元謀幹熱河谷溝蝕崩塌觀測研究站（元謀站）是由中科院成都山地所和雲南省農科院聯合共建的野外觀測研究站，地處元謀幹熱河谷區，是我國西南乾熱河谷尤其是金沙江乾熱河谷的典型代表區。該站位於雲南省元謀縣苴林鄉境內，建站於1992年。
基本介紹
- 中文名：中國科學院元謀幹熱河谷溝蝕崩塌觀測研究站
- 建站於：1992年
- 位置：雲南省元謀縣苴林鄉境內
- 面積：600畝
基本情況,站內基本情況,國際合作與交流,研究方向,
基本情況
地理位置及環境背景
試驗區面積600畝，海拔1256m-1331m，坡地平均坡度20°左右。元謀縣位於雲貴高原北緣的金沙江一級支流—龍川江下游的河谷地帶，介於東經101º35´～102º05´、北緯25º25´～26º07´之間。全縣南北長77.25km，東西寬42.0km，國土面積2021.46k m2，海拔898-2835.5m，高差懸殊，相對高差1937.9m，生態環境垂直分異明顯，從河谷到山頂可劃分為乾熱河谷區（1350m以下）、溫熱半山區（1350-1700m）、溫暖山區（1700-2000m）和溫涼中高山區（2000-2835.5m）4種生態類型區。其中乾熱河谷區光熱資源豐富（年日照時數2550～2744小時，日照百分率為60%；年均溫21.5℃，最熱月均溫27.1℃，極端最高氣溫43℃，最冷月均溫14.9℃，極端最低氣溫- 2.1～0.1℃；≥ 10℃的積溫7996℃；無霜期350～365天），是雲南省乃至全國寶貴的熱區資源之一，是我國著名的冬季蔬菜基地之一。但乾熱河谷壩周低山區，氣候乾燥（年降水量615.1mm，雨季（6～10月）降水占年降水量的90%；年蒸量3569.2mm，為降水量的5.8倍。）、水熱矛盾突出、人類活動干擾強烈、植被覆蓋率低、水土流失嚴重、地形破碎、生態環境惡化，人民生活貧困，是我國典型的生態脆弱帶之一。
站內基本情況
土地情況
試驗觀測場地分布在兩個區域，涉及面積4100畝，其中3388畝土地的使用權均屬於熱區生態所。熱區所機關1128.09畝試驗場地，為農科院熱區所的崩塌溝蝕觀測一站，試驗區內設定長期氣象觀測站、徑流觀測站、崩塌溝蝕速率測定系統、化驗室。建站已10年多，試驗站位於元謀縣元馬鎮沙地村旁，辦公區域、住宿區都建在此區域。另外，2260.5畝試驗基地位於元謀縣苴林鄉金雷小新村旁，為農科院熱區所的崩塌溝蝕第二觀測站，站內及周邊有沖溝3012.6畝，溝底、溝邊、溝塬均未治理，建站時間五年，觀測、總結溝蝕崩塌的原因、機理，規劃設計詳細治理過程。站內設有苴林基地氣象觀測站、不同模式坡地徑流觀測場、侵蝕溝水土流失觀測場、草地侵蝕觀測場、自然恢復區植被特徵觀測區、退化生態系統恢復模式綜合觀測實驗小區等
人員情況
試驗站固定科研人員20人，其中研究員3人，副研究員5人，其它研究人員12人。流動研究人員（主要為研究生等）常年在10人左右。
科研狀況
承擔過的主要課題
國家“八.五”攻關課題：“雲南元謀幹熱河谷生態系統綜合整治與退化土地合理開發利用試驗示範研究”（1991-1995年）
國家“九.五”攻關課題：“雲南元謀幹熱河谷生態系統綜合整治與區域持續發展試驗示範研究”（1996-2000年）
國家自然科學基金資助項目：“乾熱河谷岩土性質、土壤水分與植物生長”（1997-1999年）
水利部項目：“金沙江乾熱河谷陡坡植被恢復區劃及減災研究”（1997-1998）
中國科學院重點項目：“長江上游山地生態系統退化研究”（1997-2000）
國家自然科學基金資助項目：“侵蝕泥沙137-Cs研究”（1999-2001年）
奧地利國際合作項目：“長江上游土壤侵蝕137-Cs法研究”（1996-2000年）
國際合作與交流
元謀生態試驗站先後接待了英國、紐西蘭、德國、日本、南非等國家科研人員35人次到乾熱河谷區進行考察和研究，與紐西蘭森林研究所、英國愛克塞特大學、日本東京大學、日本農業環境研究所等科研機構合作先後開展了土壤侵蝕、植被恢復、土地荒漠化等方面的研究工作。
主要研究成果和研究方向
主要研究成果
乾熱河谷脆弱生態環境環境的演化及其對人類活動的回響
乾熱河谷燥熱乾旱的氣候是受遠離海洋和高山深谷地形的“焚風”效應影響的結果。第四紀以來，由於高原的隆起和河谷的深切，“焚風”效應逐漸加強，乾熱河谷氣候日趨乾熱。乾熱河谷植被的自然演化相當緩慢，且滯後於氣候演化，而人類破壞植被加速了植被的演化進程。但近50年以來，乾熱河谷的河谷平原部分由於土地大面積灌溉的結果，導致降水量有所增加，氣溫有所降低，蒸發量減少，氣候已朝向有利於人類生存和資源利用的良性方向發展。此研究成果對乾熱河谷退化生態環境開發性治理提供了重要的科學依據。
長江上遊河流河流的泥沙來源
通過長江上游兩條重要產沙河流嘉陵江和金沙江河流泥沙來源的對比分析，查明嘉陵江流域地形起伏小，植被恢復和水土流失治理的減沙量足以抵消工程建設的增沙量，加之降水量偏少，90年代以來輸沙量明顯減少。金沙江上游是少沙區，天然林採伐對河流輸沙量的影響有限；下游多沙區地形起伏大，工程建設增沙量遠大於植被恢復和水土流失治理的減沙量，80年代以來金沙江輸沙量呈上升趨勢。此研究結果為重大工程項目的決策和規劃提供了科學依據。
乾熱河谷岩土性質、土壤水分與植被恢復
岩土組成是乾熱河谷坡地土壤水分環境和植被恢復的關鍵因子，根據坡地岩土組成將乾熱河谷坡地初步劃分為階地礫石層坡地、元古界變質岩低山、上新統沙溝組砂礫岩低山、早更新統元謀組泥岩坡地4種類型。坡地對降水的入滲能力是決定乾熱河谷坡地土壤水分條件的主要因素之一，孔隙狀況的差異導致了乾熱河谷不同岩土組成坡地入滲能力的差異，由此決定了乾熱河谷不同岩土組成坡地的水份條件和植被分布格局。侵蝕泥岩坡地是乾熱河谷坡地的主要類型，其通透性能差，對降水的入滲能力弱，天然降水入滲淺，主要儲存在60cm以內的淺層土體，容易蒸發損失，乾旱季節儲水量低於無效儲水量，適合草本植物的生長，天然植被為草原或草灌叢，宜恢復稀樹灌草植被。階地礫石層坡地和裂隙發育片岩坡地土體通透性好，對降水的入滲能力強，降水入滲量大，入滲深，儲存在1至數米的深層土體，不易蒸發損失，乾旱季節尚有少量有效儲水供深根性植物吸收利用，適合灌喬植物生長，天然植被為灌草叢或森林，可以恢復森林植被。根據以上研究，提出了相應的植被恢復模式，建成了階地礫石層丘陵森林、片岩低山疏林灌草、泥岩坡地草灌等植被恢複試驗示範區。此成果通過驗收，得到國家和雲南省有關部門的充分肯定，目前已被雲南省林業廳列入“雲南省天然林資源保護工程科技支撐規劃”在金沙江乾熱河谷區推廣。
節水農業（林業）技術
（1）罐滲節水灌溉技術：該技術屬於地下灌溉方式，具有保護土壤結構、減少棵間蒸發的優點和收集降水用於季節性乾旱期間灌溉的功能，比漫灌節水60-70%，且成本低廉、工藝簡單，適於山區大力發展，但因易造成罐壁毛管孔隙堵塞，尚未大面積推廣，如能解決該問題，該技術在沙質土和壤質土地區具有很大的推廣潛力。
（2）地下地膜截水牆節水技術：該技術既可用於旱作農地，又可用於果樹種植和荒山植被恢復。旱作農地：旱地內沿等高線挖溝垂直埋設地膜截水牆，攔截壤中流，供作物吸收。初步試驗結果增產10-50%。果樹種植：在果樹種植坑的下方壁鋪設地膜攔截徑流和壤中流，供果樹吸收；或在種植坑四壁鋪設地膜，填肥土後定植果樹。填肥土的地下地膜形成一個無底的大營養袋，減少灌溉水肥的滲漏流失，保證了果樹的成活，節水70%以上。定植1-2年後，鏟破地膜，以免影響果樹根系發育。植被恢復：利用地下地膜截水牆節水技術進行植被恢復，在魚鱗坑或水平種植溝的下方壁鋪設地膜，攔截徑流和壤中流供植物吸收。
當然，農業高效用水是一項系統工程，一兩項單個的技術很難完全達到節水的良好效果。乾熱河谷節水農業（林業）的研究和發展尚缺乏節水農業（林業）綜合技術集成最佳化模式的試驗示範研究工作。
研究方向
總體思路與目標
本觀測研究站研究方向的總體思路與目標如下：
中長期研究方向及研究內容
根據本觀測研究站學科建設的總體思路，擬定以下3個研究分析及其相應的研究內容：
溝蝕崩塌機制及其環境影響（方向1）
沖溝的類型、發育規律及其形成機制；
崩塌的動力學機制；
溝蝕與崩塌的聯動作用機制；
溝蝕崩塌的環境效應；
溝蝕崩塌的防治技術與模式；
乾旱河谷生態系統的生態過程與植被恢復（方向2）
乾旱河谷區水循環的特殊性規律及其機制；
徑流泥沙過程的尺度效應及其環境回響；
溝蝕崩塌與植被恢復的耦合機制；
自然和人工恢復生態系統的生態過程規律及其機制；
自然因素（氣候變化）和人為活動對乾旱河谷區自然和人工恢復生態系統的影響與應對途徑；
健生態系統的結構功能及其形成機制；
退化生態系統的植被恢復技術與示範；
乾旱河谷區生態系統的適宜性模式與管理（方向3）
植被（包括農作物）對水、熱迫脅的回響過程與耐性特徵
植被生長過程中水熱光的耦合機制；
生態系統對水熱光資源的高效利用技術與模式；
自然和人工生態系統模式的適宜性評價；
人為活動在生態系統中的規範和允許行為指標與生態系統的管理。
