【中國科學網】中科院東北地理所長嶺站：黑土地上的草場站
①科研人員采集土壤樣本
②長嶺草地農牧業生態研究站全貌
③非洲留學生在進行科研實驗
黑而肥沃的土壤，一望無際的稻田、玉米地，這里是東北，中國農業的命脈所在。在這片大糧倉中，中科院東北地理與農業生態研究所（以下簡稱東北地理所）卻有一個以草地農牧業為主要研究領域的野外臺站，這就是長嶺草地農牧業生態研究站（以下簡稱長嶺站）。
自2009年建站以來，6年時間，遠離都市的喧囂，在節糧型草地畜牧業等領域，長嶺站的科研人員始終潛心研究，不斷取得突破。他們在擴展東北地生所從農田農業研究到草地畜牧業研究，加強新的學科方向以及服務地方需求和擴大社會影響等方面都起到了積極的促進作用。
重要布局
建設長嶺站，是東北地生所全面研究東北地區主要自然生態類型的戰略部署，也是該所野外臺站建設的重點任務之一。
長嶺站站長、東北地生所研究員周道瑋向《中國科學報》記者介紹，該實驗站圍繞影響草地利用、草地演變過程進行長期系統定位研究，并密切聯系鄉村社會的產業發展，作物種植與牲畜飼養，開展系列研究。
目前，長嶺站主要包括生活設施、實驗設施、牲畜飼養設施及部分長期定位實驗樣地。實驗站建設面積1000平方米，園區面積4萬平方米，實驗地面積300公頃。
據介紹，長嶺站的總體目標，是凝聚于節糧型草地畜牧業的基礎理論和技術研究，并開展土地利用、作物生產研究，發展適地適用的土地利用途徑。
“我們的科學目標，是以草地畜牧業研究為核心，研究草地植物對自然環境及放牧干擾的生長反映、飼草營養及能量供給、牲畜的生長表現、生理反應、生產性能等，建立環境友好型草地牲畜生產體系。”周道瑋說。
成果不斷
作為中科院眾多野外臺站的一員，長嶺站有著自身獨特的優勢。
周道瑋介紹，長嶺站處于沙地—草地以及農林交錯區，具有研究農田及草地畜牧業的適應條件。該區又面臨風沙、鹽堿地及土地利用等系列問題，是開展土地多途徑利用研究的理想場所。
目前，長嶺站擁有氣象觀測站、代謝實驗場以及動物飼養試驗場，觀測、試驗設備較為完備。
自成立以來，長嶺站的科研人員取得不少科研成果。比如，2011年，他們就揭示了栗樹單寧和椰子油對綿羊甲烷排放和瘤胃微生物菌群的影響。
甲烷是反芻動物瘤胃正常發酵的產物，但其排放不僅對空氣環境造成污染，增加溫室效應，而且還會造成2％～15%的飼料能量損失。因此，減少反芻動物瘤胃內甲烷的生成量，對提高飼料能量利用率和改善環境都具有重要的意義。相對添加化學合成的甲烷抑制劑和抗生素來講，添加植物代謝產物和植物油等是一種更為安全、健康的營養調控方式。
經過長期研究，長嶺站的劉華偉等人發現，在綿羊的飼料中分別添加栗樹單寧、椰子油和栗樹單寧與椰子油混合物，不會抑制綿羊生長，卻能顯著降低瘤胃液中產甲烷菌和原蟲的數量，減少甲烷氣體的排放量，并且栗樹單寧和椰子油的作用呈現出疊加效應。此外，添加椰子油可以顯著降低瘤胃液中總揮發性脂肪酸的濃度和產琥珀酸絲狀桿菌的數量。
該研究結果初步揭示了栗樹單寧和椰子油甲烷抑制作用的機理，為這兩種天然的甲烷抑制劑在畜牧生產中的應用提供了理論基礎。
此外，還有一項技術令科研人員感到驕傲，這就是覆沙造旱田的研究成果已經得到推廣。
由于土地鹽堿化，東北的松嫩平原存在大量的低產田，隨著糧食安全問題的日益凸顯，改造中低產田成為解決糧食問題的有效途徑之一。松嫩平原存在沙地與堿地的交錯分布區，而隨著農業現代化的發展，大型農業機械的推廣，科研人員發現，應用大型機械，將沙地土壤轉移到堿地，按照不同的覆沙高度實現覆沙造旱田，可以進行農業生產，增加農民收入。目前，這項技術已經推廣超過1000公頃。
發力先導
在進行草地農牧業研究的同時，長嶺站也承擔了中科院先導專項的任務。
長期以來，由于缺乏相關數據庫支持，我國在碳排放的相關國際談判中一直處于被動地位。近年來，以中科院專家為代表的中國科學家在碳排放研究方面作出了不懈努力，并取得諸多被國際社會認可的數據。研究證明，中國的碳排放量少于國外的預估數；同時，中國各種生態系統的固碳量也高于外界的評估量。
而要想建立全國性碳市場，必須了解全國范圍內的碳排放總量、各種生態系統的固碳量等各項碳指標。為此，中科院組織了A類先導專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”。
該項目由中科院大氣所牽頭，匯集了中科院多個院所的力量。東北地生所承擔的是對東北草地固碳現狀、速率、機制和潛力的研究。
那么，這項工作具體怎么進行呢？周道瑋介紹，他們的工作是為了綠色發展和國家戰略，主要研究東北草地生態系統土壤固碳潛力，包括現實及近期可實現的固碳潛力、對應的固碳速率，并探索自然環境梯度草地生態系統的飽和碳儲量以及人類干擾和管理下碳儲量和固碳速率的變化，以確定該地區草原碳庫的穩定性維持機制。
因此，在將近三年多的時間里，東北地生所及長嶺站的科研人員奔波在東北近50萬平方公里的草地上，足跡遍及東北地區的198個市縣，共有560個采集樣點。
選好采集土壤樣本的地點后，科研人員用鍬鏟等工具挖開半米見方的大洞，用專門的采集工具插到1米深的地下將土壤取上來，再進行密封保存。在沼澤地邊緣、森林草地，科研人員細心地采集各種土壤數據，不辭辛勞。在收集完數據后，他們還要在長嶺站等多個試驗進行分析，整個過程耗時甚長。
“應該說，該項目分析出的部分數據可以幫助有效改善東北草地現狀，提高土壤有機質。”周道瑋說。
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