作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2015/8/24 11:23:19
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中科院阿克苏水平衡试验站:移走干旱区两座大山

 

■本报记者 倪思洁

①李君在实验室检测植物标本

 

②科研人员在工作

③试验站里种植的柽柳 倪思洁摄

塔克拉玛干沙漠西北边缘,塔里木河三大源流交汇处,坐落着中科院阿克苏水平衡试验站。

阿克苏水平衡试验站隶属中国科学院新疆生态与地理研究所,自试验站1982年建站后,该站的科研人员长期研究绿洲农田生态系统水分、盐分和养分过程变化规律,为当地绿洲农业可持续发展作出贡献。

2002年,阿克苏水平衡试验站成为新疆五大灌溉试验站和中国科学院特殊环境与灾害网络研究站,2005年进入中科院生态环境网络和国家野外研究站网络,2010年进入农业部耕地保育野外研究站网络。

“两座大山”下的“理想场所”

“缺水、多盐是当地农民背负的‘两座大山’,怎么在水盐之间寻找到平衡点是目前要解决的问题。”阿克苏站站长赵成义说。

站区气候属暖温带干旱型,与同纬度地区相比,夏季温度偏高,冬季偏低,春秋季节气温升降剧烈,常常出现春季低温和秋季过早降温。多年平均降水量45.7毫米,水分供给依靠高山降水和冰雪消融;多年平均气温11.2℃,无霜期207天,全年日照数2940小时,年平均风速2.4米/秒,春季有浮尘,夏季有冰雹,有时出现夏季持续高温天气。农作物一年一熟制,是我国重要的优质棉基地。

40年来,新疆累计开垦盐碱荒地340万公顷,而实际保留面积186.6万公顷,其余大部分因土壤次生盐碱化发展,耕种后不久由于缺水便被弃耕。随着耕地的不断增加,耕地次生盐渍化面积也逐步增大。盐渍化耕地占耕地面积的比例波动在30%至37%之间。

“阿克苏站地处塔里木极端干旱背景下分布面积最大的绿洲,同时也是塔里木盆地水系变迁最剧烈的区域和农田水分消耗最大的区域,因此,这里成了监测与研究极端干旱区绿洲农田生态系统水分、盐分和养分过程变化规律、节水灌溉理论和技术示范体系以及绿洲农业可持续发展的理想场所,极具典型性。”赵成义说。

向水而生的试验站

阿克苏站里的大部分试验场地都与“水”有关。

几乎每天,阿克苏站的副研究员李君都会到生态耗水试验场地看看植物的生长情况。时值8月,生态耗水试验场地里,柽柳浅紫红色的花映正衬着胡杨细嫩的叶片。在这片小园子里,李君的目的是研究植物种间竞争的生态耗水情况。

李君告诉记者,他们正在开展荒漠河岸植被生态水文机理与调控技术项目研究,基于根系生态学、形态解剖学和显微镜技术,研究了胡杨、灰叶胡杨等植物的营养物质组成、不定芽空间分布及根蘖苗生长特征,揭示了胡杨种群繁殖对洪水漫溢、人工灌溉的响应与适应机制。

在生态耗水试验场地的附近,一个20平方米的大水池映衬着蓝天,显出蓝绿色的清澈。这是自记水面蒸发仪,通过这个仪器,可以了解当地水面蒸发情况。

“这是我国干旱区唯一一个拥有30年长期资料的水面蒸发仪。”赵成义告诉记者。

在这个地广人稀的地方,除了生态耗水试验场地和蒸发仪之外,试验站还拥有水面蒸发观测场、潜水蒸发观测场、水均衡观测场、土壤水盐动态观测场、地下水观测场,以及大型移动式蒸渗仪、便携式光合测定仪、34米气象铁塔、土壤入渗仪……

“我们会将测量的数据提供给当地部门,以指导当地的农田种植和生态治理工作。”赵成义说。

把成果推到国内外

多年来,阿克苏站的科研人员长期研究暖温带典型农田生态系统水、热、盐交换过程与规律,地下水—土壤—植物—大气水文界面过程及其相互关系,绿洲农田水、盐、养分运移规律与调控技术研究,绿洲农田环境质量演变过程及其相互联系,绿洲农田节水灌溉理论与技术推广,绿洲农业节水灌溉对流域水、盐循环过程的影响与调控,绿洲—荒漠区植物个体、群落、系统生态耗水规律。

“结合‘973’项目、‘863’项目、中科院创新重大项目等,我们开展了一系列试验示范。”赵成义说,阿克苏站与新疆水利厅、塔里木河流域管理局合作,进行绿洲区农田灌溉定额试验技术推广与示范、盐碱地改良与示范研究等。通过新疆盐碱地生态修复新技术与示范研究、塔里木盆地绿洲农田灌溉决策系统、干旱区水面、土面蒸发技术体系建立,为绿洲农田生态系统稳定高效管理模式提供了范式,取得显著的示范效果。

赵成义介绍,最近5年,依托阿克苏站,中科院新疆生态与地理研究所完成了“胡杨林生态格局与过程对洪水漫溢、人工灌溉的响应与调控”“新疆适应气候变化的水资源利用技术集成与应用”“绿洲化的水、土、气、生过程及其相互作用机制”等项目。

结合院地合作,阿克苏站还先后完成了“阿克苏地区高效节水灌溉技术”“棉花高产节水灌溉方法及技术体系”“塔里木河流域灌溉决策系统”“荒漠河岸植被生态水文机理与调控技术”等与生产部门紧密结合的应用项目。

不仅如此,阿克苏站的科研人员还先后与哈萨克斯坦、以色列、美国、日本等国家,开展了“亚洲中部地区水资源与环境”“风送沙尘的形成、输送机制及其对气候环境影响”等的合作研究。“目前,我们正在与德国政府开展塔里木河绿洲可持续发展项目研究,项目经费在740万欧元。”赵成义说。

“我们的目标是,建成国际一流的极端干旱区水分平衡野外研究试验站,对暖温带典型绿洲农田生态系统水、土、气、生进行长期定位监测,发展成绿洲农田生态系统管理与农业可持续发展示范基地、绿洲农业科学知名学者培养的摇篮与科普教育基地,并建成国内外团队合作研究的野外基地、国际交流与合作的平台。”赵成义说。

《中国科学报》 (2015-08-24 第8版 平台)
 
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2015/8/25 7:47:33 zhuchaodong
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