生態(tài)學(xué)長(zhǎng)期研究促進(jìn)資源高效利用和區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

沈彥俊 胡春勝 張喜英 程一松 張玉銘 齊永青 張玉翠 閔雷雷 李紅軍 許亞賓

中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心 欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站 石家莊 050021

華北平原是我國(guó)重要的糧食主產(chǎn)區(qū)，為我國(guó)糧食安全和解決溫飽做出了巨大貢獻(xiàn)。狹義的華北平原由黃河以北的海河平原和徒駭馬頰河平原組成，總面積 14 萬(wàn)平方公里，是重要的糧、果、菜生產(chǎn)基地。該區(qū)域曾長(zhǎng)期實(shí)行兩年三熟的農(nóng)作制度；20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，隨著灌溉率提高，農(nóng)業(yè)肥料和栽培技術(shù)發(fā)展，以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化的普及，華北平原逐漸發(fā)展成以冬小麥—夏玉米一年兩熟制為主的農(nóng)業(yè)種植模式，部分高產(chǎn)農(nóng)田的糧食生產(chǎn)能力在 20 世紀(jì) 80 年代中期已突破噸糧田，目前更達(dá)到畝產(chǎn) 1.2 噸的高度。然而，該區(qū)域年降水量?jī)H 400—600 mm，不足以支持如此高的產(chǎn)量，抽取地下水灌溉和充足的施肥成為維持農(nóng)業(yè)高產(chǎn)的重要保障。長(zhǎng)期提取地下水灌溉以獲得糧食高產(chǎn)，造成嚴(yán)重的地下水采補(bǔ)赤字，地下水位持續(xù)下降。以太行山前平原為例，自 20 世紀(jì) 70 年代后期以來(lái)，地下水埋深已下降了近 40 m 之多。大水漫灌也使得肥料利用率極低，造成更多的肥料投入，農(nóng)田硝態(tài)氮的淋失量巨大，在局部地區(qū)已引起地下水污染。早在 20 世紀(jì) 70 年代，黃秉維院士等老一輩科學(xué)家就指出華北平原靠開(kāi)采地下水灌溉獲得農(nóng)業(yè)高產(chǎn)必不可持續(xù)的問(wèn)題[1]。因此，在 20 世紀(jì) 70 年代末中國(guó)科學(xué)院組織專(zhuān)家在華北平原開(kāi)展農(nóng)業(yè)資源綜合考察，研究華北平原水土和農(nóng)業(yè)氣候資源承載力及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力問(wèn)題。在此背景下成立了中國(guó)科學(xué)院石家莊農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所，1981 年欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站成立，1988 年加入中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)；1992 年聯(lián)合原中國(guó)科學(xué)院地理研究所的北京（大屯）綜合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站，成立了欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“欒城站”）。自建站以來(lái)，欒城站經(jīng)歷了“創(chuàng)建農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、資源高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系”“農(nóng)業(yè)節(jié)水和土壤肥力維持機(jī)理與技術(shù)”“農(nóng)業(yè)生態(tài)過(guò)程與資源環(huán)境可持續(xù)性”等幾個(gè)不同的重點(diǎn)研究階段，始終把水肥、光熱資源的高效利用作為最核心的研究?jī)?nèi)容；通過(guò)理論創(chuàng)新、技術(shù)模式的創(chuàng)建和示范推廣，為區(qū)域農(nóng)業(yè)的資源高效利用和可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)[2]。

1 建立了農(nóng)田土壤-作物-大氣系統(tǒng)水分傳輸與界面節(jié)水調(diào)控理論，創(chuàng)建了生物－農(nóng)藝－工程措施相結(jié)合的綜合節(jié)水技術(shù)

華北平原地下水超采問(wèn)題在 20 世紀(jì) 80 年代中期得到廣泛關(guān)注，欒城站參與了中國(guó)科學(xué)院“四水轉(zhuǎn)化”重大研究項(xiàng)目，建設(shè) 12.5 m 深包氣帶水分過(guò)程觀測(cè)豎井（當(dāng)時(shí)地下水位埋深 14.0 m），研究降水、土壤水、地下水之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，評(píng)估農(nóng)業(yè)灌溉水的利用效率和地下水補(bǔ)給過(guò)程[3]。自 20 世紀(jì) 90 年代初，劉昌明院士領(lǐng)銜系統(tǒng)地研究了農(nóng)田土壤-作物-大氣系統(tǒng)（SPAC）水分傳輸過(guò)程，綜合了土壤物理學(xué)、作物生理學(xué)和微氣象學(xué)研究方法與手段，對(duì)農(nóng)田 SPAC 系統(tǒng)水分能量傳輸和轉(zhuǎn)化各環(huán)節(jié)進(jìn)行深入觀測(cè)研究，提出了基于 SPAC 界面節(jié)水調(diào)控理論，在農(nóng)田水分蒸發(fā)和蒸騰過(guò)程中的根—土界面、葉—?dú)饨缑?、土—?dú)饨缑嫣幉扇∫欢ǖ恼{(diào)控措施，使界面水分傳輸阻力增大（圖 1），從而達(dá)到減少蒸散耗水的目的[4]。集成了生物—農(nóng)藝—工程節(jié)水技術(shù)模式，以冬小麥主動(dòng)調(diào)虧灌溉降低田間耗水量，小麥、玉米勻播調(diào)冠和全程秸稈覆蓋減少土壤蒸發(fā)，小麥適期播種玉米推遲收獲增產(chǎn)提效，統(tǒng)籌小麥、玉米兩季水肥管理等措施，實(shí)現(xiàn)全年農(nóng)田節(jié)水高產(chǎn)高效；利用秸稈梳壓機(jī)、小麥免耕播種機(jī)等機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了小麥平播播種和秸稈地面覆蓋，減弱了土壤無(wú)效蒸發(fā)，形成了“農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合，簡(jiǎn)化栽培，降耗增產(chǎn)”為核心的減蒸降耗節(jié)水技術(shù)模式，并制定了相應(yīng)技術(shù)規(guī)程。每畝可減少農(nóng)田蒸散 20—30 m3，每畝減降灌溉水量 40—80 m3[5]。實(shí)現(xiàn)了從理論創(chuàng)新到技術(shù)集成應(yīng)用的全鏈條節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。

2 明確了典型農(nóng)田耗水結(jié)構(gòu)機(jī)理與水平衡特征，提出了適宜降水資源條件的種植制度調(diào)整途徑，為建立區(qū)域“休耕輪作”制度和支撐地下水壓采政策的制定提供了有力的科學(xué)依據(jù)

圖 1 農(nóng)田 SPAC 系統(tǒng)水分傳輸過(guò)程與界面節(jié)水調(diào)控理論示意圖

農(nóng)業(yè)種植強(qiáng)度決定水肥等資源的消耗，華北平原的一年兩熟制度遠(yuǎn)超本地水資源承載能力，明確不同作物季的耗水和水平衡特征、確定無(wú)效蒸發(fā)耗水的總量和分布規(guī)律成為調(diào)整農(nóng)作制度和實(shí)施節(jié)水技術(shù)的依據(jù)。通過(guò)連續(xù) 11 年的渦度相關(guān)水熱碳通量觀測(cè)，明確了冬小麥—夏玉米灌溉農(nóng)田全年總蒸散量為 710 mm，降水量 460 mm，年水分虧缺量 250 mm；水分虧缺主要發(fā)生在冬小麥季節(jié)，可達(dá) 300mm 之多，其中土壤儲(chǔ)水可提供 65 mm 的供水，補(bǔ)充作物利用；而夏玉米季節(jié)處于雨季，平均約有 90 mm 的降水盈余，除補(bǔ)充土壤水庫(kù) 60 mm 外，對(duì)地下水可形成一定的補(bǔ)給作用[6]。據(jù)此提出，改一年兩熟為三年四熟的作物制度可基本實(shí)現(xiàn)多年尺度上的降水量和作物耗水的平衡，從而使開(kāi)采地下水灌溉成為彌補(bǔ)連續(xù)干期作物需水的措施，在周年或多年尺度上達(dá)到地下水的采補(bǔ)平衡[6,7]。為彌補(bǔ)因休耕造成的作物產(chǎn)量損失，利用模型評(píng)估了休耕和種植制度改變后對(duì)地下水消耗和產(chǎn)量的影響，證實(shí)了通過(guò)栽培方法的改善可以將產(chǎn)量損失大幅度降低[7-9]。此外，利用稱(chēng)重法、穩(wěn)定同位素法和模型模擬等多種方法對(duì)土壤無(wú)效蒸發(fā)總量進(jìn)行了定量研究，明確了土壤年蒸發(fā)可達(dá) 280 mm 之多[10]，發(fā)現(xiàn)土壤蒸發(fā)發(fā)生的深度主要在 0—20 cm 土層，而作物根系吸水主要利用 0—40 cm土層的土壤水分[11]，這些結(jié)果為改進(jìn)灌溉方式（例如研發(fā)科學(xué)的地下滴灌系統(tǒng)），減少土壤蒸發(fā)，提高土壤水分利用效率具有重要的理論意義。上述成果為河北省制定地下水壓采的農(nóng)業(yè)種植制度調(diào)整和土地休耕政策提供了決策依據(jù)。

3 闡明了灌溉高產(chǎn)農(nóng)田碳氮循環(huán)與氮平衡特征，定量了農(nóng)田施肥變化與溫室氣體排放通量，研發(fā)了適合華北平原高產(chǎn)區(qū)的保護(hù)性耕作和土壤肥力培育技術(shù)

圖2 華北太行山前平原農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素循環(huán)通量示意圖

由于片面追求高產(chǎn)，過(guò)量施肥的現(xiàn)象普遍存在。目前，華北平原 50% 的農(nóng)田年施氮量超過(guò) 500 kg N hm?2，部分田塊甚至高達(dá) 700 kg N hm?2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了作物生長(zhǎng)對(duì)氮素的需求。氮素?fù)p失進(jìn)入環(huán)境導(dǎo)致了地下水硝酸鹽富集、溫室氣體排放加劇等問(wèn)題。另一方面，秸稈還田和保護(hù)性耕作措施得以普遍推行，也對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)過(guò)程及其環(huán)境效應(yīng)產(chǎn)生重要影響。欒城站通過(guò)定量監(jiān)測(cè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水—土—?dú)狻缑嫣嫉粨Q通量，闡明了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)特征。過(guò)去 30 年間土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量增加迅速，表層 0—20 cm 土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量已達(dá) 4.0 kg C m?2，但由于高水肥的集約化生產(chǎn)導(dǎo)致 CO2等溫室氣體排放增加，土壤碳正在以 77 g C m?2yr?1的速度丟失[12]。當(dāng)前氮素投入情況下，小麥—玉米輪作農(nóng)田系統(tǒng)氮循環(huán)基本處于良性狀態(tài)，盈余氮素補(bǔ)充了土壤氮庫(kù)，特別是有機(jī)氮庫(kù)，培肥了土壤地力。但是，系統(tǒng)中每年以氨揮發(fā)、硝態(tài)氮淋失或反硝化形式向外界環(huán)境輸出氮素量仍可達(dá) 112.1—134.3 kg hm?2之多（圖 2），占施肥總量的 28.0%—33.6%[13]，成為環(huán)境污染的重要原因之一。明確了氮肥施入對(duì)土壤剖面中的 N2O 和 CO2濃度存在顯著影響，但對(duì) CH4濃度變化幾乎沒(méi)有影響，而低氮-雨養(yǎng)農(nóng)田系統(tǒng)則是 CH4和 N2O 吸收匯的事實(shí)[14]。為改善土壤碳氮循環(huán)，減少環(huán)境負(fù)荷，系統(tǒng)研究了保護(hù)性耕作機(jī)理、關(guān)鍵設(shè)備、農(nóng)藝技術(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新了兩熟制保護(hù)性耕作理論，創(chuàng)立了趨零蒸發(fā)的麥田玉米整秸覆蓋全免耕種植模式與配套機(jī)具；集成了高產(chǎn)節(jié)水型保護(hù)性耕作技術(shù)體系與土壤輪耕模式；制訂并由河北省頒布了保護(hù)性耕作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4 初步揭示了深層包氣帶水分和溶質(zhì)的入滲、遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程，闡明了地下水垂向補(bǔ)給量與硝態(tài)氮淋溶損失和土壤層削減原理

包氣帶（非飽和帶）是控制水分和溶質(zhì)通過(guò)地表進(jìn)入地下含水層的關(guān)鍵場(chǎng)所，研究農(nóng)田深層包氣帶水鹽運(yùn)移，對(duì)華北平原地下水水量和水質(zhì)管理及可持續(xù)利用具有重要的科學(xué)意義?；谔镩g原位觀測(cè)數(shù)據(jù)和深層包氣帶采樣分析，綜合利用環(huán)境示蹤、水量平衡、數(shù)值模擬等多種研究方法，深入研究了灌溉農(nóng)田根系層以下深層包氣帶的水分動(dòng)態(tài)變化特征及其機(jī)理，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期且大量灌溉影響下的冬小麥—夏玉米農(nóng)田的深層包氣帶含水量始終維持在較高水平，保持在（或略高于）田間持水量（圖 3）[15,16]；定量研究了深層包氣帶的水分通量（地下水潛在補(bǔ)給量），結(jié)果表明地表 6 m 以下深度的包氣帶水分以比較穩(wěn)定的速率向下運(yùn)動(dòng)[16]，地下水潛在補(bǔ)給量多年平均值為 164—200 mm yr?1[17]；探明了深層包氣帶水分向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程及其特征，查明了深層包氣帶水分主要以基質(zhì)流方式向下運(yùn)動(dòng)的特征，分析了水分的“壓力傳導(dǎo)式”運(yùn)移速率（濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速率）與水分子運(yùn)動(dòng)速率（平均孔隙流速）的關(guān)系[15]；查明了山前平原區(qū)冬小麥—夏玉米農(nóng)田、果園和棉田的平均孔隙流速小于地下水位下降速率，農(nóng)業(yè)面源污染物尚未隨水分大量進(jìn)入含水層造成地下水污染[15]。土壤各層次累積的硝態(tài)氮含量隨著施氮量的增加而增加，根區(qū)以外的硝態(tài)氮很難被作物利用；氮素淋失量也隨施氮量增加而增加[18]，證實(shí)了在根系層以下包氣帶依然具有一定強(qiáng)度的反硝化能力，發(fā)現(xiàn)了通過(guò)增加深層低濃度可溶性有機(jī)碳可調(diào)動(dòng)反硝化微生物活性，可提高和利用包氣帶土壤的反硝化潛力，成為削減土壤硝態(tài)氮淋失進(jìn)入地下水的新技術(shù)途徑和技術(shù)研發(fā)方向。

圖 3 厚包氣帶土壤水分、基質(zhì)勢(shì)、總水勢(shì)的剖面分布

5 研發(fā)了作物營(yíng)養(yǎng)診斷工具和區(qū)域農(nóng)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的水肥精準(zhǔn)管理提供技術(shù)支撐

作物營(yíng)養(yǎng)狀況、作物長(zhǎng)勢(shì)和農(nóng)田土壤墑情是農(nóng)田精細(xì)化管理的重要依據(jù)，快速簡(jiǎn)便地獲取這些農(nóng)情信息，及時(shí)應(yīng)對(duì)以確定合理的灌溉和施肥量，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化和自動(dòng)化、提高水肥資源利用效率至關(guān)重要。欒城站自 20 世紀(jì)末即開(kāi)始開(kāi)展農(nóng)情信息的快速獲取與精準(zhǔn)化管理相關(guān)的研究，從利用風(fēng)箏攜帶多光譜相機(jī)到無(wú)人機(jī)搭載平臺(tái)獲取農(nóng)田信息，從收割機(jī)安裝智能測(cè)產(chǎn)傳感器獲取實(shí)時(shí)產(chǎn)量地圖到利用智能手機(jī)拍照進(jìn)行作物葉片營(yíng)養(yǎng)診斷[19]，開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)農(nóng)情監(jiān)測(cè)和快速診斷技術(shù)，應(yīng)用于農(nóng)田水肥的精細(xì)化管理，提高了資源利用效率和生產(chǎn)效率。近期，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的地面農(nóng)情信息驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，研制了“華北平原農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)與水肥管理決策支持系統(tǒng)（1.0 版）”，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域農(nóng)情監(jiān)測(cè)信息的快速獲取、分析和精確驗(yàn)證[20]。該系統(tǒng)定期向河北省農(nóng)業(yè)和水利部門(mén)推送監(jiān)測(cè)快報(bào)，為區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉和施肥管理提供決策支持，極大地提高了應(yīng)對(duì)干旱的能力。

6 創(chuàng)建和集成農(nóng)業(yè)資源高效利用技術(shù)體系，為區(qū)域農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐

隨著農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的改變，20 世紀(jì) 90 年代華北平原的秸稈焚燒成為最大的環(huán)境污染問(wèn)題。欒城站結(jié)合區(qū)域水資源短缺、農(nóng)田生產(chǎn)效益偏低和土壤退化等生態(tài)問(wèn)題，從秸稈覆蓋關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)規(guī)程等多層面系統(tǒng)研究了兩熟制保護(hù)性耕作理論，創(chuàng)立了趨零蒸發(fā)的麥田玉米整秸覆蓋全免耕種植模式與配套機(jī)具；集成了高產(chǎn)節(jié)水型保護(hù)性耕作技術(shù)體系與土壤輪耕模式；制訂并由河北省頒布了保護(hù)性耕作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為華北平原農(nóng)田節(jié)水、沃土、固碳技術(shù)提供了理論依據(jù)，對(duì)緩解地下水超采、減少溫室氣體排放、保護(hù)環(huán)境與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。該項(xiàng)目的科研團(tuán)隊(duì)與地方密切結(jié)合，推廣土壤深松 1 110 萬(wàn)畝、保護(hù)性耕作技術(shù) 1 840 萬(wàn)畝。節(jié)水 11 億立方米、固碳 7.3 億噸，取得顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益。

針對(duì)山前平原地下水嚴(yán)重超采和水資源利用效率低等主要問(wèn)題，以提高農(nóng)田灌溉用水效率和實(shí)現(xiàn)地下水采補(bǔ)平衡為目標(biāo)，探索了控制地下水開(kāi)采和提高水資源利用效率“控采增效”管理節(jié)水運(yùn)行機(jī)制，通過(guò)生物—農(nóng)藝—工程等節(jié)水技術(shù)集成與示范，完成了從單純的工程節(jié)水到工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、管理節(jié)水的同步實(shí)施和逐漸轉(zhuǎn)變，創(chuàng)建了“雙百超千”的節(jié)水生產(chǎn)模式，即“畝節(jié)水 100 mm，節(jié)約成本 100 元，畝產(chǎn)超 1 000 公斤”。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)示范和技術(shù)推廣，開(kāi)發(fā)和引進(jìn)了 IC 卡取水計(jì)量設(shè)備和技術(shù)、精量灌溉用水設(shè)備和技術(shù)、免耕覆蓋機(jī)具和技術(shù)、用水管理監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)等先進(jìn)手段，結(jié)合農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，形成了 4 種節(jié)水農(nóng)業(yè)模式和 4 套技術(shù)體系，建立 1.01 萬(wàn)畝的示范區(qū)，輻射面積達(dá) 10.1 萬(wàn)畝；獲授權(quán)專(zhuān)利 19 項(xiàng)；知識(shí)產(chǎn)權(quán)登記軟件 1 套；示范區(qū)灌溉水分利用率由原來(lái)的 70% 提高到 85%，作物水分利用效率由 1.41 kg m?3提高到 1.98 kg m?3，產(chǎn)值提高 26%。先后獲得河北省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（圖4）。

針對(duì)華北平原冬麥區(qū)嚴(yán)重干旱缺水的突出問(wèn)題，制定節(jié)水抗旱高產(chǎn)育種目標(biāo)，廣泛搜集、創(chuàng)新種質(zhì)資源，采取不同世代水旱交替和“擴(kuò)源、保庫(kù)”的選擇方法與光合速率、水分利用效率等抗旱生理指標(biāo)測(cè)定相結(jié)合進(jìn)行定向培育，相繼培育了多個(gè)節(jié)水抗旱的冬小麥新品種，以及科農(nóng)系列優(yōu)質(zhì)小麥品種。其中，“科農(nóng) 199”和“科農(nóng) 2009”通過(guò)國(guó)家品種審定，為區(qū)域農(nóng)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

在土地規(guī)?；?jīng)營(yíng)時(shí)期，欒城站積極實(shí)施科技富農(nóng)行動(dòng)，先后集成草莓生態(tài)化種植技術(shù)模式，幫扶欒城縣范臺(tái)村成立草莓生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)合作社。目前，該合作社成為石家莊周邊最大的草莓種植基地，已連續(xù) 16 屆舉辦欒城縣范臺(tái)草莓節(jié)，成為農(nóng)村觀光農(nóng)業(yè)的典范，極大地促進(jìn)了農(nóng)民增收。2012 年以來(lái)，欒城縣天亮合作社成立，流轉(zhuǎn)土地 300 畝，欒城站及時(shí)提供“紫優(yōu) 5 號(hào)”特色功能小麥品種和配套種植栽培技術(shù)，研發(fā)了核桃林下套作紫麥、谷子和大豆的復(fù)合栽培技術(shù)，并對(duì)天亮合作社的種、管、灌、收等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，在經(jīng)營(yíng)模式上創(chuàng)建了農(nóng)民以土地入股和托管經(jīng)營(yíng)兩種模式，極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，增加了農(nóng)民效益。目前，天亮合作社的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到 3 萬(wàn)畝，惠及近萬(wàn)戶(hù)農(nóng)民，2015 年，時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理汪洋視察天亮合作社模式，并給予高度評(píng)價(jià)。

7 結(jié)語(yǔ)

欒城站自 1981 年建站以來(lái)，始終堅(jiān)持長(zhǎng)期的生態(tài)學(xué)監(jiān)測(cè)、研究、示范的宗旨，圍繞區(qū)域農(nóng)業(yè)資源高效利用和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，研究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水肥光熱的高效利用與調(diào)控理論，建立綜合生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、地學(xué)以及工程學(xué)科的技術(shù)體系，為區(qū)域農(nóng)業(yè)高效發(fā)展和地下水資源的可持續(xù)利用提供了重要的理論與技術(shù)支撐。獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一、二等獎(jiǎng)，河北省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，河北省自然科學(xué)獎(jiǎng)一、二等獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)勵(lì)；獲得國(guó)審小麥新品種 4 個(gè)，發(fā)布河北省地方標(biāo)準(zhǔn) 10 余項(xiàng)。近 10 年來(lái)發(fā)表 SCI 論文 300 余篇，出版專(zhuān)著 5 部，獲國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人批示的政策咨詢(xún)建議 5 份，取得了較大的影響。

立足新的發(fā)展階段，欒城站將繼續(xù)緊密?chē)@水資源短缺的區(qū)域重大需求，結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，開(kāi)展節(jié)水、節(jié)肥的耦合機(jī)理研究，綜合 SPAC 節(jié)水機(jī)理、農(nóng)田碳氮循環(huán)、抗旱節(jié)水型小麥新品種創(chuàng)制和農(nóng)牧結(jié)合循環(huán)型農(nóng)業(yè)模式等，開(kāi)展多學(xué)科的理論研究與應(yīng)用實(shí)踐，進(jìn)一步推進(jìn)綠色、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)型農(nóng)業(yè)的科技創(chuàng)新，為區(qū)域農(nóng)業(yè)資源高效利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

1 沈彥俊, 劉昌明. 華北平原典型井灌區(qū)農(nóng)田水循環(huán)過(guò)程研究回顧. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 19(5): 1004-1010.

2 劉昌明. 立足試驗(yàn) 實(shí)現(xiàn)資源高效型農(nóng)業(yè)的科技創(chuàng)新. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 19(5): 985-986.

3 劉昌明, 任鴻遵. 水量轉(zhuǎn)換——實(shí)驗(yàn)與計(jì)算分析. 北京: 科學(xué)出版社, 1988.

4 劉昌明, 王會(huì)肖, 等. 土壤-作物-大氣界面水分過(guò)程與節(jié)水調(diào)控. 北京: 科學(xué)出版社, 1999.

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7 Luo J, Shen Y, Qi Y, et al. Evaluating water conservation effects due to cropping system optimization on the Beijing-Tianjin-Hebei plain, China. Agricultural Systems, 2018, 159: 32-41.

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18 李曉欣, 馬洪斌, 胡春勝, 等. 華北山前平原農(nóng)田土壤硝態(tài)氮淋失與調(diào)控研究. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 9(5): 1-6.

19 李紅軍, 張立周, 陳曦鳴, 等. 應(yīng)用數(shù)字圖像進(jìn)行小麥氮素營(yíng)養(yǎng)診斷中圖像分析方法的研究. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 19(1):155-159.

20 程一松, 胡春勝, 張玉銘, 等. 欒城縣域精準(zhǔn)種植運(yùn)行體系建設(shè)與模式示范. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 19(5): 1190-1198.