? ? ? 文献标志码: A? ? ? 文章编号: 1000- 3037( 2010) 09- 1468- 12 自 1980年中国科学院南方山区综合考察队进入江西省, 1983年在千烟洲建立试验点, 到 1988年正式建立千烟洲站, 再到如今新的发展阶段, 回顾 30年走过的风雨历程, 我们感 慨万千: 昔日的荒山草坡已成郁郁森林, 昨天的土坯房已变成崭新的小洋楼, 到处是先进的 试验仪器和设施。千烟洲站之所以能有今天的成就, 除归功于上级领导的支持外, 是几代科 学研究人员艰苦创业、 辛勤耕耘的结果。他们在南方山区和千烟洲奉献了自己美好的青春 和宝贵的聪明才智, 用汗水把论文写在了红土地上, 为祖国和人民交出了一份满意的答卷。 1? 区域概况 南方山区是中国南方亚热带东部丘陵山区的简称, 是南方队考察研究的一个特定区域 概念。其范围大体是指淮河以南、 云贵高原以东、 雷州半岛以北的广大丘陵山区, 包括豫、 鄂、 皖、 湘、 浙、 赣、 闽、 粤、 桂九省 (区 )的 535个县市 (其中不包括两湖平原的 36个县市 ), 总 面积为 108?52 ? 10 4 km 2。其中, 红壤丘陵山区占 78?2 % 。地带性植被从北向南依次为落 叶 - 常绿阔叶混交林、 常绿阔叶林、 季雨林。 受东南季风影响, 中国的亚热带在世界亚热带中是自然条件最为优越的地区, 与全国的 其他山区相比, 本区的自然条件不仅独具特色, 而且优势明显 1。 ( 1) 热量资源丰富, 雨热同季, 生产潜力大。年平均太阳辐射总量为 98 120 J/c m 2, 年 平均温度在 14?6 23 之间, !10 年活动积温 4 700 4 800 , 是我国大陆热量条件最 好的区域之一; 年降水量平均在 800 2 000mm之间, 更为重要的是在农作物生长季节的每 年 4 10月, 其光、 热、 水量占全年总量的 70 % 86 % , 极有利于亚热带喜温作物和林木的 生长。据测算, 本区生物生产量可达 1 000 2 000 kg/( hm 2 # a), 比华北地区高 1倍, 比黄 9期王辉民等: 南方山区生态环境观测成果与展望1469? 土高原高 1 2倍, 比东北地区高 2 3倍。 ( 2) 土地类型多样, 自然生产力高, 环境容量大。在复杂的地貌要素主导作用下, 形成 了多种土地类型。据统计, 有 20多个土地类, 700多个土地型, 为发展多样化农业生产和立 体农业提供了十分有利的自然条件。 ( 3) 水资源、 生物资源在全国居重要地位。全区水资源总量 9 671?44 ? 10 8 m 3, 占全国 的 35?5 %, 人均水资源 3 460m 3, 每 h m2 耕地 60 495 m 3, 分别是全国的 1?33倍和 2?24倍。 全区水能资源理论蕴藏量为 9 691? 10 4 k W, 占全国的 10?25 %, 仅次于西南地区。同时, 本 区生物资源极为丰富, 仅高等植物就达万种之多, 是丰富的种质资源库。多种多样的生物品 种资源与多种土地类型相适应, 形成资源多样化的特色。 以上这些自然资源都是本区把资源优势转化为经济优势的重要资源基础。然而, 这块 得天独厚的宝地, 却由于长期以来对资源的不合理利用、 土地尤其是耕地的大量减少、 森林 的过量采伐、 人口猛增等, 致使上个世纪 80年代前后, 红壤丘陵山区的生态环境非常脆弱。 当时主要存在以下两方面的问题: ( 1) 人均资源量贫乏。人口猛增造成本区按人均占量指标衡量, 多种主要资源均低于 全国人均水平, 例如全区人均耕地仅 0?057 3 hm 2, 森林蓄积量 5?3 m3, 可开采水能资源仅 0?17 k W, 都低于全国平均水平。潜在的威胁使人均耕地越来越少, 人口与耕地矛盾日益 尖锐。 ( 2) 水土流失严重, 生态环境恶化。本区能源相对较少, 仅支持发展工业仍感紧张, 广 大农村不可能与工业争能源。因此只好将能源紧缺的矛盾绝大部分转嫁于丘陵山区的森林 身上。由于过伐过樵, 甚至铲草皮作肥料, 其结果造成广大丘陵山区的植被破坏, 原生植被 逆向演替, 最终退化为荒山草坡。 南方山区的植被破坏, 造成了严重的水土流失。上个世纪 80年代, 区内水土流失面积 达 0?2? 10 8 hm 2, 比 50年代增加了近 2倍。水土流失致使不少地方出现了土地质量下降乃 至完全丧失生产力并以侵蚀地为标志的类似荒漠景观, 被学术界称作 红色荒漠 %或 红色 荒漠化 %。同时, 生态环境的破坏, 使旱涝灾害的频度和成灾面积均不断扩大, 甚至一些历 史上从未发生过旱涝灾害的地方也受了灾。 总之, 当时的南方山区是一个优势和危机并存的特殊区域。该区的资源优势主要是环 境资源优势, 而环境资源优势的发挥, 主要依赖于生态系统的良性循环。如果生态环境继续 恶化, 不仅资源优势不能发挥, 而且还会逐步导致资源的枯竭, 从而引发 生态危机 %。如何 运用科学的方法, 合理利用区域的资源优势, 改善生态环境, 促进经济发展, 是国家生态环境 建设和经济可持续发展的重大需求。 2? 南方山区自然资源综合考察与千烟洲模式的建立 ( 1980 1989年 ) 为了全面认识和评价南方山区的资源状况, 寻求自然资源的合理利用与治理途径, 1980 年初, 受国家委托, 以原中国科学院自然资源综合考察委员会 (简称综考会 )为核心, 组建了 南方队, 席承藩院士任队长, 李孝芳、 刘厚培、 那文俊先后任常务副队长。在 1980 1989年 期间, 南方队对我国南方山区进行了大规模、 多学科的综合考察。考察分为两期进行, 取得 了丰硕的考察研究成果 2。 2?1? 第一期考察 ( 1980 1982年 ) 本期考察以江西省吉泰盆地为重点区域, 以泰和县为点, 采取点面结合的方法, 对资源 1470?自? 然? 资? 源? 学? 报25卷 开发利用特点、 问题及其发展潜力等开展综合考察研究; 同时南方队接受国家农委的委托, 与湖南省农业区划办公室共同主持对湘、 赣、 浙、 闽、 粤、 桂 6省区、 61 ? 10 4 km 2 地域的中亚 热带丘陵山区进行了农业资源调查和农业发展战略研究。在面上考察和点上实验的基础上 总结出版了 使宜橘而又少橘的赣南红壤丘陵区柑橘种植业有了迅速的发展; 首次提 出并论证了丘陵山区必须从沟谷农业%转向 立体农业%的发展道路等科学论点。 2?2? 第二期考察 ( 1983 1989年 ) 为进一步深入探索红壤丘陵区生态环境与经济的综合发展途径, 根据中国科学院和国 家计划委员会的要求, 开展了第二期综合考察研究, 考察范围由第一期的中亚热带地区扩展 至亚热带东南部 9个省 (区 )。工作采取重点区域考察与面上考察相结合的方法, 在每个重 点区内, 先选一、 二个县进行重点剖析, 取得一些系统的基础资料与数据, 然后开展重点区的 全面考察。同时, 还把宏观的科学考察和微观的开发性试验研究工作结合起来, 进行小范围 的开发治理试点, 开展一些试验和观测。本期考察所取得的不同范围与精度的考察、 试验资 料以 降水充沛, 但年际变化大, 且季节分配不均, 季节性干旱问题突出。土壤类型主要为红 壤、 水稻土和潮土, 成土母质多为红色砂岩、 砂砾岩或泥岩、 泥砾岩, 以及河流冲积物, 其中红 壤是试区内分布面积最大的一类地带性土壤。 由于长期不合理的利用, 开发前的千烟洲是个无林、 缺水、 土地大量荒芜, 经营单一、 不 通车、 不通电的贫困落后的山村, 只有 7户常住人家, 31口人, 11个劳动力, 人均拥有农用地 6?3 hm 2, 其中人均占有耕地 0?68 hm2, 荒山草坡 5?54 h m2。在这个小流域中, 不仅人均占有 9期王辉民等: 南方山区生态环境观测成果与展望1471? 耕地、 草山数量多, 而且发展农林牧副渔业的后备资源亦很充裕, 开发潜力极大。但在开发 前这里资源利用极不合理, 经营粗放单一, 加之科学技术落后、 人才匮乏, 生产效率很低, 农 村经济不振。据 1982年统计, 农业总收入仅 5828元, 其中种植业占 76?7 % (而粮食收入占 种植业收入的 98?05 % ), 畜牧业占 20?2 % , 副业和渔业收入分别占 2?2 % 和 0?9 % 。除了上 山砍柴伐薪之外, 林业收入几乎为零。整个千烟洲土地利用系数仅为 10?9 %。 考虑到千烟洲的自然资源条件与社会经济状况, 根据因地制宜、 扬长补短、 生态经济效 益相结合、 长期短期效益相结合、 可持续发展并利于经营管理的原则, 编制了详细的 个人贷款投标有偿承包果园等开发项 目。这种先予后取%的措施, 可使承包户获得实惠, 又可让农民看到开发前景, 增强了开发 者的信心, 这样能使国家、 集体、 个人都有比较好的回报。 耕地由 10?3 %降至 6?47 %; 果园、 林地、 养殖水面由原来的不足 1% 分 别增至 13?2 % 、 68?42 % 和 2?4 %; 荒丘坡地由原来的 85?83%降至 4?26 % 。农业总收入增 加了 15?9倍, 试区人口由 31人增至 156人 (主要由外地迁入 ), 人均收入比 1982年增加了 3?1倍 3。土地利用结构的变化使千烟洲形成了 丘上林草丘间塘, 河谷滩地果鱼粮; 畜牧 水产相成链, 加工流通两兴旺%的生态格局, 即著名的千烟洲模式 %(图 1)。 2?2?3? 农林牧综合开发的技术体系 在 千烟洲模式%的建立过程中, 创建了一套基于治用结合、 立体开发、 以短养长、 商品 生产理念的红壤丘陵农林牧综合开发技术体系, 技术体系主要有以下四个方面 4: ( 1) 以水为突破口 亚热带红壤丘陵区共同的特点之一就是季节性缺水, 即伏秋旱。红壤丘陵区的春季因 正值雨季, 阴雨连绵, 农田作物并不缺水, 一般在 7 10月农作物特别需要水时, 南方又正值 1472?自? 然? 资? 源? 学? 报25卷 图 1? 开发前后的千烟洲景观对比 F ig?1? Landscape change ofQ ianyanzhou before and after exploitation ? 少雨的严重伏秋旱。过去不少千烟洲的开发者采取过 以短养长 %的办法, 但多因没有解决 好伏秋旱的水源问题而受挫。千烟洲从开发治理起始就抓住了能够保证近期获得经济效益 的 水%, 以水为突破口。根据小地形和集雨面, 在千烟洲境内修建了 22座塘库, 利用每年 4 6月降水集中, 雨量丰沛 (约占全年雨量的 40 %以上 )的自然特点大量蓄水。此举一下子 就使全洲的蓄水量由过去的 5?7? 10 4 m 3, 迅速增至 15 ? 104 m 3, 从根本上攻克了缺水的难关。 随着水源条件的改善, 农田得到整治, 扩大了复种指数, 农作物总产量和单产显著提高; 果树及 其行间的旱地作物也由于及时得到灌溉, 而生长良好, 迅速地获得了生态经济效益。同时, 塘 库由于常年有水, 为发展渔业创造了条件, 这也是以水为突破口%带来的综合效益。 ( 2) 以柑桔为主导产品 据千烟洲红壤丘陵的土地条件看, 宜发展粮食生产的土地面积有限, 潜力不大。但是通 过调查发现, 有相当大面积可适种柑桔, 而在全国果业区划中, 千烟洲正处于宽皮桔的适宜种 植区内。柑桔的经济收益高, 栽种 3 a后即可开始结果, 第 4年可投产, 投产期可保持 30 a , 一 般在进入盛果期后每 hm 2 可产柑桔 3 ? 10 4 kg以上, 按平均 1?0元 /kg计算, 可收入 3 ? 10 4 元以上; 高产桔园每 hm 2 可产柑桔 6 ? 10 4 7?5 ? 10 4 kg , 如按平均 0?5元 /kg计算, 可收益 30 000 37 500元。幼龄桔树在投产前行间可以种植大量作物或培育苗木等, 亦能获得一 定的经济效益。投产后就成了 摇钱树%并可有力地支持长期才能获得效益的林业的发展。 可见, 选定柑桔作为千烟洲红壤丘陵创造中期收益的果树是适宜的, 最有条件列为本地区发 展农村经济的主导产品。 ( 3) 尽量丰富短期受益的项目 中期受益的主导产品选定之后, 短期收益如何安排? 在千烟洲开发治理的初期, 我们的 办法是充分利用桔园幼树行间的土地, 种植收益快、 经济收益好的花生、 芝麻、 西瓜、 蔬菜、 药 材、 苗木等经济作物。这样不仅当年就可获得相当的收益, 而且通过中耕、 除草、 施肥等农事 活动肥沃了土壤, 改善了土壤的结构, 更有利于柑桔幼树的生长发育。在安排好种植业的同 时, 还发展畜牧业与水产养殖业, 进一步扩大了短期收益的内容。以 1985年为例 (开发后第 3年 ), 承包户利用柑桔幼树行间种植经济作物面积约 13?3 hm 2, 产值达 3 ? 104 4 ? 10 4 元, 畜牧、 水产等产值近 10 ? 10 4 元, 按当年千烟洲的人口计算, 人均纯收入达 339元, 比开 发初期人均收入提高了 1?8倍。实现了以 短%养中 %, 中、 短 %结合养长 %的构想。 ( 4) 同步大力发展林业 即充分考虑开发者当前的利益又兼顾长远的生态和经济效益, 这是使新建立的千烟洲 9期王辉民等: 南方山区生态环境观测成果与展望1473? 红壤丘陵生态系统保持稳定和可持续发展的关键。林业虽然是长期才有经济效益的产业, 但近期不造林, 远期则无林。为了尽快改善红壤丘陵的生态环境、 涵养水源、 控制水土流失 保护农田和果园, 达到治用目的, 必须尽早造林, 使近期只能收到生态效益、 远期才能获得巨 大经济效益的林业得到同步发展。所以, 在千烟洲模式打造之初, 发展中短期主导产品的同 时, 大力营造人工林。 1984 1986年, 第一期改造工程就造林 123?17 h m 2, 占千烟洲全部面 积的 49 % 。 3? 国家农业科技攻关与千烟洲站的稳定发展期 ( 1990 2000年 ) 1988年, 南方队的工作即将结束。为了把千烟洲试验点的工作继续下去, 中国科学院 和江西省人民政府批准建立了千烟洲站。试验站正式成立后, 其开发试验与学科研究进入 了持续稳定发展时期。1990年成为联合国教科文组织人与生物圈计划红壤丘陵综合开发 治理国际试验示范研究站, 1991年被纳入中国科学院生态系统研究网络, 1994年被确定为 联合国开发计划署 (UNDP)援助江西 山江湖%项目的红壤丘陵区培训中心。 鉴于前期取得的成就, 1990年千烟洲站成为国家区域农业综合发展试验示范区, 并围 绕 南方红壤丘陵综合开发治理与农业持续发展技术研究%, 承担了 八五 %和 九五 %两期 国家农业科技攻关项目。通过国家科技攻关专题研究, 在原千烟洲模式基础上深化发展出 了 林 - 果 - 经%、 林 - 牧 - 粮%和 水陆复合生态系统 %3个子模式, 同时进行了中低产果 园和农田的改造及优质高效配套技术的研究。相关研究成果以 中亚热带红壤丘陵区生态系统恢复过 程、 发生机理及其生态环境效应的野外试验研究基地; 中亚热带红壤丘陵区自然资源综合利 用和生态环境与经济可持续发展的研究示范基地; 国际合作研究、 学术交流基地; 地学、 生态 学与资源科学的人才培养基地和科普教育基地。 通过调整, 千烟洲站的科研条件和人员结构得以改善和优化。依托中科院创新工程试 点项目及其它一些重大科研项目, 装备了价值 700多万元的仪器设备, 同时投资近 500万元 用于基础配套设施的维修和建设, 研究设施及其平台保障条件得到了根本性改善。现有固 定人员 9名, 其中有博士学位者 7人, 王辉民站长为从日本引进的中科院百人计划研究员。 另有学术指导 2人, 回聘人员 3人, 流动人员 6人, 实验工与辅助人员 7人, 在读硕、 博士研 9期王辉民等: 南方山区生态环境观测成果与展望1475? 究生 9人, 博士后 1名, 是一支专业搭配合理、 年龄结构优化的监测研究队伍。 调整后的千烟洲站进入快速发展期, 不仅通过生态环境的长期监测积累了大量一手数 据, 而且在基础研究方面取得了重要进展。 4?1? 监测与数据积累 千烟洲站建立以来十分注重环境的观测与基础数据的积累, 尤其是随着中科院知识创 新工程的推进, 各项监测工作逐渐走向规范化。按照中国生态系统研究网络 ( CERN)的有 关规范, 千烟洲试验站设有 1个综合观测场、 1个气象观测场、 5个辅助观测场、 2个站区调 查点, 18个长期采样地, 积累了大量的水、 土、 气、 生监测数据。此外, 千烟洲试验站还拥有 江西省、 泰和县和千烟洲站三级基础地理数据集、 专题地理数据集和遥感数据集以及不定期 的观测和研究数据集。 4?2? 主要研究进展 2001年来, 围绕 中亚热带红壤丘陵区生态系统恢复过程、 发生机理及其生态环境效 应 %, 千烟洲站申请到国家部委、 地方及国际合作项目 60余项, 总经费 2 000多万元。在研 项目 18项, 总经费 901万元, 其中包括 973专题 2项, 自然科学基金 1项, 国际合作项目 2 项。在相关项目的支持下, 千烟洲站开展了大量的基础研究并取得了一定进展, 特别是在亚 热带生态系统结构功能以及应对气候变化的碳水循环研究中取得了重要成果。 4?2?1? 亚热带针叶人工林碳循环研究 千烟洲试验站的生态系统为典型的人工恢复生态系统, 其中人工针叶林在我国亚热带 红壤丘陵区具有很强的代表性。千烟洲试验站对人工针叶林的碳循环特征开展了以微气 象、 森林碳计量以及模型模拟为主要技术手段的多尺度观测和研究。 作为我国最早利用涡度相关技术开展森林生态系统碳通量观测的试验站之一, 千烟洲 站首次对红壤丘陵区人工针叶林的碳收支过程进行了长期连续观测和研究。基于 2002年 以来的多年连续观测数据, 研究了亚热带人工林生态系统的总生态系统生产力 ( GEP)、 生态 系统呼吸 ( RE)和净生态系统生产力 ( NEP)变化及其与气候因子的关系, 初步阐明了亚热带 人工林生态系统碳通量变化规律及驱动机制, 揭示了生态恢复后人工林生态系统的碳收支 过程及其对环境因子的响应规律, 精确地测定了森林生态系统的碳蓄积能力 5?8。同时在 非均匀下垫面通量观测方法、 通量计算平均时长的确定、 通量贡献区的确定等方面做了深入 的探索和研究, 为开展相关的长期观测提供了理论依据 9?11。配合涡度相关技术, 利用森林 计测学手段调查了群落固碳速率的年际动态及其同气候因子的关系 12。此外, 还利用模型 模拟手段, 结合土壤与植被碳储量的实测数据, 对千烟洲站人工林生态系统恢复与碳储量变 化规律进行了深入研究, 明确了植树造林对红壤区生态系统碳库的影响 13。此研究结果经 Nature等国际期刊的转载, 引起了国内外的广泛关注, 为我国近年来通过生态恢复和林业管 理减缓温室气体排放所取得的成就提供了科学依据。 4?2?2? 南方红壤丘陵区退化生态系统恢复的生态效应评估 南方红壤丘陵地区生态恢复使小流域环境发生了巨大变化。千烟洲站对生态恢复后的 生态效益以及功能进行了综合的调查和观测研究, 包括生物多样性、 气候效应、 水文效应、 土 壤理化性质以及水土流失变化等。 利用定量群落学手段, 调查分析了生态恢复后生态系统的物种组成变化及生产力变化, 揭示了生态恢复对提高群落生产力和增加物种多样性的重要作用 14?16; 通过林内和林外对 比观测, 揭示了生态恢复和人工造林后的小气候变化, 阐明了森林在调节小气候中的重要作 1476?自? 然? 资? 源? 学? 报25卷 用, 特别是在极端高温或极端干旱条件下, 森林的重要调节功能 17; 通过林内降雨分配以及 泥沙输出规律观测, 阐述了人工林的水源涵养和保土功能, 进一步证实森林在减少地表径流 的作用 18; 根据对几种主要的森林群落的养分结构及降水化学的连续观测, 揭示了人工林 生态系统在元素积累、 水分调节及养分平衡中的作用 19; 通过分析植物活体、 凋落物和土壤 养分含量, 阐明了群落不同器官与组分中的养分关系, 揭示了树木对养分的吸收、 存留、 归还 的基本规律, 并论述了造林对土壤养分状况的影响, 为林地管理提供了科学依据 20。 4?2?3? 农田生态系统对全球变化的响应机理研究 臭氧耗损所带来的地表 B区紫外辐射 ( UVB)的增强是人类普遍关注的一个全球变化 效应。但我国关于地表 UVB辐射增强对农作物及农业生产的影响研究甚少。李海涛博士 采用可调式自动控制系统和滤光实验方法, 选取在千烟洲试验站广泛种植的农作物品种进 行实验, 得出了地表 UVB辐射增强或滤减 20 % 对我国南方主要水稻品种群体的生长发育 性状及产量和品质基本没有显著影响的结论 21。上述两种试验方法避免了目前国内已有 的 方波实验 %可能夸大紫外辐射处理效应的弊病, 所得试验结果与国内多数方波处理的实 验结果不同, 对于正确预测臭氧层衰竭对我国南方水稻生产的影响具有一定的指导意义和 参考价值。 4?2?4? 亚热带常绿阔叶林生态系统结构与物质循环过程研究 位于江西省南端赣粤交界处的九连山是千烟洲试验站的观测点之一, 这里的原始林代 表着亚热带地带性植被。通过国际合作, 试验站对森林生态系统进行了较为全面的综合研 究, 包括动植物区系、 群落种类组成、 初级生产力、 养分循环、 气候及水分平衡。通过植被调 查阐明了该区动植物区系特征, 并建立了动植物名录; 通过群落调查, 分析了主要森林类型 的水平与空间结构; 通过树木生长测定, 首次揭示了该区原始林群落的生物量、 生产力结构; 通过枯枝落叶归还过程以及水分输出规律研究, 阐明了常绿阔叶林生态系统的养分循环功 能; 利用量水堰对小流域降水以及流出过程观测, 阐明了天然原始林在调节水文平衡中的重 要作用 22?24。本研究为亚热带常绿阔叶林生态系统保育及生物多样性保护提供了丰富而 系统的数据支撑。 4?2?5? 低产油茶林改造技术体系研究 油茶是我国特有的木本食用油料树种, 也是林业建设一大优势资源, 在我国南方广大丘 陵山地有悠久的经营历史和良好的生产基础, 为我国食用植物油产量平衡发挥了重要作用。 但较长时期以来, 由于各地对油茶生产的管理措施削弱, 很多地方油茶林的树龄老化, 品种 混杂, 加上粗放经营, 资源没有得到很好的开发利用, 造成生产力水平下降, 比较经济效益较 低, 在很大程度上抑制了油茶作为一项特色产业的持续发展。 近年来, 千烟洲站依托有关项目, 通过嫁接、 平衡配比施肥和修剪整形等 3项新技术, 在 站区开展低产低效油茶林的改造与示范研究工作。目前, 已在站区内完成 3?33 hm 2 低产油 茶林的高接换冠, 成活率达 90 %以上, 其它两项新技术的试验效果在跟踪调查中。另外, 引 种了油茶优良品种赣无系列 12个优良无性系种苗栽植于千烟洲站内, 拟通过试验研究从中 筛选适应于千烟洲的优良油茶树品种, 建立试验站油茶优良品系采穗园。 5? 未来展望 全球变化是当今世界最重要的生态环境问题之一。为应对全球变化, 各国不懈努力以 减少二氧化碳等温室气体排放, 增加碳汇潜能。因此, 如何走出传统工业经济发展的 先污 9期王辉民等: 南方山区生态环境观测成果与展望1477? 染后治理%的老路成为国际社会关注的焦点。有鉴于此, 2009年 12月 2日, 国务院批准了 鄱阳湖生态经济区规划, 以便为江西的发展确定科学的绿色经济之路, 确保鄱阳湖一湖清水 不变质, 同时为其他经济欠发达省区提供新的发展模式。 千烟洲站自建立之时起就一直进行着南方红壤丘陵区生态经济可持续发展的探索, 具 有深厚的基础。因此, 必将在鄱阳湖生态经济区建设中发挥积极作用。我站依据国家和区 域发展的需求和自身的特点, 确立了一站四点的发展框架, 即依托千烟洲, 辐射赣江流域的 九连山、 兴国和井冈山等研究基地。我们的研究简单概括为三大科学问题、 两大试验示范和 一个总体目标。 三大科学问题是: + 典型生态系统碳水等物质循环及其对全球变化的响应规律。通过 对典型农田、 森林等典型生态系统结构和功能的观测与定位研究, 揭示生态系统物质循环、 能量流动及其对环境变化的响应规律, 阐明不同环境条件下生态系统结构变化及其与碳源 / 汇等生态服务功能的时空分异规律; 通过野外控制试验, 研究典型生态系统对全球变化的响 应, 阐明我国南方典型生态系统对全球变化的适应和响应机制, 揭示南方红壤区对气候变化 的区域响应特征。为准确评价南方典型生态系统对缓解全球变化的贡献提供依据。 , 生态 系统服务功能的形成机制、 综合评估及生态补偿机制的建立。我国南方生态系统复杂多样, 服务功能各异。针对南方典型生态系统, 探讨生态服务功能的形成机制及其内在相互关系; 综合评估生态系统和区域尺度的生态系统服务功能, 结合鄱阳湖生态经济区建设, 探讨可行 的生态补偿机制。 农田生态系统综合管理及面源污染的防控机制; 以千烟洲站为主要依 托, 建立地表水和地下水污染物的动态监测体系, 重点对农药、 化肥等面源污染物质进行监 测, 研究农村污染物的运移规律、 环境污染形成机理; 通过强化农田生态系统的综合管理、 控 制污染物排放以及开展土壤修复等措施, 探索绿色生态农业发展之路, 为面源污染控制及治 理提供切实可行的技术和方法。通过开展农民健康监测, 揭示环境变化对人类健康的影响, 为新农村生态文明建设服务。 两大试验示范研究: + 千烟洲模式的深化与示范研究。基于以往建立的千烟洲模式, 结 合区域经济发展和环境保护的新需求, 优化模式的组成, 特别是通过对果林结构进行优化改 造, 提高生态经济效益, 更好地服务于新农村建设和鄱阳湖生态经济区绿色农业发展的需 求。, 南方低效林改造、 提高生态系统服务功能的试验示范研究。 20世纪 80年代初开展 的大规模植树造林为治理我国南方严重的水土流失和生态环境改善发挥了巨大作用。但是 由于当时对生态学认识的局限性及条件的限制, 在生态恢复过程中营造了过多的针叶纯林, 导致森林生态系统服务功能低下。通过对现有低效林进行改造, 优化结构, 提高生态系统的 碳汇等生态服务功能, 并建立南方低效林改造的技术体系。 一个最终目标: 千烟洲站自 1983年建立以来, 在红壤丘陵区资源综合开发和小流域治理 等方面已经取得了较大成绩, 为本区域生态环境的综合发展起到了良好的示范作用。通过对 农林生态系统物质循环规律、 生态服务功能、 面源污染及人为调控措施的综合影响, 结合城镇、 工矿企业点源污染的监测研究, 通过点面结合的技术手段, 探索大流域生态环境与经济可持续 发展的理论与模式, 为赣江流域以及鄱阳湖流域生态环境与经济可持续发展提供科技支撑。 经过 20多年艰苦卓绝的努力, 千烟洲站已经建设成为一个设施良好、 生态类型多样的 野外生态环境综合监测基地、 生态实验研究基地、 高等院校野外实习基地、 生态农业的观光 旅游和科学普及教育基地。作为一个日益开放的国际科研平台, 我们热诚欢迎一切有兴趣 的朋友来参观指导, 也期待着与您的合作、 创新。 1478?自? 然? 资? 源? 学? 报25卷 参考文献 (References): 1 ? 中国科学院南方山区综合科学考察队. 中国亚热带东部丘陵山区自然资源开发策略 M . 北京: 科学出版社, 1989 . Integrated Scientific Survey Team ofChinese A cademy of Sciences in Southern ChinaM ountainousR egionThe de? veloping counter measures of natural resources in the red so il hilly area of China. Beijing: Science P ress , 1989 . 2 ? 中国科学院南方山区综合科学考察队. 南方山区的出路 (南方山区综合科学考察总报告 ) M . 北京: 科学出版 社, 1990. Integrated Scientific Survey Team ofChineseA cademy ofSciences in Southern ChinaM ountainousRegion . The Way Out of the R ed So ilH illy A rea in Southern China . Beijing: Science Press , 1990 . 3 ? 中国科学院南方山区综合科学考察队. 红壤丘陵开发和治理 M . 北京: 科学出版社, 1989 . Integrated Scientific Survey Team of Chinese Academy of Sciences in Southern China Mountainous Region . Development andHarnessing in Red EarthH illy A rea A Case Study on I ntegrated Development andHar nessing in Q ianyanzhou. Beijing : Science Press , 1989. 4 ? 程彤, 李家永. 红壤丘陵生态系统恢复与农业持续发展研究 J. 资源科学,1998, 20( 增刊 ):1?9 . CHENG Tong, L I Jia?yong .Studies on ecosystem restoration and sustainable development of agriculture in red so ilhilly area ofChi ? na. ResourcesScience , 1998, 20( Supp 1): 1?9. 5 ? YU Gui?ru,i WEN Xue?fa , L IQ ing?kang ,et al. Seasonal patterns and env iron mental control of ecosystem respiration in subtropical an temperate forests in China J. Science in China, Ser . D: Earth Sciences , 2005, 48( Supp.I): 93?105 . 6 ? LI U Yun?fen, SONG Xia , YU Gui ?ru, i et al .Seasonal variation ofCO2flux and its environmental factors in evergreen co? niferous plantation J. Science in China , Ser . D: Earth Sciences , 2005 , 48 ( Supp.I): 123?132 . 7 ? WEN Xue?fa , YU Gui ?ru, i SUN X iao?min, et al. Soilmoisture effect on the temperature dependence of ecosystem respira? tion in a subtropical P inus plantation of southeastern China J. Agricultural and ForestM eteorology,2006, 137: 166? 175 . 8 ? WEN Xue?fa, WANG Hui? m ing, WANG Jian?lin , et al. Ecosystem carbon exchanges of a subtropical evergreen coniferous plantation subjected to seasonal drought , 2003 2007 J. Biogeosciences , 2010 , 7: 357?369 . 9 ? SONG X ia, YU Gui?ru,i L I U Yun?fen, etal. Comparison of flux measurement by open?path and close?path eddy covariance systems J. Science in China, Ser. D: Earth Sciences , 2005, 48 ( Supp 1): 74?84 . 10 ? ZHU Zhi?lin, SUN X iao? min , ZHOU Y an?lian , et al. Correcting method of eddy covariance fluxes over non?flat surfaces and it. s application in ChinaF lux J. Science in China, Ser. D: Earth Sciences , 2005, 48( Supp 1): 42?50 . 11 ? 米娜, 于贵瑞, 温学发, 等. 中国通量观测网络 ( ChinaFLUX) 通量观测空间代表性初步研究 J. 中国科学, 2006 , 36(增刊 1): 22?33 . M INa, YU Gui?ru, i WEN Xue?fa, et al. Spatial representativeness for surface flux measurements w ith eddy covariance system in ChinaFlux. Science in China, Ser. D: Earth Sciences , 2006, 36( Supp 1): 22?33 . 12 ? MA Ze?qing, L I U Q i ?jing, WANG Hui ? m in ,et al . Observation and modeling ofNPP forP inus elliottiiplantation i