云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站

一、平台简介

1.地理位置

云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站(以下简称为“建水站”)位于云南省红河 哈尼族彝族自治州建水县，地理坐标为东经102°54′12′′，北纬23°37′13′′。

2.建站历史

2008年， 建水县被列入国家首批100个石漠化综合治理试点县之一，建水站开始筹建，并被国家林业局纳入国家石漠化治理工程效益监测站点，2014年经纳入云南省生态定位网络体系。2016年，由国家林业局批准，建水站加入国家陆地生态系统定位研究站网 (CTERN)。2018年，建水站被国家林业和草原局评估为优秀生态站。2019年，建水站纳入联合国科教文组织国际岩溶中心生态修复基地，2021年纳入国家水土保持监测站点。

建水站以北京林业大学为技术依托单位，云南省林业和草原科学院为建设单位，与中国林业科学研究院、建水县林业和草原科技推广站、西南林业大学共同建设。

3.区域代表性

建水站地处珠江流域上游和红河流域中上游，是喀斯特断陷盆地生态系统监测的典型代表，代表区域位于长江上游金沙江、珠江上游南盘江和红河流域上中游，位于“三区四带”国家生态安全屏障的长江重点生态区（含川滇生态屏障）和南方丘陵山地带，大范围区域属于国家级水土流失重点治理区、桂黔滇喀斯特石漠化防治生态功能区，区位十分重要。

5.研究方向

建水站主要针对喀斯特区不同类型生态系统的水、土、气、生、岩、人等要素生态过程与规律开展监测评估和科学研究，为喀斯特生态系统基础理论研究提供数据支撑，为研发喀斯特石漠化综合治理与生态修复的关键技术提供支持，为喀斯特断陷盆地区山水林田湖草综合治理示范提供平台。生态站建设目标是将建水站打造成集产、学、研、教为一体的国际化、综合性、开放式的野外定位观测站。主要研究方向包括以下几个方面：

（1）岩溶关键带的生态水文过程研究；

阐明盆-山结构背景下关键带岩溶裂隙、管道、溶洞、表层岩溶带水文调蓄机理，揭示喀斯特断陷盆地区生态过程和水文过程的相互作用和互馈机制。

（2）水土流失过程与石漠化过程的互馈机制；

阐明高原面及其与盆地交界坡面不同地貌类型坡面水土流失、地下漏失以及岩溶化学侵蚀的机理，科学揭示喀斯特石漠化过程与水土流失过程的互馈机制。

（3）开展植被生态修复与生态系统服务提升关键技术研发；

阐明人为干扰下的喀斯特石漠化区植被退化和恢复机理，研发植被生态修复与生态系统服务提升关键技术。

（4）人地系统耦合与区域的可持续发展。

揭示喀斯特断陷盆地区人地系统耦合机理，探索断陷盆地生态产业和可持续发展模式，以及石漠化生态系统适应性管理新途径。

图1 建水站科学监测研究框架体系

 

6. 建设布局

建水站围绕喀斯特断陷盆地石漠化发生和生态退化重点区域进行长期监测研究布局，为实现生态站建设目标，已形成“一站三区多点”建设布局。

一站：以建水生态站站址所在地九标国有林场观测站

三区：观测区域主要包括：九标国有林场人工林观测区（1.5km²）、闫把寺石漠化综合治理示范区（12km²）、三尖山国有林场天然次生林观测区（50km²）。

多点：对建水县红河流域以及南盘江、曲江、蒙自南洞地下河流域、泸西小江流域多点进行生态水文观测，地下河水土流失漏失观测，五水转化观测，不同海拔植被群落演替观测研究等。

图2 建水站建设布局

二、人员建设

生态站固定人员44人，在固定人员中，正高级12名，副高级26名，中级6名。从学历看，拥有博士26名，硕士8名，学士10名。研究队伍稳定合理，涵盖的专业领域包括水土保持学、自然地理学、生态水文学、植物学、气候变化、岩溶学等多学科领域。固定人员详见附表-人员构成。

三、基础条件

1.综合实验楼

建水站九标国有林场观测区拥有2栋共1366m²的用房，闫把寺观测区拥有400m²的用房，三尖山观测区拥有林业站500m²的用房，对于观测和实验工具存放条件便利，能够满足观测人员的用房条件。

图3 建水站实验办公楼和野外监测用房

 

2.用地权属

为促进国家岩溶石漠化工程治理和长期定位监测研究工作，加强岩溶地区生态系统的保护与恢复，维持区域生态安全，支持云南建水站建设，建水县人民政府、建水县林业和草原局分别与北京林业大学签订协议，同意北京林业大学建水站长期使用位于九标国有林场土地，包括现有房屋2栋，并同意长期使用九标国有林场国有土地2248亩，用于科研试验研究，具体位置：东经102°54’10”~102°55’00”，北纬：23°36’50”~23°37’30”，使用年限50年。建水县林业和草原局同意北京林业大学在建水县国有林场土地上建设气象观测站、径流场、测流堰、综合观测塔、固定样地等长期科研监测设施，开展长期监测研究。

3.试验观测场地的条件

（1）气象观测场

在建水不同坡面和盆地的不同海拔地区，拥有14处气象观测场，观测九标林场、闫把寺、三尖山降雨、温度、湿度、气压、日照时数、风速、风向、太阳总辐射、净辐射和光合有效辐射等气象要素。

图4 建水站气象观测场

 

（2）流域生态水文过程观测场

围绕喀斯特断陷盆地高原面、坡面和盆地区降水、地表水、地下水、土壤水分与植被水分五水耦合转化关系，以水为主线，在建水泸江河流域，建立流域生态水文过程观测场，包括从样地尺度、泉域尺度、流域尺度等进行生态水文过程观测，观测土壤水分、树干液流、岩溶泉流量、河道径流量。目前拥有3处综合气象观测场、2处岩溶泉测流堰、5处森林水文观测场、10处土壤水分观测点、8处蓄水池、5个水量平衡观测场、2处河道水文观测点等基础设施。

此外，建水站与岩溶地质研究所、云南地调局、云南水利厅水土保持监测中心合作，在建水曲江流域拥有曲江、甸尾水文观测点，在南盘江南洞地下河，建立了多处水文站点进行观测，在红河流域拥有9个水文观测点进行观测。

图5 建水站生态水文观测场地

 

（3）坡面水土流失过程观测场

为加强断陷盆地水土流失/漏失过程和机制研究，围绕建水九标小流域、闫把寺石漠化综合治理示范区，对断陷盆地天然次生灌木林和人工灌木林、火烧迹地水土流失进行了系统观测，建立坡面径流小区7处。

在闫把寺石漠化综合治理示范区，建立轻度、中度、重度、极重度石漠化水量平衡场5个，进行地下水漏失、岩溶化学侵蚀等相关研究。在喀斯特区天然次生林、桉树林、马尾松林、云南松林进行了长期岩溶化学侵蚀观测。

图6 坡面水土流失过程和水量平衡岩溶化学侵蚀研究观测场

（4）退化植被恢复实验观测场

为长期监测喀斯特断陷盆地生态修复过程，针对喀斯特断陷盆地季节性干旱突出、火灾频发等问题，在建水喀斯特断陷盆地区九标国有林场、闫把寺石漠化综合治理示范区和盘江石漠化治理区建立了优质苗木繁育筛选试验场、人工植被配置模式试验场、种子库异地迁播试验场、高效节水灌溉试验场、火烧迹地恢复试验场，建有12km²石漠化综合治理暨特色产业培育示范区，为生态站科学研究提供了重要实验场地和基础平台。

（5）长期固定监测实验样地

建水站拥有喀斯特断陷盆地不同石漠化程度、不同林分固定观测样地100余个，建立断陷盆地喀斯特区和非喀斯特区的人工林、天然次生林生态系统群落样地18个、建立喀斯特断陷盆地不同恢复年限人工林（3a、5a、10a、20a、35a）植物群落样地18个、不同海拔梯度（2000m，1600m，1200m，800m）、喀斯特区与非喀斯特区原始林和同一地点不同恢复阶段（自然恢复3年、6年、20年、27年、40年及原始林）喀斯特生态系统和植物群落长期监测样地共51个。为喀斯特区植物群落演替过程、生物地球化学循环过程等科学研究提供科技支撑。

四、科研成果

1.科研项目

近五年承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金等30余项。

2.成果产出

依托生态站，近五年出版专著/教材5部，内容涉及水土保持、生态修复、石漠化治理等多方面研究。

依托生态站，近五年获批国家专利20余项，获转化经费200余万元。近5年，在Land Degradation & Development、Plant and soil、Science of Total Environment、Environmental Science and Pollution Research、Applied Soil Ecology 、Ecological Engineering、Soil Biology and Biochemistry、林业科学、中国岩溶、农业工程学报、水土保持学报、生态学报等刊物发表论文100余篇，SCI/EI论文50余篇。获中国水土保持科学技术进步奖一等奖1项、三等奖1项、云南省科技进步二等奖1项、三等奖3项，1人次获云南省创新技术人才。获得国家级一流本科课程奖励。依托生态站，近五年已发布林业行业标准9项，地方标准2项，立项标准4项。发布农业农村部《耕地石漠化报告》，发布国家林草局《中国陆地生态系统质量定位观测研究报告2020》，发布国家林草局岩溶石漠化治理国家创新联盟报告。

生产应用：

（1）生态站研发仿自然群落构建模式和人工林草植被恢复模式得到大面积推广应用，支撑国家石漠化治理工程

（2）生态站研发喜钙耐旱植物材料在喀斯特区得到大面积推广应用，支撑国家石漠化、退耕还林、防护林重点林业工程建设

（3）生态站研制基于煤矸石、咖啡壳、甘蔗渣为材料的人工生态基质到应用和推广，支撑喀斯特区植被恢复和生态产业发展

支持云南建水天柱塔国家石漠公园建设，支持云南建水临安喀斯特森林康养基地建设：

支持地方企业鸿林公司、红森公司、锦源公司特色生态产业培育：

科普宣传：在国家林家讲堂举办四期科普宣传活动，参加央视《地理·中国》  建水寻奇宣传活动。

五、合作交流

建水站坚持创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念。国际合作方面，建水站与联合国教科文组织国际岩溶研究中心、斯洛文尼亚岩溶所、美国杨百翰大学、美国明尼苏达大学、美国农业部、日本大学、京都大学、日本森林综合研究所、德国矿区复垦研究所、法国国家农科院、奥地利因斯布鲁克大学、澳大利亚悉尼科技大学、立陶宛米科拉斯·罗梅瑞斯大学等建立良好合作关系。

国内合作方面，建水站牵头建立国家林业和草原局“西南岩溶石漠化治理国家创新联盟”，举办全国性联盟大会暨学术研讨会；与中国地调局岩溶地质研究所、中科院亚热带农业生态研究所、中科院西双版纳热带植物园、中国科学院遥感与数字地球研究所、中国水利水电科学研究院、中国林业科学研究院、上海交通大学、贵州师范大学、贵州大学、西南大学、云南大学、国家林业和草原局昆明勘察设计院、自然资源部昆明中心、国家林业和草原局调查规划设计院、云南省

地质调查局、湖南省林业科学院等30余家单位开展了紧密合作与交流。

建水站受到国家林业和草原局科技司、生态网络中心的大力支持。2016年国家林业和草原局杜纪山副司长、生态网络中心主任杨振寅曾到站现场查定与指导建水站建设。2020年，国家林业和草原局荒漠化司胡培兴副司长、李梦先处长等一行到云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站进行考察调研，国家林草局宋红竹处长指导生态站学术会议。

国家林业和草原局杜纪山副司长、胡培兴副司长等指导建水站建设

生态站研究与京都大学合作交流      生态站研究人员参加EGU年会并做报告

与国家重点研发计划项目组18家单位合作      专家考察建水生态站

生态站参加云南省生态定位监测网络培训会      建水站加入科技部喀斯特生态联盟

生态站研与环江国家站合作交流        生态站研与普定国家站合作交