编者按
中国生态系统研究网络（ChineseEcosystemResearchNetwork，CERN）创建于年。三十年来，在顶层设计下逐步形成分布于全国各主要生态类型区的44个生态站、5个专业分中心（水分、土壤、大气、生物、水体）和综合中心组成的体系，创建了涵盖全国主要区域和类型的生态系统观测技术系统，制定了观测指标体系和技术规范，组织了全国尺度的网络化生态系统定位观测-科学研究-科技示范工作，已经成为生态系统动态观测、科学研究和试验示范的科技创新平台，为生态、资源和环境的研究积累了大量宝贵的科学数据，为生态建设、环境保护、农业发展、减灾防灾、资源利用等做出了重要贡献。积累的长期、连续、动态的基础数据，能够反映我国不同生态系统结构与功能的时空变异，为我国生态系统结构与功能的定量描述和动态过程演变的研究奠定了基础。CERN的建立是我国生态系统监测与研究工作的一次飞跃，在生态系统动态观测、科学研究和试验示范等方面取得了重要进展，综合观测研究能力大幅度提升，联网监测与专项观测日益规范，重要成果不断产出，为国家野外科学观测平台的建设与管理提供了成功范例。“中国生态系统研究网络的创建及其观测研究试验示范”获得国家科技进步一等奖，是中国科学院“十二五”36项重大科技成果及标志性进展之一，与美国长期生态研究网络和英国环境变化网络并称世界三大国家级生态网络。中国科学院海伦农业生态实验站中国科学院海伦农业生态实验站（简称“海伦站”），始建于年，位于黑龙江省海伦市（北纬47°27′，东经°55′），隶属于中国科学院东北地理与农业生态研究所，是中国科学院在我国东北黑土区设置的长期的、综合性的农业资源、环境、生态等多学科的综合研究基地。年，中国生态系统研究网络（CERN）成立，海伦站成为首批网络成员。年，海伦站加入科技部国家生态系统观测研究网络（CNERN），定名为“黑龙江海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站”。年，海伦站加入农业农村部“国家农业科学观测实验站”体系。目前，海伦站是中国唯一从事黑土农业生态系统长期定位监测、研究与示范的国家级野外台站。▲海伦站综合实验楼
海伦站站区所代表的我国东北平原黑土区总面积约为万公顷，其中耕地面积约为万公顷，分布于黑龙江省、吉林省、内蒙古自治区东北部及辽宁省北部。海伦站地处小兴安岭向松嫩平原过渡带的海伦市，该区域位于东北黑土区的中心，是我国大型商品粮基地县（市），是我国东北黑土区农田生态系统的典型代表。本地区气候属于温带大陆性季风气候，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨。根据近50年气象资料统计，1月份气温最低，平均温度为-28.7~-18.0℃；7月气温最高，平均温度为20.2~25.5℃。年降水量为~mm；年平均温度0.5~4.0℃；无霜期~d；日照时数2~h。本地区主要作物为玉米、大豆、水稻和小麦，每年一季。成土母质主要是第三纪、第四纪砂砾、粘土层。开垦前自然植被为草原化草甸植被。典型黑土剖面由黑土层-淀积层-母质层组成。其典型的代表性使海伦站成为我国东北地区重要的农业资源、环境、生态等多学科综合研究基地。
黑土农田土壤有机碳、全氮和粘粒含量的剖面分布
实验站定位
根据中国生态系统研究网络和国家生态系统观测研究网络的总体布局，海伦站将建成中国东北地区生态与环境要素长期系统监测基地；黑土区农业生态领域重大科学与技术问题研究基地；农业高新技术研究、开发与示范推广基地；国内外学术交流与合作研究基地；人才培养与科学普及教育基地。
科学目标
（1）通过对东北黑土区农田生态系统的长期定位监测，揭示农田生态系统及环境要素的长期变化规律及其影响因素；（2）阐明东北黑土区农田生态系统的功能和碳、氮、磷等元素生物地球化学循环规律；（3）阐明全球气候变化对东北黑土区主要类型农田生态系统的影响，解释不同类型农田生态系统对全球变化的适应与响应；（4）建立东北黑土区农田生态系统服务功能、环境质量评价和健康诊断指标体系；（5）阐明黑土生态系统退化过程及其机理，探讨生态系统恢复重建的技术途径，建立退化黑土生态系统综合治理的试验示范区。研究方向
●东北黑土区农田生态系统环境要素长期变化规律；●东北黑土区农田生态系统生产力形成机制与调控；●东北黑土区农田生态系统结构、功能的变化与调控；●东北黑土区农田生态系统的质量评价和健康诊断；●退化黑土生态系统恢复与重建机理；●东北地区农业资源合理利用与区域可持续高效发展；●东北黑土区农业生态环境综合整治与农业高效开发试验示范。支撑条件
海伦站占地23公顷，包括试验用地和生活生产区两部分。生产生活区占地2公顷，建有平方米综合实验楼，包括实验室、土壤样品室、成果展室、办公室和会议室等；平方米专家公寓和食堂，可容纳60人食宿；建有车库、肥料库、工具库、粮食储藏库等1平方米生产用房和晾晒场；还配备科研用车两辆，交通便利。试验用地21公顷。海伦站根据CERN要求，以黑土农田生态系统为研究对象，建立了11个长期监测综合观测场和辅助观测场及19个采样地，对水分、土壤、气象和生物等生态环境要素开展长期连续监测。针对人类活动对黑土农田生态系统的影响，设有13组长期定位试验，包括我国农业不同历史阶段经营模式模拟、黑土生态恢复、农田养分循环与平衡、不同作物轮作与耕作及黑土母质熟化过程等，最早的长期定位试验开始于年。长期定位试验为农业优化模式的建立，水土资源的高效利用及区域农业的可持续发展提供了重要的科学依据与技术对策，同时也为开展合作与交流提供了良好的科技平台▲海伦站试验地
▲海伦站长期定位试验平台
基于稳定同位素示踪技术的土壤温室气体通量田间原位观测平台
研究平台由16个原位土壤呼吸箱、多通道CO2、CH4、N2O、H2O、NH3自动原位测定系统(G,Picarro)、多通道CO2稳定同位素自动原位测定系统（TGAA,Campbell）、CH4稳定同位素自动原位测定系统（G-I,Picarro）以及土壤温湿盐等常规参数的原位测定系统组成。平台模拟不同农田管理措施，样品采集和仪器测定实现自动控制。实现了田间原位土壤温室气体及其稳定同位素的实时、连续观测，提升了对我国东北黑土农田土壤生态过程的研究能力。监测体系
海伦站按照CERN的规范和要求，以黑土农田生态系统为研究对象，对土壤、气象、水分和生物四方面生态环境要素开展长期监测。目前海伦站相关监测和测试仪器共30余台（套），试验设备先进、齐全，有效支撑了海伦站的生态环境要素监测工作。海伦站生态环境监测主要要素
不同施肥条件下黑土农田土壤有机质和全氮含量长期监测结果
典型黑土剖面含水量年际变化规律
研究成果与科学贡献
建站40年来，海伦站面向国家重大战略需求和区域农业发展中的科学技术问题，开展了长期的、系统的定位监测、研究、示范工作，取得了一系列重要成果，为我国黑土区农业生态系统研究和黑土地保护提供重要的理论与技术支撑。1、揭示了黑土肥力形成机制及演化特征
采用实验室模拟、田间长期定位试验和大田对比试验的方法，运用同位素示踪技术、核磁技术和分子生物学技术等手段以及农业常规研究方法系统研究中国东北黑土肥力形成机制、由自然黑土向农田黑土转化过程中的肥力变化特征及农业生产措施对黑土肥力的调控机制，形成了“黑土肥力形成与调控”研究成果。该项成果获得年吉林省自然科学奖一等奖。2、揭示了大豆根系活动与土壤相互作用的生态学机制
针对大豆-玉米轮作茬口问题进行的大豆肥田理论的创新性研究；针对大豆重迎茬减产问题而进行的大豆根系活动和土壤相互作用的生态学理论的创新性研究。揭示了大豆连作障碍性机理，研发出大豆重迎茬减产控制技术，为东北地区增加大豆播种面积和提高产量提供了理论依据和技术模式。该项成果获得年黑龙江省自然科学奖一等奖。3、研发了黑土地肥沃耕层构建关键技术体系
海伦站基于对黑土农田生态系统长期研究的成果，针对黑土农田土壤退化、肥力下降、秸秆难还田等问题，从年开始进行了肥沃耕层理论研究和关键技术研发以及技术集成的模式优化研究，提出一系列生产管理技术和生态农业循环高效利用技术，两项入选“农业部主推技术”。该项成果于年获得黑龙江省科技进步一等奖。4、培育了“东生”系列大豆新品种
培育了高油、高蛋白、高产的“东生”系列大豆新品种11个，其中4个品种通过国家审定。其中，东生1和东生7被黑龙江省第三积温带列为主推品种。绥化市将东生3、6、9、10号四个品种确定为十三五主推品种。东生79平均脂肪含量为24.16%，实现了黑龙江省审定大豆品种脂肪含量新的突破。不同农田管理措施下黑土及其母质有机碳动态变化
黑土农田土壤有机质化学结构的13C-NMR图谱
黑土农田土壤微生物群落结构特征及环境因子主成分分析
黑土农田肥沃耕层构建关键技术模式
合作交流基于长期定位试验样地、先进的科技基础设施和技术平台，海伦站已建成为我国黑土农田生态系统研究的国家级研究基地，成为与国外开展黑土联网监测和研究的重要野外平台和学术交流基地。先后与美国、英国、加拿大、澳大利亚、德国、日本等国家的知名高校和科研机构建立了实质性的合作关系；同时也与中国科学院、高等学校等国内相关单位科研人员开展合作研究，已成为与国内外相关单位开展学术交流和研究合作的重要基地。英国克兰菲尔德大学KarlRitz教授访问海伦站
德国哥廷根大学YakovKuzyakov教授等访问海伦站
美国加州大学戴维斯分校WilliamR.Horwath教授访问海伦站
韩晓增研究员率队访问洛桑实验站
科学普及
海伦站是黑龙江省多所高校的本科生实习基地、中小学生的科普基地，曾获得科技部颁发的“科研机构和大学面向社会开放活动先进单位”荣誉称号。示范与推广
海伦站通过专家讲座、现场咨询和印发相关技术材料等形式，广泛开展科技培训，培训对象包括普通农户、种植大户、合作社成员、科技示范户、新型职业农民、家庭农场负责人、技术人员。培训内容涵盖了米豆轮作高效栽培技术、肥沃耕层构建技术、大豆耕作栽培、病虫害发生种类与防治、田间管理、病虫害的预报预测等。与地方龙头企业合作共建示范基地，研究可推广的农业种植技术，推进科技成果转移转化。领导调研
黑龙江省委书记张庆伟调研海伦站
人才培养
海伦站利用野外台站平台作用，逐渐形成了以黑土和大豆为主要研究对象的科研队伍，该队伍是中国科学院东北地理与农业生态研究所“十三五”发展规划和“特色研究所”建设的重要力量。现有研究人员19人，技术支撑人员5人，海外特聘研究员1人，国家重点研发计划项目首席科学家1人，国家杰出青年科学基金获得者1人，中国科学院“百人计划”入选者5人、“青促会”会员4人、关键技术人才1人以及前沿科学重点研究计划拔尖青年科学家1人。近5年培养博士、硕士和博士后共27人，在读研究生32人。中国科学院海伦农业生态实验站
站长：张平宇研究员
常务副站长：李禄军研究员
副站长：刘长江研究员
监测人员：
王守宇高级工程师郝翔翔工程师李猛工程师张志明工程师网址：
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