遼寧沈陽農田生態系統 國家野外科學觀測研究站航拍圖。

記者 沈春蕾

金秋時節，東北各地的玉米陸續進入成熟期。位于沈陽市西南郊區的遼寧沈陽農田生態系統國家野外科學觀測研究站（以下簡稱沈陽站）也在為秋收做準備，收割、測產等一系列工作正在有序進行。

沈陽站依托中國科學院沈陽應用生態研究所（以下簡稱沈陽生態所）建設，這里有一群科研人員長期扎根于此，并利用長年定位觀測的數據和研究成果，向外輸出技術，幫助當地農戶用好、養好東北黑土地。

親力親為的老站長

早在20世紀50年代，中國科學院林業土壤研究所（沈陽生態所前身）就陸續建立了一些野外觀測站點，散布在黑龍江、吉林、湖南等。由于歷史原因，20世紀70年代后沒有再建設農業試驗站。

1986年，時任研究所副所長沈善敏建議建一個農業實驗站，并得到時任所長高拯民的支持。沈善敏提出建農業實驗站的一個主要原因是順應學科發展的需求。他提出，實驗是解開科學謎團、創新應用技術最有效的途徑和方法，而短期租地開展試驗很難保證試驗環境穩定與設備安全，重視和踐行生態學實驗需要有一處能開展此類實驗研究的場所。

遼河平原農業發達、城市集聚、經濟繁榮。然而，高投入農業和工業污染也給本區域農業持續發展帶來一系列亟待解決的生態環境問題，如土壤、水體污染風險，過度開采導致地下水位持續下降，農業經濟結構單一，不重視農業有機廢棄物綜合利用、施肥全靠化肥等。

“我們需要建立一個穩定的試驗基地，通過開展長期持續的研究和探索來解答這些問題。”沈善敏是沈陽站第一任站長。他為沈陽站的建設投入了全部的心血，從建站籌劃、選址到布局規劃等，每一步都親力親為。

當年在為沈陽站作站區設計時，沈善敏帶領團隊跑遍了沈陽周邊農區，最終選定現在的站址。他還親自做平面規劃——哪兒蓋房子、哪兒建道路、哪里規劃為試驗區等。他對建設一個野外臺站的功能需求有著深刻的認識，這也是基于他在洛桑試驗站的工作經歷以及多年野外工作經驗的積累。

沈陽站經歷了選址、征地、規劃和建設期后，1989年首批進入中國科學院生態系統研究網絡（CERN），1990年正式投入使用，2005年入選國家野外科學觀測研究站。

“建站伊始，老站長沈善敏先生親自設計布置的多個長期田間試驗已經成為了沈陽站‘鎮站’的科研資源?！鄙蜿栒粳F任站長陳欣告訴《中國科學報》，“沈陽站最初的臺站布局規劃沿用至今，仍可滿足基本科研、生活需求?！?/p>

關注遼河平原多種生態要素

沈陽站的地理位置十分重要，不僅位于遼河平原中心地帶，還處于國際地圈生物圈計劃（IGBP）規劃的兩條觀測斷面的交叉點上。

陳欣向記者介紹，IGBP規劃的全球陸地觀測斷面在我國境內只有兩條樣帶，一條是北起黑龍江南至海南島，代表濕度相同熱量呈梯度的樣帶，另一條是沿北緯42～44度緯線的東西濕度梯度樣帶，兩條樣帶的交叉點差不多就是現在沈陽站的位置。

沈陽站這一地理優勢，為其長期觀測遼寧黑土地創造了條件。遼寧省擁有典型黑土的面積約為2800萬畝，占東北黑土區耕地面積的10.07％，主要分布在遼河平原區和東部低山丘陵區，是全省重要的優質糧和綠色農產品生產基地。

根據農業農村部劃定的范圍，遼寧省黑土地保護利用重點縣包括新民市、遼中區、康平縣、法庫縣、海城市、臺安縣、撫順縣、清原滿族自治縣、本溪滿族自治縣、鳳城市、寬甸滿族自治縣、燈塔市、遼陽縣、開原市、鐵嶺縣、西豐縣、昌圖縣等17 個縣（市、區）。

今年，中國科學院吹響了“黑土糧倉”科技會戰的號角，沈陽站作為一個關注農田生態系統的野外觀測站，在黑土地利用與保護工作中發揮了重要作用。自建站以來，沈陽站即開始建立水、土、氣、生監測體系，并隨著科技進步與科研需求變化，不斷增加與更新監測設備，完善監測指標體系，積累了大量有效數據。

陳欣說：“這些數據體現了30年來遼河平原農業生態系統中多種要素的變化情況，包括氣溫、地溫、地下水位等重要環境因素的變化，為中國科學院‘黑土糧倉’科技會戰實施方案的擬定提供了有力的理論與數據支持?！?/p>

在保護與利用黑土地中“變現”

作為中國科學院“黑土糧倉”科技會戰中技術攻關與示范任務的技術依托，沈陽站布設了很多長期定位試驗，提出了相應的技術理論體系，比如養分水分循環長期觀測實驗平臺、緩/控釋尿素肥料施用長期定位試驗、不同肥力制度長期定位試驗等。

沈陽生態所保護性耕作團隊負責人張旭東是沈陽站的前任站長（2005—2015年），他帶領團隊通過對東北黑土地的長期定位試驗和圖像采集發現，同樣深度的土壤，實施保護性耕作的顏色明顯深于普通地塊。這是因為保護性耕作使土壤有機質含量提高，整個土壤特性得到了明顯改善。

沈陽站自2007年開始謀劃黑土地的保護與合理利用。張旭東為解決東北中部地區水土流失和土壤退化問題，在吉林省梨樹縣（沈陽站研發基地）開展了以玉米秸稈覆蓋免耕生產技術為核心的保護性耕作研究。結合已有的研究基礎，在分析總結美國、加拿大等國免耕栽培技術的基礎上，張旭東團隊研發出適合我國國情的保護性耕作技術，建立了玉米秸稈覆蓋全程機械化種植模式。

這里的保護性耕作技術是一種以農作物秸稈覆蓋還田、免耕播種為主的現代耕作技術體系。張旭東介紹，通過秸稈生態循環利用，調控土壤綜合功能，明確黑土退化的控制因素及保護利用機制，實現秸稈歸還的固碳育土、抗旱保墑、減肥增效作用，遏制水土流失、根治土壤退化，促進土壤生產和生態功能的提升。

目前，張旭東團隊創建的肥料減施+秸稈覆蓋的“梨樹模式”模式累計推廣5000萬畝，實現經濟效益150億元。他還牽頭成立東北黑土地保護與利用科技創新聯盟，在東北四省區布局建立保護性耕作技術示范基地近百個，其中約50%基地被確定為省或縣高標準保護性耕作示范田。

記者獲悉，基于沈陽站長期田間試驗研究成果研發的系列穩定性肥料產品已經實現產業化，增產效果明顯。為此，沈陽生態所牽頭建立了穩定性肥料產業技術聯盟，并與48家骨干企業合作，年產規模突破150萬噸，年銷售額約42億元，市場占有率80%。

陳欣透露，當前，沈陽站現有的部分功能及支撐能效已到平臺期。

“如何服務國家戰略，滿足國家對農業綠色發展的需求，以應對新形勢下農業生態系統不斷涌現的新的科學問題，是沈陽站現階段努力的方向。”陳欣說。