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了解一段历史:北京(大屯)农业生态系统试验站

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发表于 2011-8-31 17:51 |显示全部帖子
本帖最后由 csiro 于 2011-8-31 17:54 编辑

开展农业生态和农业生态系统研究,是黄秉维先生自上个世纪六七十年代以来,为开拓地理学为农业服务而创议的重要研究方向,在他系统阐发的理论和方法论指导下,并落实于创建北京(大屯)农业生态系统试验站,从70年代末和80年代初开始的持续20余年的各项研究,取得了诸多成绩。
1979年至1981年间,曾在学部大会、院工作会议以及各种场合,反复讨论酝酿。1981年8月由李庆逵、马世骏、曾昭顺、黄秉维、王天铎、王世之正式提出“关于在北京建立农业生态系统试验站的建议”,同意此建议并在建议书上签名的有生物学部和地学部学部委员殷宏章、金善宝、朱祖祥、汤佩松、陶诗言、程纯枢、谢义柄、李连捷、娄成后、徐冠仁、李竞雄、李庆逵、马世骏、黄秉维共十四人。时任国家农委副主任何康、农业部副部长朱荣亦来函表示赞同并愿意在工作上予以配合。生物学部、地学部与计划局研究之后,李昌同志批示原则上同意,院长办公会议于1981年12月11日批准建站,由地理研究所代管。
黄秉维先生提出,自上世纪三十年代以来,生态系统或生物地理群落概念已成为日益健全的学说,并在学术界达到共识。六十年代的“环境危机”更使其受到社会公众的重视,而在实践上尚处于孕育阶段。“大体上说,农业生态系统的论述虽然很多,农业生态系统的试验工作却似仍含蕾未发。原因就在于跨学科的综合性工作,组织协调困难很多。不但农业生态系统试验站不易建立,够得上称为作物生理或作物群体生理试验工作似亦不多。但局部的观测研究却进展很快。七十年代超过六十年代很远,已出现零金碎玉,如能博收精选,便可集腋成裘。构筑作物群体与环境相互并系的轮廓。”(录自《北京农业生态系统实验研究》)。
农业生态系统试验的基本内容,是以较精确的方法研究农田作物因素和环境因素之间的物质交换和能量传输,农田作物群体生长发育过程与光、热、水、二氧化碳及养分等的传输过程协同实验观测研究,以获取物理的、化学的和生物的可靠信息。探索作物生长发育和产量形成与环境因素的关系,为合理利用农业自然资源,提高农业生产潜力,为广义的农业生态服务。从研究方法和途径看,以往的诸多研究工作,或偏重于一项措施与作物产量的关系,或偏重与某一机制过程;而创建农业生态系试验站,是为两类研究构建桥梁。因而是交叉的综合性的研究。
以华北平原为主要研究目标。华北平原农业在若干方面的比重约占全国五分之一,在农业产量水平等方面居于全国平均而居于中等位置;农业发展还有很大潜力,在全国亦有举足轻重的作用,而水资源匮乏影响稳产高产为农业持续发展的重要制约因素。因此本项试验是以水为中心的农业生态研究,同时考虑到光、温度、二氧化碳、土壤及养分供应诸因素。

一、北京(大屯)站与栾城站试验研究概况

20世纪70年代中期以来,为解决华北平原农业与水利问题,中国科学院拟在华北平原建立实验站,进行以水为中心的农业生态研究。经过几年酝酿和反复讨论,深感日趋必要和紧迫。1981年由黄秉维、马世骏、李庆逵、曾昭顺、王天铎和王世之等科学家正式提出“关于在北京建立农业生态系统试验站的建议”。在建议书上签名的地学部与生物学部委委员有:黄秉维、马世骏、李庆逵、殷宏章、金善宝、朱祖祥、汤佩松、陶诗言、程纯枢、谢义柄、李连捷、娄成后、徐冠仁、李竞雄共14人。国家农委主任何康、农业部副部长朱荣特致函黄秉维表示赞同并愿意在工作上配合支持。经地学部、生物学部和院计划局研究同意,报院经办公会议于1981年12月11日由卢嘉锡院长主持通过建立中国科学院北京(大屯)农业生态试验站。
在由地理所负责主持的河北栾城县农业自然资源考察与区划工作结束后,在黄秉维先生亲自指导下,1979年至1981年在栾城县良种场连续3年进行实验观测和预研究,1982年以后试验逐渐转入北京(大屯)试验站试验地,约经历了10年比较系统的观测试验,取得大量资料和宝贵数据。90年代以后由于亚运会场址不断北移实验场地受到干扰已不适宜观测试验,1992年5月在院生态网络会议上由孙鸿烈副院长、资环局赵剑平副局长与黄秉维先生共同决策,经生态网络学术委员会讨论通过,北京(大屯)站与栾城站合并组建联合试验站,并于1993年与石家庄现代化所签订了协议由院批准,原北京(大屯)农业生态系统试验站在北京的工作终止,转移至栾城站进行实验研究。由石家庄农业现代化所所长兼任联合试验站站长。历时10余年合作良好,现将北京(大屯)与河北栾城站工作情况介绍如后。
(一)北京(大屯)站工作的回顾
黄秉维先生多次说他是建站的“始作俑者”,他提出建站首先要有明确的目标和比较成熟的学术思想,抓住国际学术发展的前缘性领域和国内生产实践需要的关键性问题,进行充分的准备和多学科论证。时任地理研究所所长和全国人大常委委员的黄秉维先生,在百忙中以大量的时间和精力阅读国内外文献,起草文件信函,征求国内外著名专家学者意见,亲自察勘选址,过问田间设计与课题内容进展。期望为华北农业作出贡献;还应当对地理学,生态学发展有所贡献。
黄秉维先生认为研究队伍的组成、试验项目内容、先进的仪器设施、适宜站址的选择是确保试验研究工作取得“创先性”成果的关键。这几方面的工作在他亲自主持过问下而取得进展。
建站的具体工作先由自然地理室生产潜力组承担。黄秉维先生亲自任组长,副组长为孙惠南、黄荣金,成员有胡朝炳、赵名茶、叶文华、牛文元、陈发祖、于沪宁、董振国、吴家燕等。第二任组长为胡朝炳、赵名茶。随后又成立了筹备组,负责人有丘宝剑、孙惠南,行政负责人有宋岩、张经圣处长。第一任站长为胡朝炳、副站长宋岩、于沪宁,以及后来回国的牛文元。第二任站长牛文元、副站长宋岩、于沪宁。第三任站长张翼,副站长于沪宁、项月琴、栾禄凯。第四任站长项月琴,副站长栾禄凯、于沪宁、陈同斌。第五任站长胡朝炳,副站长于沪宁、栾禄凯、陈同斌。第六任站长陈同斌,副站长栾禄凯。第四任时与栾城站联合,联合站站长刘昌明。联合站副站长先后有胡朝炳、陈同斌、栾禄凯、于沪宁。于沪宁1981—1995任职副站长,1997—2000年任职联合站副站长,主管田间试验和仪器设施等及科研工作。2000年以来于强任职站长至今。
院办公会议确定大屯站经费为每年20万元,1985年院发文此经费融入所事业费,不再“戴帽”下达。建站时黄秉维与马世骏先生商定,站属地学部由地理所主管。站建成时编制定为固定人员27人,其中初级以上技术人员17人,行政和业务辅助人员10人。设站长1人,副站长2人。另有专职会计1人,行政干事1人。按研究方向共分6个研究组。1986年有副研6人,助研和工程师4人,实习研究员7人,尚有7人是研究生毕业或正在攻读博士和硕士学位。
建站之初黄秉维先生强调必须有各方面的人才储备,这是关键性问题。要有一个基本的科技队伍,特别是需要总的学科带头人和主要分支学科的骨干,以形成科研队伍的核心,逐步形成一个学科齐全比例适当的队伍,特别注意配备足够的技术人员,也对辅助人员的吸收培养给予重视。并亲自写信责成于沪宁送至孙鸿烈副院长需要6名辅助人员的编制,孙院即批复同意。
大屯站与国内外建立了广泛的联系。英国皇家气象学会会长、生态学会副会长Monteith来所为建站理论与方法有关问题作了三个报告,回国后又对我们的设想、计划和仪器选择写了修正补充意见。澳科工组织Shopherd与Mclisoy自筹经费携带仪器来站演示。美国Rosenberg、Regennato先后专程来站参观作报告。日本吉野正敏一行7人访问了大屯站进行座谈。
国内有上海植物生理所、沈阳林土所(现为应用研究所)经常派专家和研究生来站工作。北京大学地球物理系、中国农业科学院和北京市农林科学院均有协作项目。大屯站聘请的顾问先后有北京大学地球物理系教授陈家宜、刘树华,中国农业科学院作物所研究员佟屏亚,北京市农林科学院研究员邓根云,朝阳区主管农业的副区长高级农艺师何淑云。
大屯站曾培养了一批有较高水平的博士和硕士研究生,例如王宏、张翼、卢振民、张鸿儒、杨春虹、刘萱、赵文广、王淑华、莫兴国、周武峰、李俊、何平等,博士后陈同斌。北京大学地球物理系林幸、麻益民、辛国君等在站实验完成博士论文。亦有北大教授张霭琛带多名学生来站实习,沈阳农业大学、西北大学等研究生和本科毕业生来站实习完成毕业论文。
此期间国内外许多学者前来访问并提出宝贵意见。1987年第一次国际农业气象学术研究会议代表近百人来站参观指导。中国气象局和中国农科院系统各单位纷纷来站了解仪器设备和研究内容等。
1984年已拥有各种先进设备:①各种辐射表20余台,包括总辐射、直接辐射、散射辐射、长波辐射、反辐射、光合有效辐射、光谱辐射仪、野外光谱仪等。②微气象温湿风测定仪和波文比装置,与北大地球物理系协作研制热线微风仪测定冠层内植株体温,红外测温仪以及Lyman—α温度计。③英国ADC公司与德国麦哈克公司生产的红外CO2分析仪。④水分观测方面有中子水分仪、水势仪、压力室负压计等。⑤植物生理生态测定仪器有气孔阻力计、渗透计、叶绿素测定仪等。⑥土壤原状溶液采集器和田间氨挥发测定装置。⑦自动天气站和野外气象站。⑧常规生物土壤实验设备和相应的实验室。其中一些仪器为联合国大学所资助。
研究目标集中于华北平原的农业和水利问题。按照黄秉维先生多次论述,研究的基本目标溯源于竺可桢地理学为农业服务的思想。在竺可桢逝世十周年之际,黄先生深切缅怀并著文谈及建国以来竺老在他的办公室里放一张桌子,常来谈论农业及粮食、人口、气候与土壤保持,华北平原和黄土高原问题。在经历旧中国农业衰微,新中国农业举步维艰,心情是沉重的。遇到难题时竺老满怀忧郁,默默沉思。“为农业服务,为黄土高原、华北平原和黄河问题而工作,这是竺可桢同志对地理所以至全国地理界特别殷切的期望。在某一个意义上,也是对我们的托付。”“竺可桢同志对此期望殷殷而他生前所看到的却是一片破瓦残垣”。对北京(大屯)站的建站和开展研究,黄秉维先生深思熟虑并不懈努力付出辛勤劳动,一定意义上说也是对竺老嘱托的终能付诸实施的告慰。
黄先生1984年充分考虑后提出了试验工作方案,研究工作“从广义说应研究农业生态系统的结构和功能。这是长远和客观的提法。如与解决实际问题相联系,就应该先抓若干要项,分别作物生产中不能改变,很难改变,可以在较大面积、较大幅度地以人力改变的因素,并按此提出发展农业的方向、途径和措施。这就是所说的自然潜力的内容。在当前,我们所要解决的是在农业生产中如何充分利用降水问题。灌溉地如此,非灌溉地也是如此。这是自然农业生产潜力研究中的优先任务。”此后又多次讨论了方向任务。从理论上和实践上作了充分的论证和适当的修正。
黄先生亲自提出了试验方案并落实到人。将200亩试验地分为干旱处理和充分湿润处理,以当地灌溉方式作为对照,还按需要设备置干小区试验和盆栽试验。当时建议的各组人员分工如下:
第一组包括农事试验和作物观测,人员有于沪宁、王宏、杨春虹、吴家燕等;同时负责常规气象(站)观测,人员有董振国、刘瑞文等。
第二组土壤水分平衡,成员有叶文华、张翼、卢振民等。
第三组波文比和数据处理系统,参与人员有陈家宜、刘树华、于沪宁、林幸等;数据处理系统有牛文元、赵文广、杨咏梅等。
第四组二氧化碳和乱流相关系统(后涡度相关未能开展,波文比系统并入),参与工作的有于沪宁、刘萱、陈家宜、刘树华、麻益民、李建京等。
第五组是太阳辐射与生态系统中辐射传输,成员有周允华、项月琴、董颜、赵文广等。
第六组温度观测,包括红外测温和热线微风仪测定叶茎温度,参加工作的有董振国、刘瑞文,由刘树华具体指导热线微风仪制作与观测。
此后在实际开展工作时王宏、杨春虹、黄秀华等着重植物生理测定,如气孔、叶水势、脯氨酸;吴家燕测定酶和叶绿素等。生物组提供优良蘑菇菌种每年1万瓶,供大屯乡推广应用,由刘棣良、王淑清负责。
土壤养分方面的研究工作先后有陈世庆、鲁全国、胡朝炳、陈同斌、何平、马翔等。
每年各组在一起进行联合系统观测,每次3—4天24小时连续观测,小麦生长季每年度共进行8—10次观测。当时研究人员与辅助人员,外单位协作研究人员与实习学生等,往往达40余人,因此取得大量翔实资料。玉米生育期各组自行安排试验观测,实验观测总负责人于沪宁。

建站之初 黄秉维先生一心一意要到栾城建站,在栾城综考之际黄秉维先生亲自深入田间勘察选址,时任院支农办主任陈琳等亲自陪同,都认为栾城非常合适于建站开展试验。后因种种原因,考虑到当时条件长期坚持野外工作有困难,仪器维修亦有难度等,因此考虑在京郊建站。在京郊勘察选址期间得到地理所有关处室的大力支持。黄秉维先生、陈琳主任与生产潜力组同志一起到涿县一带选点,水文室刘昌明、许越先同志也参与,气候室江爱良先生等参加了来广营一带选址。由邓根云先生联系曾与北京市农林科学院多次协商联合办站,又遇到许多困难。遗传所生态中心余彦波推荐与大屯乡合作,由刘棣良研究员传授制菌种技术并提供菌种换取大屯乡的优惠条件,站址终于选定。

由于亚运村北移将不再适宜试验,自80年代末多次向院汇报拟在京郊其它地方选址。黄秉维先生重申了建站必需满足下列条件:①地下水位常年在3m以下。②土壤可为褐土、褐潮土或潮土,如无沙姜层最好,或在深度2m以上的土层内沙姜含量不超过5-10%。③环境背景要求地势平坦开阔,地上、地下部分污染状况在允许范围之内;试验地及周围农田作物单一并有区域代表性。根据上述条件先后去河北省固城、新乐、藁城、丰润、永清、三河、大厂等县选点,当地领导都非常欢迎去建站。1988年北京农学院、中国气象局固城试验站欢迎我们去建站,因试验地面积太小等原因未能成功。1990年以来北京市农场局又主动前来联系协作,欢迎我们到下属农场去建站。先后勘察过西郊和北郊农场、十三陵农场、南口农场、永乐店农场、东郊农场等,高级农艺师曲中甲处长与农业工程师常再鸣全程陪同;又到通县漷县、房山交道、顺义杨镇等地选址。在选址过程中,时任支部书记靳春林同志常热情参与“打前站”,所长左大康亲自察看,除夕前夜冒雪到丰润县下地察看与座谈;黄秉维先生冒雨后泥泞深入现场观察。自然地理室黄荣金先生应站长们之邀常参与在各处奔走,这些都留下了难忘的回忆。

经多方勘察,当时在京郊地下水位很浅,很难找到黄秉维先生所要求的条件。1992年黄先生决定与石家庄农业现代化所合作办站,一再提出栾城站条件合适,刘昌明先生又去任职所长更是有利于统一组织管理。199310月和19969月黄秉维先生两次到石家庄农业现代化所作了座谈讨论,特别是1996年深入田间,在站住了两日,作了两个小时报告。表示以后还要找机会来小住了解研究工作。他指出:联合站发挥双方长处互相协作是完全正确的。迁站合并的是对的,达到了预期结果表示满意。

从地理学与农业生态学观点看,栾城站处于太行山—燕山山地东南麓,对黄淮海平原北缘有广泛的代表性。70年代末80年代初地下水位尚浅,但农业耗水量太大,降水量渐趋减少。栾城一带降水比20世纪6070年代偏少数十至100mm,是相对的干旱中心。地下水严重超采,平均每年下降1左右,是地下水漏斗最为发育的地区之一。至90年代中期,华北平原漏斗成片已达4万多平方公里,呈不可遏制之趋势,是全球最大的漏斗区;华北平原下垫面日益干旱化,降水总体上趋于偏少而蒸发量趋于增加,地表径流日益衰减,地下水大量超采日趋耗竭。形势之严峻一直为国内外有识之士所关注。黄秉维先生一再提出栾城适宜办站的决策是有先见之明的卓识。

从农业生态观点看,与美国玉米带、小麦带相对应,是华北农业精华所在,是精耕细作的传统农业、现代农业与生态农业迅速发展的代表性区域,节水农业正积极推行。栾城站处于院生态网络站点腹心地带,代表半湿润暖温带褐土带和黄淮海平原中上部位置,对严重干旱的华北平原极具代表性。

栾城站周围敞阔平坦农田成片,能充分满足来流路径的严格要求;地下水位已深达30余米。有试验地300多亩,按FAO标准所建水分池的观测试验每年进行。其它网络站设施齐备,有利于获取原创性数据。黄秉维先生曾付出极大努力促成联合,两站联合后,黄秉维先生多次讲话,深信栾城站的工作定有前途而寄予厚望。

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发表于 2011-9-26 23:01 |显示全部帖子
08年秋在东京见到吉野正敏老先生,老先生站在台上做报告,我们在台下享用免费的日式快餐,很是过意不去……

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发表于 2015-1-20 12:03 |显示全部帖子
于老师:你好!
        我已将你的这个帖子转贴到我的博文《小文先生崇敬的地理前辈(称之为“中国的脊梁”)——黄秉维先生》http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=350729&do=blog&quickforward=1&id=860852
        特此致谢!
                                                         陈昌春
思接地质年代,眼观地球内外

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