中國科學院拉薩高原生態試驗站位於青藏高原腹地的河谷農業區—“一江兩河”（雅魯藏布江、拉薩河、年楚河）流域中部地區，距西藏自治區首府拉薩市25公里，東經91°20'37"，北緯29°40'40"，海拔3688米，是該地區長期農業生態試驗站，也是世界海拔最高的農業生態試驗站。拉薩站始建於1993年4月，2002年加入中國生態系統研究網路(CERN)，2005年加入中國國家野外研究台站網路（CNERN）。
基本介紹
- 中文名：中國科學院拉薩高原生態試驗站
- 主管部門：中國科學院
研究方向,發展歷史,科研條件,科研成就,人才培養,機構領導,
研究方向
中國科學院拉薩高原生態試驗站是中國科學院在青藏高原腹地設立的一個高原生態學研究基地，同時也是中國科學院生態系統研究網路（CERN）和國家生態系統研究網路（CNERN）在西藏地區一個重要的科研平台。拉薩站的研究領域以西藏農牧業可持續發展和全球氣候變化為核心，研究內容涉及農田生態系統的長期監測和綜合研究、高原主要類型生態系統對氣候變化的回響和適應、西藏退化草地恢復重建等方面，主要集中在以下兩個方向：
(1) 高原生態系統的結構和功能及其對環境變化回響機理的研究
通過對生態環境要素的長期監測，以定點試驗的方法，重點研究在高原極為特殊的生態環境條件下高原生態系統的能量（輻射、熱量）和物質（主要溫室氣體和水汽）的傳輸規律,以及它們對環境變化的回響機理。主要研究方向為：
l 開展高原生態系統長期生態學監測，揭示生態系統及環境要素的變化規律及其動因；
l 闡明生態系統的結構和功能及其對環境生態因子回響的機制；
l 揭示高原生態系統的能量、物質傳輸規律和生產力形成機理。
(2)青藏高原農牧業可持續發展最佳化模式研究
以生態學理論為指導，通過試驗示範的方法，以拉薩為基地，重點研究拉薩“一江兩河”地區種植業、農區畜牧業以及農牧結合的關鍵配套技術，探索在相對脆弱的高原環境下實現農牧業可持續發展的有效途徑；通過農牧業的產業結構調整，以點帶面，建立有高原特色的農牧業可持續發展的最佳化模式，為高原農牧業一體化建設和產業化建設提供理論依據。通過上述有關高原農牧業發展的理論和技術研究，以期實現高原的農牧業生產和生態環境的協調發展。研究發展方向為：
l 提出高原種植業、農區畜牧業以及農牧結合的關鍵配套技術；
l 建立以生態學為基礎的高原農牧業可持續發展最佳化模式；
l 探索高原生態系統管理的有效途徑。
發展歷史
青藏高原位於我國西南邊陲，面積約占全國總面積的四分之一，平均海拔4000米以上，有“世界屋脊”和“世界第三極”之稱。青藏高原自晚新生代以來的強烈隆升和存在對周邊地區的氣候與環境有著深刻影響，因此對青藏高原持續利用和發展的研究也一直為科學界所矚目。但受條件限制，解放前該領域的研究在我國幾乎為空白。解放後，中國科學院先後組織了十餘次大規模的青藏高原科學考察，特別是從1973年開始，中國科學院青藏高原綜合科學考察隊對整個高原進行了為期二十年的全面、系統的多學科綜合考察。這次考察填補了青藏高原研究的科學空白，積累了大量的珍貴資料，摸清了該地區資源分布的基本狀況，同時也發現了青藏高原持續利用和發展過程中存在的潛在危機。即隨著全球變暖趨勢的日益加劇以及我國社會經濟的快速發展，人為和自然的雙重因素越來越加速影響著青藏高原的自然環境。而青藏高原海拔高，地理位置獨特，同時生態環境也極其脆弱，一旦對原有的環境造成不可逆性破壞，將會產生不可預期的後果，同時也必然會對周邊地區的環境產生重大的影響。因此，為了實現青藏高原地區的可持續發展，研究高原生態系統和生態因子之間的關係、探討持續有效的自然資源利用方式就顯得越來越重要。在這樣大的背景下，上世紀九十年代末，大規模的青藏高原科學考察結束後，一些長期從事青藏高原研究的科學家認為，對青藏高原存在的一些生態學問題需要進行長期定位研究，尤其是在人類活動比較劇烈的高原河谷農牧交錯地區。因此，中國科學院拉薩農業生態試驗站應運而生。中國科學院拉薩農業生態試驗站的選址等準備工作開始於上世紀的九十年代初。1993年3月，原中國科學院自然資源綜合考察委員會和西藏軍區後勤部簽署了土地長期使用契約，西藏軍區後勤部所屬農場（西藏拉薩市達孜縣）提供了60畝土地作為試驗地，供中國科學院長期無償使用，契約的簽署標誌著中國科學院拉薩農業生態試驗站的正式建立，站上的科研人員當年即開始開展各項監測和研究工作。
2002年中國科學院拉薩農業生態試驗站成為中國生態研究網路（CERN）成員（同年更名為中國科學院拉薩高原生態試驗站）。中國科學院拉薩高原生態試驗站建站的主要目的是通過對高原生態環境要素的長期監測，定位研究在高原極為特殊的生態環境條件下高原生態系統的結構和功能，建立高原農牧業可持續發展最佳化模式，為開展相關青藏高原研究提供技術支撐和平台。
科研條件
中國科學院拉薩高原生態試驗站的研究領域以西藏農牧業可持續發展和全球氣候變化為核心，研究內容涉及農田生態系統環境要素的長期監測、高原主要類型生態系統對氣候變化的回響和適應、西藏退化草地的恢復重建等3個方向。依據這3個方向，拉薩站設定了達孜農田生態系統綜合試驗區（達孜本部）、當雄高寒草甸氣候變化研究試驗基地（當雄試驗基地）、和那曲退化草地重建實驗基地（藏北實驗基地）（圖1-1，1-2），其中拉薩到當雄約180km，拉薩到那曲400km。各個試驗地點的基本概況分別如下：
1 達孜本部農田生態系統綜合試驗區
（1）基本概況
達孜本部農田生態系統綜合試驗區位於拉薩河下游南岸的達孜縣，地處北緯29°40 ’40”，東經91°20’37”，海拔3688 m，為世界上海拔最高的農業生態試驗站之一，是西藏河谷農業區的典型代表；擁有站區用地120畝，分別設定了綜合觀測場、輔助觀測場以及氣象觀測場等近10餘處農田生態系統長期監測樣地。
（2）發展目標
建立地理科學資源研究所科研人員在青藏高原研究和生活的基地，為所研究人員提後勤保障。提升農田綜合實驗場水平，建立以農田生態系統為主的控制實驗研究平台。主要開展農田生態系統長期定位監測、對其水分、土壤、生物、以及氣象等生態系統要素進行長期的定位監測，以探討西藏高原農區的農田生態系統的長期動態變化過程以及未來的發展趨勢；同時開展農田N、P、K肥力實驗和農田光能、水和氮利用效率和生產力特徵及其調控機制研究。
科研成就
中國科學院拉薩高原生態試驗站重點開展了青藏高原生態系統與全球變化、碳循環和農作物、牧草引種試驗與示範等科研工作，取得了大量的優秀成果。近五年來，拉薩站成員及依託拉薩站工作的科研人員發表論文的總數達92篇，其中SCI論文15篇，CSCD論文54篇，國際會議論文7篇，英文專著論文8篇，中文專著論文6篇，其它論文2篇。近5年來，已經有4名博士生、3名碩士生在站完成學位論文工作。主要研究成果為以下幾個方面：
1. 基礎科學研究
（1）高原生態系統土壤溫室氣體排放的研究
通過對青藏高原農田、高寒草甸和高寒草原等生態系統類型土壤CO2、CH4和N2O排放狀況的系統觀測，討論了高原主要生態系統土壤CO2排放日變化和季節變化的特徵。指出高原各類生態系統CO2排放與5 cm土壤溫度變化相關性最好，可用5cm土壤溫度來推算高原各類型生態系統土壤CO2排放量。土壤呼吸不僅受到土壤溫度，而且受到植物物候、葉面積指數、根系生物量等生物因子的影響，植物的物候要改變溫度對土壤呼吸的影響，證明了次要影響因子對關鍵生態因子的修飾作用。此外根據不同生態系統的特點，估算了土壤呼吸中根系呼吸和土壤微生物異氧呼吸的比例和受溫度等因子的影響特徵。通過同步觀測生態系統的淨生產力，估算了生態系統的碳平衡。
（2）未來CO2變化情景下植物生理生態適應的研究
青藏高原海拔高，氣壓低，CO2密度只有平原地區的2/3, 作物光合特性有其鮮明的高原特色，尤其在氣候變化、二氧化碳增加的情形下，高原作物的光合生產的變化比平原地區更為敏感，在海拔如此高的地區進行此類研究，十分罕見。對冬小麥旗葉的光合作用進行了較為系統的研究，確定了高原地區冬小麥的初始光利用效率這一能夠體現高原光合特徵的重要參數，過去測定高原地區植物的初始光利用效率比平原相比明顯偏低。通過最近的觀測我們對過去的結果進行了校正，發現高原生態系統的表觀量子產額並不明顯低於平原地區。2001年，我們與日本北海道大學合作，利用開頂箱方法，開展了CO2加倍對高原作物光合作用的影響的試驗，已取得部分成果。CO2加富能夠增強葉片水平的光合作用，高原生態系統對CO2回響較平原地區敏感。但群體水平，我們並沒有發現CO2加富後群落生物量和生產力的提高，這可能與加富後，植物氮素缺失相關。
（3） 高原生態系統高產機制的模擬
根據大量實測資料，建立了高原地區冬小麥的葉面積動態、光截獲和群體光合乾物質累積動態的模擬模型，通過對高原地區冬小麥產量形成的模擬，指出高原冬小麥高產的最主要生態學原因是氣候溫涼導致的生育期延長，並指出畝產噸糧可做為高原地區冬小麥潛在的極限產量。通過對大氣CO2倍增、溫度升高情景下的高原冬小麥乾物質形成過程的模擬，指出在CO2倍增的情景下，高原冬小麥總的趨勢是增產，生育期縮短,在相同的未來CO2倍增、氣溫升高的情景下，與平原地區的估算結果相比，高原增產幅度並不大，其原因主要是生育期縮短較多，CO2的增產效應大部分被生育期縮短的減產效應抵消了。
（4）高原生態系統特徵參數的研究
測定了青藏高原東部樣帶22個典型地區植被樣地的地上/地下生物量、葉面積指數、淨第一性生產力、土壤碳和氮的貯量等結構功能特徵參數，發現這些植被特徵參數與水熱氣候因子的關係均趨同於非線性的Logistic函式。青藏高原植被樣帶研究進一步以詳實的實測數據證明了Weber定律在高原陸地生態系統中的普遍規律，即在相似的自然環境條件下，一個充分適應而穩定的植物群落，不管區系組成如何，最終應具有相同或相似的乾物質生產，如生物現存量和淨第一性生產力。深入理解這種非線性閾值特徵關係的內在機理將有助於我們科學預測未來全球氣候變化下陸地生態系統的行為回響特徵。
（5）拉薩地區土地利用變化及其對土壤碳儲量的影響
根據1999 年的實地調查和以往文獻資料、4 期航片和地形圖等大量信息, 準確地展現了過去50 年中拉薩城市用地變化進程, 重點分析了城市用地變化產生的生態與環境效應和問題。結合土地利用變化分析了拉薩市土壤碳儲量的空間格局和由於土地利用變化引起的土壤碳儲量變化情況。
（6）自然資產和生態系統服務功能
青藏高原具有豐富多樣的生態系統類型, 這些生態系統不僅生產了大量的產品, 而且提供了巨大的生態服務功能。草地具有重要的水源涵養功能，森林具有重要的大氣調節功能，農田以生產服務功能為主。在區域分異上具有沿東南向西北迅速減小的趨勢。高原不同生態系統類型中，森林生態系統和草地生態系統對青藏高原生態系統總服務價值的貢獻最大，貢獻率分別為31%和48%。高原生態系統產品的經濟價值與生態服務功能價值的比值為1: 70, 顯然, 高原生態系統的生態服務價值遠遠高於直接使用價值。因此, 保護生態系統和生物多樣性是維持生態系統穩定和保育高原生態過程的根本。
2.套用開發和示範研究
在套用開發和示範推廣方面，拉薩站自建站以來先後承擔了農業部項目1項，西藏自治區科委項目2項，地理資源所所長基金2項，院“西部之光”項目2項，院農辦項目1項，為西藏軍區舉辦了兩次培訓班，培訓了400人次。以拉薩站為基地，在農林牧品種選育、栽培配套模式、植物水肥利用和性狀表現等方面進行了研究，並在農牧結合結構配置和農牧業發展戰略方面進行了多方面多層次的研究，為西藏自治區政府和西藏軍區的農牧建設提供了科學的參考。
（1）優質牧草篩選及人工草地建設
“優質牧草引種試驗”是西藏自治區科技廳繼糧食作物品種引種取得成效的基礎上, 抓的又一項重中之重的科技攻關項目。與自治區畜牧研究所合作, 從國內外先後引進157 份牧草品種和15 份草坪草的試驗。分別在高寒牧區那曲、當雄點和高寒河谷農區曲尼巴綜合和中科院拉薩生態站為基地進行試驗。測定了引進品種的萌發率、物候期、生物量、農藝性狀及越冬率等指標, 篩選出適宜在不同地區種植的優良牧草品種29 份, 篩選出紫花苜蓿、箭舌豌豆、紅豆草、魯梅克斯K—1 雜交酸膜、葦狀羊茅、高羊茅、黑麥草、牧冰草、新麥草、冰草、青海老芒麥、紅三葉等10多個適於高原牧區的牧草品種，已在當雄和那曲等地中試和推廣。正在開展不同品種牧草人工草地種植配置模式的研究。在河谷地區分枝飼料玉米和魯梅克斯表現好，產草量高，具有很好的開發價值。其中，分枝玉米平均鮮生物量可達3500－5000公斤/畝，非常適宜作青貯飼料，正在做青貯發酵試驗研究。
（2）農作物栽培配套模式及機理研究
自1993年建站以來，拉薩站先後重國外引進作物品種135個，選育出春小麥高原602、東農系列玉米、春雜系列油菜、H系列雙低油菜等在高原適應性好的品種，在“一江兩河”農區得到大面積推廣。近5年來，我站主要開展了冬小麥、玉米、油菜等作物套種模式、水肥利用及生產性狀的研究。配合開展的農牧結合項目，在農－經－飼三元結構調整和針對提高土地利用效率和增加農牧民收入方面進行了研究。
（3）保護地蔬菜栽培技術示範
在中國科學院院農辦的資助下，拉薩站建立了大型高標準陽光溫室，開展了蔬菜有機生態型無土栽培試驗，在不同基質槽中栽培黃瓜、櫻桃西紅柿、辣椒、茄子、菜豆等蔬菜栽培，在反季節蔬菜栽培技術上進行了研究。進行溫室溫度、濕度和室內CO2的調節，充分利用高原高光照的優勢，利用光能轉化為日光溫室的地溫優勢，提高反季節蔬菜光合作用和蔬菜的經濟產量。有機生態型無土栽培技術投入低、技術集成度高而容易掌握、管理簡單、病蟲害少、節水、節地、節肥，極適合在西藏廣泛推廣，自治區科技廳和軍區後勤部已經組織人員來站參觀，這些技術已在達孜縣附近菜農和西藏軍區屯墾部隊推廣。
（4）西藏農牧業發展戰略研究
近5年來，配合我所進行的西藏自治區農牧業發展規劃，多位研究生在以我站為基地，進行農戶行為、農村社會經濟發展指標的調查，完成了農牧業可持續發展的研究論文。重點分析了西藏解放50年來農牧業發展的主要成就與存在的問題、新形勢下西藏農牧業發展面臨的機遇與挑戰,西藏農牧業發展的優勢與劣勢。提出新時期西藏農牧業發展的戰略重點是: 改變傳統的糧食安全保障的觀念,充分利用市場調節因素,逐步實現糧食供應由“自給”向“自主”轉變；充分發揮資源優勢,高度重視高原特色農牧業的發展,逐步實現種植業由“增糧”向“增效”轉變；全面實施農牧業巨觀發展戰略,強調農牧結合,逐步實現農牧業生產的一體化,加速農牧業產業化,促進多種農牧業方式的綜合發展；深入貫徹可持續發展戰略思想,重視生態農業在促進農牧業發展與生態環境保護中的作用,逐步實現農牧業經濟發展與生態環境保育的良性循環。為中央政府及西藏地方政府確立正確的農業可持續發展戰略提供了科學可靠的決策依據和理論參考。
人才培養
中國科學院拉薩高原生態試驗站共有學術指導2名，正式工作人員10名，其中包括2名專職的技術支撐人員，長期聘用的專職管理服務人員3名。此外拉薩站和西藏自治區氣象局建立了良好的合作關係，拉薩站的氣象觀測部分即由拉薩農業氣象試驗站負責觀測，從而也保障了我站氣象觀測數據質量的可靠性。此外拉薩站還聘請了多名客座研究人員。
機構領導
中國科學院拉薩高原生態試驗站是中國生態研究網路（CERN）和國家生態系統研究網路（CNERN）的重點站之一，也是中國科學院開展青藏高原研究的一個重要的視窗。拉薩站通過對高原生態環境要素的長期監測，定點研究了在高原極為特殊的生態環境條件下高原農田生態系統的能量和物質的傳輸規律,以及它們對環境變化的回響機理，有效的開展了高原生態環境整治與高原農業高效開發試驗示範研究，為實現高原區域資源合理利用與區域可持續發展提供了重要的科學依據。拉薩站建站以來，在生態環境因子監測、高原生態學研究和農牧業可持續發展模式等方面的都做了大量的工作，為開展青藏高原研究提供了重要的技術支撐和研究平台。
