中國科學(xué)院西北高原生物研究所 西寧 810001

中國科學(xué)院海北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)定位站（以下簡稱為“海北站”），始建于 1976 年，地處青藏高原東北隅祁連山區(qū)門源縣境內(nèi)。1978 年，該站成為中國科學(xué)院院屬臺站，2000 年成為國家科技部野外觀測試點站，2002 年加入中國陸地生態(tài)系統(tǒng)通量觀測研究網(wǎng)絡(luò)（ChinaFLUX），2006 年成為國家科技部野外觀測研究站，2013 年加入中國荒漠-草地生態(tài)系統(tǒng)觀測研究野外站聯(lián)盟和高寒網(wǎng)。海北站代表了青藏高原高寒、缺氧、強(qiáng)紫外的特殊生態(tài)環(huán)境類型，是我國高寒生態(tài)學(xué)研究無可替代的野外支撐平臺和國際知名的高寒草地科學(xué)研究基地。

1 學(xué)科定位

海北站立足于高寒環(huán)境下的高寒草地生態(tài)系統(tǒng)演變過程及其發(fā)生生物學(xué)機(jī)制；基于生態(tài)過程的高寒草地適應(yīng)性管理；退化系統(tǒng)功能提升及其生態(tài)水文學(xué)機(jī)理研究；注重高寒環(huán)境退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的技術(shù)研發(fā)、試驗示范和技術(shù)推廣；進(jìn)行長期定位觀測及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累，為高寒生態(tài)學(xué)研究提供研究平臺。目前的主要研究內(nèi)容包括：

（1）典型高寒草地生態(tài)系統(tǒng)的長期演變；

（2）草地演化代表性生物種群、形態(tài)、功能的生物信息表達(dá)；

（3）草地對干擾響應(yīng)的環(huán)境-生物-土壤-功能聯(lián)同機(jī)制；

（4）基于生態(tài)過程的高寒草地適應(yīng)性分區(qū)管理技術(shù)；

（5）區(qū)域水平的生態(tài)系統(tǒng)功能演變的評估；

（6）典型受損生態(tài)系統(tǒng)功能提升的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范。

2 研究成果與科學(xué)貢獻(xiàn)

建站 40 多年以來，海北站面向青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)脆弱、退化嚴(yán)重、功能減弱、生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)狀，圍繞天然草地適應(yīng)性管理、草地功能提升和退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建等國家重大需求及高寒環(huán)境下的全球變化生態(tài)學(xué)、生態(tài)水文學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)等學(xué)科前沿，開展了系統(tǒng)、長期的定位監(jiān)測、試驗研究及科普示范，取得了一系列重要成果，為青藏高原高寒草地可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供了重要的理論與技術(shù)支撐。取得的主要進(jìn)展如下：

（1）理解了高寒草地在地球碳循環(huán)中的作用，揭示了高寒草地生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化適應(yīng)與響應(yīng)的生物學(xué)機(jī)制。

（2）發(fā)現(xiàn)高寒草地具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性維持能力，證明人類干擾而非氣候變化是引起高寒草地退化的主要驅(qū)動力?，F(xiàn)今人類賦加于草地的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了草地的自調(diào)控之閾值點，這是引起高寒草地退化的主要原因。

（3）闡明了放牧作用-系統(tǒng)穩(wěn)定性-草地功能演變之間的耦合與協(xié)同關(guān)系，獲批高寒草地退化狀態(tài)劃分的地方標(biāo)準(zhǔn)。

（4）構(gòu)建了放牧干擾下高寒草地的退化演替過程模式，提出了高寒草地“被動-主動退化”的過程理論。

（5）明晰了放牧制度對高寒草地可持續(xù)性的影響，建立了家庭制式高寒草地功能提升的技術(shù)模式，并進(jìn)行了示范。

（6）礦采對青藏高原高寒草地環(huán)境的影響，明晰了礦采跡地植被恢復(fù)的瓶頸，建立了“整平直播”為礦區(qū)植被恢復(fù)的適宜模式，并進(jìn)行了示范。

（7）明晰了高寒草地的水文生態(tài)學(xué)過程，著手開展高寒草地水源涵養(yǎng)功能的評估工作。

海北站始終堅持瞄準(zhǔn)國際生物學(xué)發(fā)展前沿，緊密結(jié)合實施青藏高原生態(tài)安全國家戰(zhàn)略需求的重大問題作為學(xué)科定位。通過幾代科研人員的不懈努力，取得了一批重大科技成果，先后獲國家科技進(jìn)步獎二等獎 2 項，中國科學(xué)院科技進(jìn)步獎一等獎 1 項、自然科學(xué)二等獎 1 項，青海省科技進(jìn)步獎一等獎 2 項。其中一批科研成果，在國內(nèi)外相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了重大的影響。在青藏高原生態(tài)環(huán)境保護(hù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、國家公園體系建設(shè)和可可西里遺產(chǎn)地申報中，起到了科技引領(lǐng)和技術(shù)支撐作用，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。

3 人才培養(yǎng)與隊伍建設(shè)

海北站現(xiàn)有固定人員 15 人，其中研究人員 12 人，支撐人員 2 名，管理人員 1 名。研究員 4 名，副研究員 7 名，獲得博士學(xué)位者占總?cè)藬?shù)的 80%。學(xué)科配置齊全，結(jié)構(gòu)合理，平均年齡 45 歲。是一支充滿活力、經(jīng)驗豐富、長期從事高寒生態(tài)學(xué)研究與監(jiān)測的團(tuán)隊。

近 5 年來，海北站為中國科學(xué)院西北高原生物研究所培養(yǎng)博士 22 名、碩士 52 名，其中 24 人獲得“三好學(xué)生”稱號，1 人獲得國家獎學(xué)金?？妥芯咳藛T依靠海北站平臺先后培養(yǎng)博士 23 名、碩士 76 名。獲得“西部之光”支撐 6 項，中國科學(xué)院特聘研究員 2 名，青海省“千人計劃”1 名，青海省學(xué)科帶頭人 9 人，獲國務(wù)院政府津貼者 1 人。

4 科研能力與技術(shù)平臺

海北站生活區(qū)面積 10 畝，建筑面積 2 654 m2，分為專家公寓、學(xué)生宿舍、食堂、會議室、實驗室、鍋爐房和后勤辦公用房等功能區(qū)。水電設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)電視齊全，實現(xiàn)了生活區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，接待能力 85 人。

海北站以廣布于青藏高原的高寒矮嵩草草甸、高寒金露梅灌叢草甸、高寒小嵩草草甸和高寒藏嵩草濕地 4 種典型草地為研究對象，設(shè)置了包括長期監(jiān)測、天然草地碳過程與收支、模擬氣候變化、放牧干擾下的生態(tài)系統(tǒng)演變、生態(tài)系統(tǒng)水文過程及小流域水分收支、草地功能提升技術(shù)示范和國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施陸地觀測衛(wèi)星共性應(yīng)用支撐平臺等野外觀測場 8 處，布設(shè)實驗 40 余個，占地面積 3 400 余畝；其中，海北站具有土地所有權(quán)土地面積 115 畝，其余土地均采用租賃方式使用。

現(xiàn)有野外自動觀測設(shè)備包括：MAWS 氣象輻射、LI-7500A 地表蒸散、CR800 土壤水分含量、植物生長節(jié)律SEQUOIA 野外自動觀測和渦度通量觀測等，共計 120 套（件），均實現(xiàn)了儀器狀態(tài)的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸功能。

室內(nèi)分析設(shè)備包括：Smartchem140 水體碳氮分析儀、Mars6 微波消解儀、Vario EL 元素分析儀和 Kjeltec 8400 全自動凱氏定氮儀等，共計 12 套（件）。

同時海北站土壤樣品庫收集了青藏高原土壤樣品 5 萬余份，包括青海省 17 個土類 64 個亞類的土壤，建立了土壤樣品的數(shù)字化信息檔案，實現(xiàn)了樣品的溯源性。

5 開放與交流

海北站作為國家野外科學(xué)觀測研究站，承擔(dān)著包括科學(xué)研究、研究生論文數(shù)據(jù)獲取、大學(xué)生夏令營、生態(tài)學(xué)科普教育、社會觀眾考察、政策咨詢與建議等支撐服務(wù)。海北站每年支撐來自國內(nèi)外的 16 個研究機(jī)構(gòu)或大專院校、25 個學(xué)科組的研究工作，其中 19 個學(xué)科組在海北站建立了自己的長期研究樣地并布設(shè)了實驗，6 個學(xué)科組與海北站固定人員合作，利用已建立的研究樣地進(jìn)行工作，每年在站工作 3 200 人天。每年進(jìn)行2次大學(xué)生、中學(xué)生夏令營科普教育活動。中國科學(xué)院-青海大學(xué)菁英班 7 人，由在站人員進(jìn)行為期 1 年的課程學(xué)習(xí)與實習(xí)指導(dǎo)。每年來站進(jìn)行公眾考察與參觀訪問的約 100 余人次。

與海北站開展合作研究的國內(nèi)單位有：中國科學(xué)院大學(xué)、昆明植物研究所、地理科學(xué)與資源研究所、植物研究所、大氣物理研究所、南京土壤研究所等；院外單位有：北京大學(xué)、清華大學(xué)、南開大學(xué)、蘭州大學(xué)、南京信息工程大學(xué)、青海師范大學(xué)、青海民族大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)和南開大學(xué)等；來自國外的研究單位包括：日本農(nóng)業(yè)環(huán)境技術(shù)研究所、日本環(huán)境研究所、美國科羅拉多大學(xué)、瑞士蘇黎世大學(xué)和日本神戶大學(xué)等。

6 科技引領(lǐng)作用

中國科學(xué)院西北高原生物研究所地處青藏高原，是以從事青藏高原生物科學(xué)研究為主的公益性綜合研究所，青藏高原生態(tài)與環(huán)境是其主要的學(xué)科重點之一。海北站的研究成果在三江源退牧還草生態(tài)環(huán)境治理、三江源國家公園建設(shè)、祁連山國家公園試點工程和可可西里世界遺產(chǎn)地申報中起到了科技引領(lǐng)作用，提交并獲得批復(fù)的有關(guān)政府咨詢建議 2 份。

同時，海北站為地方政府或企業(yè)先后開展了“家庭制式草地功能提升及適應(yīng)性管理技術(shù)”“祁連山礦區(qū)生態(tài)環(huán)境演變及植被恢復(fù)”“干旱溝壑型小流域綜合治理技術(shù)”和“青海省泥炭沼澤碳庫調(diào)查中的青海高原泥炭土、沼澤土的空間分布及剖面構(gòu)型”骨干人員的技術(shù)培訓(xùn)與實驗示范工作，對區(qū)域草地的可持續(xù)發(fā)展與功能提升起到良好的帶動作用。