新闻纵深｜国家设“站”，将在河北观测研究什么？

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不久前，河北塞罕坝人工林生态系统国家野外科学观测研究站、河北曲周农业绿色发展国家野外科学观测研究站、河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站、河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站、河北固城农业气象国家野外科学观测研究站等5个野外科学观测研究站获得科技部批准建设。

加之此前的河北沽源草地生态系统国家野外科学观测研究站、河北栾城农田生态系统国家野外科学观测研究站，至此，国家在河北省布局建设的国家野外科学观测研究站总数达到7个。

野外科学观测研究站是国家研究试验基地的有机组成部分，也是国家科技基础条件平台建设和科技创新体系的重要内容。

河北省入选的这些国家野外科学观测研究站承担着什么样的角色？它们对相关研究提供怎样支撑？未来如何发挥示范作用以支撑区域发展？记者就相关问题对部分站点进行了解析。

国家设“站”，将在河北观测研究什么？

♦建站 服务国家需求

不久前，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所（以下简称水环所），在沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站衡水分站，首次建成地下水—包气带—植被—大气系统一体化水文蒸散观测体系。它的投入运行，将为生态文明建设提供水工环地质科技支撑，为地球关键带水循环水平衡演变过程机理、国土空间地下水生态修复与保护研究提供示范。

该国家野外科学观测研究站是在自然资源部、中国地质调查局的领导下，由中国地质调查局水环所和地质环境监测院牵头，联合京津冀5家相关单位共同建设，采用“一站多点、区域控制”布局。其中，沧州为主站，正定、衡水、雄安新区、通州、大兴、滨海新区设立典型观测站。

长期以来，京津冀地区因地表水短缺，生产生活供水主要依赖地下水，导致地下水长期超采并诱发了地面沉降等环境地质问题。

沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站首席科学家张兆吉研究员指出，受气候变化和人类活动叠加影响，京津冀平原形成了全球最大的区域地下水复合降落漏斗和地面沉降区，在我国乃至世界都具有典型的研究意义，已经成为国际水文地质界关注的热点，是国土空间地下水生态修复与保护的难点，受到国际社会和人民群众的高度关注。

“沧州主站在地下水降落漏斗和地面沉降两大地质环境问题上，具有显著示范性和国际影响力，这就是所谓的‘世界看中国、中国看华北、华北看沧州’。”沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站副站长、水环所水资源研究室主任杨会峰说。

采访中记者了解到，被批准建设前，河北省这几个国家野外科学观测研究站都已经有相对成熟的研究基地，有的基地已经在相关领域研究近二十年。

河北固城农业气象国家野外科学观测研究站（以下简称固城站）位于定兴县境内，前身为国家气象局固城农业气象试验站，是国家一级农业气象试验站，2005年被选定为中国气象局生态与农业气象试验站建设的7个试点站之一。

固城站地处华北平原北部灌溉高产农业区，生态类型为典型的华北冬小麦-夏玉米一年两熟制农田生态系统，主要农业气象灾害包括干旱、冻害、霜冻、干热风、高温热害、风灾等，特别是干旱对农业生产的影响最严重，对农业高产稳产和水资源具有显著的不利影响。

“开展长期系统的农业气象研究，提高农业气象服务的科技水平，以解决气象为农服务这一国家重大需求。”固城站执行站长耿金剑说，无论从区域、生态系统类型、学科方向及研究成果上，固城站都具有很好的代表性，是集野外监测、研究、试验、示范、教学和科普于一体的综合支撑平台。

在新入选的5个国家野外科学观测研究站中，唯一一个由河北省主导的就是河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站（以下简称红山站）。

红山站所处的华北平原是中国大陆主要的地震活跃区，历史上曾发生多次强烈的破坏性地震，华北平原具有的典型巨厚沉积和巨厚松散沉积，使得地震灾害问题更为突出。

省地震局公共服务处（法规处）处长丁瑞同表示，红山站依托省地震局红山基准台建设，观测环境好、观测手段多、数字化程度高、研究基础好，已积累了50多年的高质量观测资料。

塞罕坝人工林生态系统国家野外科学观测研究站，是北京大学首个国家野外科学研究台站。

该站是生态文明建设的重要基地，具有丰富的科普教育内容和条件。在被科技部批准建设之前，北京大学为立足科学前沿，深入开展长期生态系统观测和实验研究，支撑我国北方生态脆弱区的生态建设，服务国家生态文明建设重大战略需求，于2000年开始进行生态站项目立项建设。

河北固城农业气象国家野外科学观测研究站可控水分试验场，用于开展冬小麦/夏玉米控水、增温等试验。受访者供图

♦观测 守护生态屏障

据了解，10月8日下午，沧州站召开第一届学术委员会第一次会议，审议了沧州站总体建设规划，对野外站后续建设提出了具体意见建议，并向第一届学术委员会委员颁发了聘书。

“沧州站2008年开始地下水和地面沉降监测，拥有具备典型性和代表性的高水平地下水与地面沉降定位观测系统。”杨会峰说，“观测站点从山前地带、中部平原到滨海均有分布，7个观测点联成一个统一的整体，既有共性，又具有各自鲜明特点。”

杨会峰告诉记者，除了野外站的站点观测外，还拥有高密度的地下水与地面沉降统测网和监测网。试验站通过点上观测进行机理研究，通过区域监测开展规律研究，形成完整的观测研究体系，从而推动地质科学问题的解决。

“观测是第一位的。如果没有台站，就很难实现长期、连续的定点观测。”红山基准台台长任佳说，目前红山站设立了六个研究中心，多角度服务于河北平原区地震减灾示范研究目标。

红山基准台是新中国成立后建立的第一个有组织、大规模开展地震预测的地震台，有基岩出露，地震信号噪比高。

“红山基准台周围是广袤沉积层，红山站对华北平原腹地形成了很好覆盖，可以进行不同场地类型的长期对比观测，是研究华北平原巨厚沉积结构及变化的优质野外观测、试验和研究基地。”任佳说。

据介绍，红山站的地震观测方式已由最初的人工观测、模拟记录，逐步实现了数字化、网络化、信息化，开始向“有人看护、无人值守、远程维护、多维产出”的新模式转变，远程数据处理、视频会商、视频会议、同步学习也已在红山站实现。

气象条件的年际波动是导致作物产量不稳的主要因素，农业气象灾害是导致农业减产的重要环境问题。

固城站作为中国气象局农业气象野外科学试验基地，承担着农田气象观测和相关的科学试验研究任务，远离城市、道路、河流和建筑，下垫面为典型的华北平原农田生态系统。

“针对华北平原农业生产中的生态与农业气象问题，固城站开展长期定位观测和田间试验与环境控制试验，为北方农作物农业气象指标研究与验证、农业气象灾害监测与影响评估、气候与环境变化对农业生产的影响研究提供观测数据和科研支撑。”耿金剑说，固城站主要研究方向包括农业气候资源与农田生态系统结构和功能、农业气象灾害与风险管理、农业对气候变化的响应与适应。

在全球气候变化背景下，北大塞罕坝生态站为开展当前人类所关注的环境和生态科学等全球热点问题提供研究场所，也是监测我国北方地区空气质量和沙尘的重要台站。

据悉，北大塞罕坝生态站承担着生态学及其相关研究领域的长期定位观测与研究任务，其学科涵盖生态学、环境科学、大气科学等多个领域，主要开展生态系统养分循环、全球气候变化与植被生态响应、地下生态学、植被恢复与重建、荒漠化治理及首都生态安全等方面的研究，也对其他专业领域全面开放。

河北固城农业气象国家野外科学观测研究站开顶式气室，用于开展温室气体（CO₂）浓度增加对植物生长发育影响研究。受访者供图

♦示范 支撑区域发展

在中国农业大学曲周实验站甜叶菊种植基地，科研团队利用无人机高光谱成像技术，对15个甜叶菊品种和5种不同有机肥处理的甜叶菊进行田间遥感监测，建立了相关物质含量分析模型。

曲周农业绿色发展国家野外科学观测研究站的前身是中国农业大学曲周实验站。该站地处我国重要粮食产区黄淮海平原的中心位置，主要针对我国农业发展不同阶段面临的农业资源环境问题开展长期定位研究。

近年来，曲周县在中国农业大学的技术支持下创建国家农业绿色发展示范区，通过县校合作，引进张福锁院士团队为核心的技术团队，建立“政产学研用”五位一体平台，全域推进、全链整合，围绕绿色作物生产、绿色种养一体化、绿色生态环境和绿色产品与产业四大板块，构建六大体系即技术支撑体系、标准体系、产业体系、经营体系、政策体系和数字体系，推动农业绿色、高质量发展，为河北乃至我国农业绿色发展探索可复制的模式。

例如，近几年县校合作推动优质麦产业绿色发展，引进优良品种，构建全程绿色生产技术模式，打造万亩示范方，推动粮食生产提质增效；构建甜叶菊绿色产业链，引进品种、研究技术，推动曲周县绿色大健康产业发展；发展绿色蛋鸡产业，研发绿色种养循环技术，推动养殖业绿色、高效发展并保护生态环境；研究推广应用含脲酶抑制剂等新型肥料应用技术，减少农业生产氨排放；发展育苗产业，目前建成全国单体规模最大的育苗温室设施，成为知名的育苗品牌，同时高标准的生产技术流程被国家农业部门制定国标育苗技术规程所采用。

国家野外科学观测研究站建成将会具备怎样的科研价值？

“红山站定位于研究平原区地震减灾及大陆岩石圈改造两个相互关联的重大地球科学问题。”任佳介绍，未来五年内，基于新的研究思路开展平原区地球物理观测及地球介质高精度四维成像，探明华北平原壳慢结构，逐步建成初具规模的现代化数据中心，努力成为大陆岩石圈改造国际研究中心，并为京津冀协同发展、雄安新区建设中的地下空间利用以及智慧城市建设保驾护航。

丁瑞同表示，建成后的红山野外站，将在为国家发展战略保驾护航、服务国家建设、研究重大地球科学问题、促进地球物理尖端人才培养、科普教育等方面起到示范作用，同时对拥有松散沉积层地区的地震灾害研究及地下空间开发利用等具有借鉴意义。

固城站目前积累了较长年代的地面气象、农田生态气象观测资料以及大量的相关试验资料，其研究成果已经在华北地区推广和应用。

耿金剑介绍，从支撑区域发展方面来说，固城站将充分发挥其独特的区位优势，围绕华北地区冬小麦与夏玉米生产的农业气象脆弱性与风险，针对气候变暖下华北地区水资源承载力，重点开展主要粮食作物生产的气象条件与生态系统的野外监测和试验。

其中，包括农业气候资源与农田生态系统结构和功能、农业气象灾害与风险管理、以及农业对气候变化的响应与适应研究，阐明农业气象承载力及其优化布局、发展农业气象灾变监测评估预警技术、提出粮食提质增效的气候资源高效利用和定向调控对策措施，为农业气象业务和国家重大工程提供支撑，保障国家粮食安全。

沧州站观测研究的区域为京津冀地区，具有很强的区位重要性。

“沧州站的建成，将有效支撑服务京津冀地区地下水位降落漏斗修复与地面沉降防控，建成具有典型性和代表性的高水平地下水与地面沉降定位观测系统。”杨会峰说，该站将为京津冀协同发展、雄安新区和北京城市副中心等国家战略规划建设和重大工程安全运行，提供基础数据、科学支撑和技术服务，为解决京津冀地区地下水超采、地下水位降落漏斗修复和地面沉降有效防控等关键问题提供重要科学依据。（河北日报记者 赵泽众）

河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站大型称重式地中蒸渗仪。受访者供图

【记者观察】

◊以研究带动学科成长

今年10月份，由中国农业大学工学院牵头发起的“现代农机装备应用综合能力提升”研究生学位项目专题班，在曲周县中国农业大学曲周实验站正式开班。曲周实验站就是河北曲周农业绿色发展国家野外科学观测研究站的前身。

乡村振兴离不开农业农村现代化，需要具有现代农机装备专业理论知识和熟练操控技能的多学科融合背景下的高层次农业人才。

相关负责人表示，这是我国第一个在高校设立的拖拉机和联合收获机培训和标准化考试基地，希望通过该项目的实施，使来自农业领域不同专业的研究生们走进实验站、参加培训班，在理论与实践紧密结合的过程中提升应用能力，培养一批懂农业、爱农村、爱农民的综合素质过硬的高层次人才。

采访中记者发现，国家野外科学观测研究站不但为科学研究提供了大量、直接、综合和长期的第一手数据和资料，大大提高了科学研究的原始创新能力，更是成为培养造就优秀高科技人才的开放摇篮。

在曲周实验站试验田和位于曲周县6个村庄的科技小院里，有20多名教师和研究生正围绕着优质麦、甜叶菊、水果和种养一体化绿色技术的研究和示范推广忙碌着。团队立足生产一线，根据农业绿色发展存在的卡脖子问题，开展研究攻关，在研究的同时，以“零距离、零门槛、零时差、零费用”的方式服务群众，在研究和服务群众的过程中锻炼研究生，推动农业科技创新、社会服务和人才培养在生产一线的融合。

据了解，2020年9月，中国农业大学应用气象学教学实践基地揭牌仪式暨生态与农业气象学术会，在中国气象局固城农业气象野外科学试验基地举行，明确该基地的建立将进一步加强本科生的科学理论素养和能力训练，使应用气象学毕业生具备大气科学和生物科学两方面理论基础。

作为河北固城农业气象国家野外科学观测研究站的前身，固城农业气象野外科学试验基地近5年来承担科研项目59项，出版专著29部，在NATURE和SCIENCE等国内外刊物上发表相关论文310篇。

近日，塞罕坝人工林生态系统国家野外科学观测研究站荣获中国生态学学会生态科普教育基地，并于10月25日在第二十届中国生态学大会上授牌。

据悉，北京大学从1992年起就开始在塞罕坝从事生态研究，为推进国家的生态文明建设作出了持续努力。该站具有科研、教学实习以及学术交流等三大主要功能，在科研方面，主要从事生态、环境、大气、遥感等方面的研究工作；在教学实习方面，主要开展野外生态学、植物地理学、土壤学、环境科学、生态遥感等多学科的野外教学实习。

此外，河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站是省地震局与北京大学双方资源共享，采用的是“观测站+研究中心”的组织模式进行建设，建立了以首席科学家负责制为代表的科研管理机制。

需要注意的是，人才队伍不稳定、基本运行保障不足、工作环境艰苦是当前困扰各个台站发展的共同难题。有专家指出，为营造良好野外科研环境，促进高水平科研成果产出，还需对台站运行维护和观测研究给予更多支持。

文/河北日报记者 赵泽众