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实验室手刺：地表历程与资源生态国家重点实验室围绕地球系统科学前沿和国家重大战略需求，以我国北方农牧交织带、城乡过渡带及海岸带等为重点，研究地表历程及其对可更新资源再生气理的影响，建设与完善地表多要素、多历程和多标准模子与人地系统动力学模拟系统，探讨区域自然资源可一连使用范式，为生态系统服务、可一连性治理与退化生态系统恢复重修等提供科学与手艺支持。实验室拥有多个野外监测平台、数据与盘算模拟平台和剖析测试平台，形成了地表历程、资源生态、地表系统模子与模拟、区域可一连生长模式四个相互联系、互为依托的研究偏向，多项研究效果划分获国家自然科学奖、国家科技前进奖等奖项，为生态文明建设和区域高质量生长方面做出主要孝顺。
地球，人类赖以生涯的家园。在水、土、气、生、人多种要素相互作用下，地球这个生命体时时刻刻都在爆发着转变。
“这些差别的要素之间有何关系，相互作用的机理是什么，会给地神色况带来哪些转变、爆发哪些问题，怎样解决这些问题，让地表可更新资源更可一连、让区域生长更高质量，等等，这些都是我们这个实验室关注的重点。”地表历程与资源生态国家重点实验室主任效存德教授先容，若是把地表系统视为人体，那就需要一位“全科医生”，既为地表资源情形“切脉问诊”，也针对问题为地表系统“开方疗伤”。
克日，记者走进地表历程与资源生态国家重点实验室，近距离相识这位“全科医生”如作甚地表资源情形“问诊疗伤”。
天逍遥一体化综合视察
为相识地表历程及剖析决议等提供数据支持
9月15日上午9时许，记者来到位于北京师范大学的地表历程与资源生态国家重点实验室。实验室成员、高级工程师徐自为正通过野外站网远程监控与数据处置惩罚系统，审查千余公里外的黑河流域地表历程综合视察网的实时视察数据。
这是他天天的“牢靠行动”。
“一方面是要看一看视察数据的质量、一连性，另一方面是要检查各视察仪器的运行状态。”徐自为告诉记者，大型视察试验犹如大型“体检”，是相识陆地表层系统状态、历程以及研发相关模子、提出决议参考的条件。
山水林田湖草沙冰是一个生命配合体，组成了一个区域、国家以致地球的景观综合体，各系统间保存重大而细密的物质循环和能量流动，其生态功效是该生命配合体质量的主要表征，而生物多样性是各系统生产和服务的基础和源泉，要展现一个区域或流域山水林田湖草沙冰生命配合体的康健状态、演化纪律与驱念头制，发明问题、提出对策，首先要建设全方位、立体化监测系统，集成多标准、多历程、多要素的综合监测数据。这是“诊断”的基础。
黑河流域位于我国西部干旱半干旱区，是我国第二大内陆河流域，也是丝绸之路经济带的焦点地段，从上游到中游、下游，以水为纽带，形成了“冰雪/冻土—森林—草甸—绿洲（农田、河岸林）—荒原/沙漠/沙漠—湖泊”的多元自然景观。“可以说，是开展地表（陆表）历程视察的绝佳单位。”实验室成员刘绍民教授先容。
为此，实验室团队成员打造了多要素、多历程、多标准的漫衍式立体视察物联网，可对黑河流域举行天逍遥一体化的、差别标准的恒久视察，积累长时间序列数据集，为流域综合治理提供数据支持。
“现在一共有13个视察站正在运行，笼罩黑河流域主要下垫面类型。地面上安排的多类型视察仪器可以获取地表通量、水文气象要素、植被参数和土壤参数等数据，无人机、卫星遥感等则可以获取由基础产品、植被产品、水文产品和人类运动产品等组成的全区域、重点区域和人类运动区生态情形遥感产品数据。”徐自为告诉记者，无论是冰雪、冻土，照旧森林、草甸、湖泊，水、土、气、生、人全要素、多标准的数据信息，都可以借助这一视察网获取。
这只是祁连山天逍遥一体化综合监测系统的一部分。
记者相识到，除黑河流域外，实验室团队还在青海湖流域、疏勒河流域、石羊河流域、大通河—湟水流域与柴达木盆地等祁连山地区，构建了由地面视察站网+无人机+高分卫星+中高区分率卫星等组成的天逍遥一体化综合监测物联网，天生了祁连山多源、多标准、多要素的综合监测数据集。现在，已在国家青藏高原科学数据中心宣布响应中文、英文数据集700余个。
在此基础上，实验室团队成员还凭证视察数据对祁连山山水林田湖草沙冰系统生态功效和生物多样性现状举行了评估，展现了植物对干旱缺水的生态水文顺应机制，研发出高寒湿地系统性植被恢复手艺等。
研发中领土壤侵蚀模子
展现土壤背后的神秘，探讨水土流失的缘故原由和治理
前不久，在北京师范大学房山综合实验基地人工模拟降雨大厅，一场人工降雨正在举行。
“主要是研究暴雨影响土壤侵蚀的机理问题。”实验室副主任张绚烂教授先容，无论是通俗降雨，照旧50年一遇、100年一遇的大暴雨，在这里都可以随时实现、随时获取相关数据。
不但云云，在实验基地的风洞实验大厅，还可举行风蚀视察，测定在差别风速条件下，差别下垫面的风蚀状态和风蚀量，从而获得相关实验数据。
土长土养，土生万物。土壤关于一个国家以致整个地球的主要性不言而喻。然而，受水力、风力、冻融或重力等外营力影响，土壤及其母质一直被破损、疏散、搬运、沉积。
“这个历程就是我们所说的土壤侵蚀。”张绚烂教授告诉记者，在外营力作用下，土壤结构遭到破损，变为松散泥沙，从而导致水土流失等问题。因此，研究土壤侵蚀历程与机理、确定土壤侵蚀强度及其时空漫衍，关于防治生态灾难、治理水土流失、服务生态文明建设等，意义重大。而这也是实验室的主要研究领域之一。
据先容，地表历程主要包括由天气、水文、植被及人类运动转变所引起的侵蚀、搬运、沉积及景观名堂转变等地理历程。其中对资源生态影响最为突出的是土壤水蚀、风蚀和风水复合侵蚀等历程。
近年来，实验室团队成员协力攻关，研发了中领土壤侵蚀模子，被应用于天下水土流失视察。同时开发了耕地、灌草地和沙地风蚀模子，解决了区域水土流失视察定量评价与空间制图的难题，体例了我国第一幅定量土壤侵蚀强度图。“我们还主持了第一次天下水利普查土壤侵蚀普查，完成了全领土壤侵蚀专题图。”效存德教授告诉记者。
今年7月，实验室成员刘宝元教授还向导科考队举行了国家第二次青藏高原综合科学考察研究2022年夏日“土壤侵蚀”专题科考事情，填补了青藏高原无人区没有土壤侵蚀定量研究的空缺。
据先容，10年前，刘宝元教授就发明了青藏高原土壤具有奇异的侵蚀特点。以后十年，险些每年一次的三江源野外踏勘，成了他的事情一样平常。而此次青藏高原“土壤侵蚀”专题科考，旨在进一步开展定量化研究，同时要解决土壤侵蚀与土地退化的关系，以期为后续的水土流失防治提供科学依据。“银娱优越会研究和视察就是为了�；ね寥�，为子孙子女的生涯和生长做出今众人应有的孝顺。”刘宝元教授体现。
记者相识到，从青藏高原收罗回来的土壤样本，不但会在房山综合实验基地接受“风沙”“雨水”的磨练，还会在实验室的室内剖析测试平台接受CT扫描、伽马探测等多项剖析测试实验。
“土壤的微观结构、质地以及养分含量、孔隙巨细、微生物种类等，在室内剖析测试平台均可获得谜底。”实验室剖析测试中心副主任高晓飞告诉记者。
建设综合灾难危害提防科技系统
解决重大自然灾难评估等科技难题
王承书，地表历程与资源生态国家重点实验室博士研究生。“我们种下的大豆，马上就要收获了。”9月15日，记者联系到他时，他和团队成员正忙着整理实验用具，为大豆测产做准备。
王承书告诉记者，今年4月以来，他一直待在黑龙江省嫩江市鹤山农场，与其他成员一起举行着大田试验，并获取了一系列详实可靠的数据。秸秆碎混还田将对差别退化水平的黑土农田生态生产功效带来什么影响？谜底很快就要揭晓。
据张绚烂教授先容，受人为高强度开发使用以及天气、地形地貌、土壤、植被等奇异侵蚀情形的综合影响，东北黑土地耕层逐渐变薄、变瘦、变硬，导致地力下降、甚至损毁耕地，阻碍了地表系统可一连生长，威胁国家粮食清静。怎样做才华有用阻控水土流失，恢复侵蚀退化黑土地生态生产功效，推进区域可一连生长？他们一直在探讨有用模式为黑土地“疗伤”。
“我们现在正在开展的侵蚀退化黑土地生态生产功效重修机制与阻控手艺研究，主要是寻找秸秆还田、有机肥施用、结构改良与耕层重构，对差别退化水平黑土农田土壤水热特征、养分动态等生态生产功效带来哪些影响，其背后的机制是什么。”张绚烂教授告诉记者，这关于抑制土壤侵蚀、增进黑土区水土坚持、改善生态情形以及实现作物稳产增产，具有主要的理论和应用价值。
这只是实验室科研团队探索区域可一连、高质量生长有用模式的一个例子。“我们从区域生态系统服务改善和自然灾难综合危害提防入手，开展了差别标准的区域可一连生长理论、要领和应用实践研究。”效存德教授先容。
据先容，中国是天下上自然灾难最严重国家之一，重大自然灾难频仍爆发，仅汶川地动就使8.7万人罹难和失踪，直接经济损失约8500亿元。针对自然灾难危害提防和特殊重大自然灾难应对急需的要害手艺，实验室灾难综合危害提防团队历经多年相助研究，在区域自然灾难系统理论与要领、重大自然灾难损失与危害综合评估手艺、中国自然灾难系列地图整体例、重大自然灾难应对与农业自然灾难包管手艺等方面取得多项原创性效果，建设了模式化、图谱化、实时化、标准化、一体化的综合灾难危害提防科技系统，解决了重大自然灾难评估缺少系统化统计制度包管、时效性与精准性差等科技难题。
在国际上率先提出区域灾难系统理论，据此建设了中国13种主要自然灾难数据库，体例了中国自然灾难系列地图集；首次研发特殊重大自然灾难损失统计制度，并在天下应用；系统建设了基于区域灾难系统理论的综合危害评估模子；首次制订了中国自然灾难系列区划与农业危害与包管区划；研发了国家重大自然灾难评估营业运行手艺支持系统……
实验室主要成员还加入了正在开展的第一次天下自然灾难综合危害普查事情。
科研职员正在举行野外踏勘，收罗土壤样本、获取有关数据
科研职员在实验室的室内剖析测试平台开展实验
北京师范大学房山综合实验基地的大型风沙情形与工程风洞装备
黑河流域上游阿柔超等视察站的地面视察设施
（地表历程与资源生态国家重点实验室 供图）
原文刊载于《中国纪检监察报》2022年9月19日，记者：王珍