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  认知规律 开创未来

认知规律 开创未来

——热烈庆祝中国科学院东北地理与农业生态研究所成立50周年

科学时报记者 石明山 王学健

   “这是一片神奇的土地——人间天上难寻。”这是诗人郭小川曾在世界三大黑土带之一的中国东北平原上刻下的诗句。

富含有机质的黑土是地球上最为肥沃的土壤,勤劳勇敢的中国人经过几十年的大规模开发,使这片神奇的东北黑土地成为中国最大的商品粮基地,是中国的“大粮仓”。与此同时,黑土地上特有的湿地犹如镶嵌在东北大地上瑰丽夺目的绿宝石,滋润着中华几千年的古老文明。

   在东北这片神奇的土地上,中国科学院部署的综合性地理学与农学研究机构——东北地理与农业生态研究所,不仅努力呈现给世人一篇内含丰富的科学华章,更使得湿地、黑土特有的文化融入到源远流长的中华文明之中。

   中国科学院东北地理与农业生态研究所,是2002年3月由原中国科学院长春地理研究所和原中国科学院黑龙江农业现代化研究所整合组建而成。其原长春地理所成立于1958年8月。至今已走入第50个春秋的中国科学院东北地理与农业生态研究所,不仅积淀了深厚的历史底蕴,更涵养了丰富的人文内涵。

   50年风风雨雨,该所几代科学家和广大职工将国家需求和世界科技前沿紧密结合起来,特别是中国科学院知识创新工程为该所的发展注入了新的活力,全所科技创新能力显著提升,在湿地生态、农业生态、地理与遥感信息技术、区域发展研究与人文地理等领域,取得了一批又一批有显示度的科研成果。该所作为第一完成单位或主要完成单位完成的成果获国家科技进步一等奖1项、二等奖9项、三等奖5项;获中国科学院科技进步特等奖3项、一等奖10项;获各部委和省级科技进步一等奖7项、二等奖29项。获授权专利59项,出版专著120多部,在国内外刊物发表论文4000多篇。同时,该所主办刊物在国内外具有重要的影响,其中《中国地理科学》(英文版),是国内唯一的,涵盖地理学的全部领域,被ISI科学引文数据库(SCI)收录的地理期刊;《地理科学》是国内地理学三大核心期刊之一;《湿地科学》是在我国出版的第一份湿地领域专业性学术期刊;《农业系统科学与综合研究》是国内核心期刊。

   50载春华秋实,中国科学院东北地理与农业生态研究所谱写出了以“团结、务实、开拓、发展”为精神内涵的创新发展新篇章,在东北这块神奇的土地上创造出诸多第一:开创了中国湿地科学,为中国湿地科学的建立和发展做出了不可磨灭的贡献;开展的具有区域特色的农业生态学研究,为中国黑土地区农业结构调整和农业可持续发展提供了坚实的理论和技术支撑,为中国粮食安全提供了可行的技术保障;建立的中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站和松嫩平原海伦黑土农田生态国家野外科学观测研究站,为我国第一批国家级野外观测研究站;建立的地理遥感信息研究系统,围绕遥感应用研究方向,注重遥感基础、地理信息理论及微波遥感研究,形成较强的优势和特色;开展的人文地理与区域发展研究,在东北区域发展战略、老工业基地改造、国家商品粮基地建设布局、东北亚地区资源环境与区域经济合作等方面,形成了鲜明的区域研究特色并享有重要的学术地位……

   在中国科学院东北地理与农业生态研究所迎接成立50周年之际,全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥欣然提笔,为该所写下“认知规律开创未来”八个苍劲有力的大字,不仅是对该所50年成就的肯定,更昭示着该所美好的明天。

攀登在前沿

   目前,中国科学院东北地理与农业生态研究所拥有四大研究方向、四个野外台站、四个博士点、四种学术期刊。这些构成了研究所特有的科学研究、学科建设以及人才培养格局。其中四大研究方向分别是:湿地生态与环境、农业生态、地理与遥感信息技术、人文地理与区域发展研究。

   让中国科学院东北地理与农业生态研究所全体干部职工骄傲的是,50年来,该所围绕这四大研究方向,始终奋斗在地理与农业生态科学的前沿。

   1958年,中国科学院长春地理研究所成立,按照中国科学院地学研究的分工,明确该所以沼泽作为研究方向。2002年中国科学院东北地理与农业生态研究所整合组建时,湿地科学研究仍作为该所的特色和优势学科。

   20世纪60年代初,中国科学院长春地理研究所等单位结合国家有关部委和中国科学院的任务,开展了全国范围内沼泽和泥炭资源的综合考察,先后对三江平原、大小兴安岭、长白山、若尔盖高原、青藏高原、新疆、长江中下游、横断山以及沿海地区的沼泽进行了综合考察。20世纪90年代开始,结合中国科学院特别支持项目,对全国沼泽进行补充调查,对全国沼泽的分布、成因、组成、特征、类型等问题作了研究,基本上查清了资源,掌握了其分布和发生、发展的规律。1995年中科院湿地研究中心在长春地理研究所成立,先后联合了18个研究所、多个网络台站,直接或间接从事湿地研究的科技人员达400余人。目前,在资源调查的基础上,开展湿地生态系统结构、过程、功能研究,在湿地生态过程,湿地物质循环,尤其是湿地温室气体排放等方面取得重要成果。

   中国科学院东北地理与农业生态研究所经过50年的湿地研究,积累了宝贵的科学资料,先后出版了《三江平原沼泽》、《横断山区沼泽与泥炭》、《三江平原自然环境变化与生态保育》、《东北湿地》、《中国的沼泽》、《中国沼泽志》、《中国沼泽图》、《湿地生态系统观测方法》、《湿地生态系统保护与管理》等著作,为填补我国沼泽研究学科的空白,发展湿地科学做出了重要贡献。

   与此同时,中国科学院东北地理与农业生态研究所将国家需求和世界科技前沿紧密结合起来,运用多学科优势,针对区域农业发展中的重大科学问题和国际前沿问题开展知识创新和技术创新,取得了许多重大科研成果,为国家和地方的现代农业发展做出了重要贡献。

   该所承担的中国科学院知识创新工程重大项目“东北地区农业水土资源优化调控机制与技术体系研究”,经过100多位科学家4年多时间的研究,提出了建立东北地区水土资源保护型农业生产体系和水土资源可持续利用的粮食安全保障体系的科学方案,取得了多项技术成果,建立了区域水土资源高效利用关键技术示范区3个,累计示范面积20万hm2,辐射推广100万hm2。项目的实施对于推进21世纪东北农业的发展,进一步巩固东北农业在国家粮食安全保障体系中重要地位,促进粮食产量的提高和品质的改善及区域农业增效做出了重要贡献。

   该所承担的“八五”、“九五”国家科技攻关计划课题“松嫩—三江平原中低产田治理与农业综合发展技术研究”,是以中低产田改造及综合治理为重点的区域农业综合发展研究,在松嫩平原大安和海伦分别建立了盐碱地改良利用与黑土区农业综合发展示范样板区,并进行区域农业可持续发展研究;“九五”期间,还承担国家科技攻关计划课题“玉米大面积高产综合配套技术研究、开发与示范,”重点解决了玉米优质高效生产中的重大关键技术,建立了区域化、专业化、标准化玉米优质高效生产技术体系。“十五”期间,该所继续主持国家科技攻关计划课题“松嫩平原西部盐碱地综合治理及高效利用技术研究”。吉林省农发办“十五”重大项目“半山区小流域生态经济型科技示范区”,以吉林省东南部半山区典型小流域为主体,进行水土流失模式和生态农业模式研究,建立了半山区高效生态农业模式和具有水土保持兼具高效生态经济功能的综合农业复合生态系统,实现了半山区小流域开发建设中经济、生态和社会效益协调与统一,在半山区及类似生态类型区具有广阔应用前景和推广价值。

   地理与遥感信息技术是中国科学院东北地理与农业生态研究所的另一个优势学科。

   该所结合土地利用/土地覆被遥感应用研究,先后开展了“遥感技术在沼泽及荒地资源考察中的应用”、“东北地区农业土地资源遥感调查”等研究;自上世纪九十年代初就开始结合作物遥感估产研究,进行了“松辽平原玉米遥感估产”, “全国玉米遥感估产”,“东北地区资源环境遥感信息系统与农情综合速报”等研究;在遥感技术系统中,开展了“黑土资源数量安全研究及农田生态系统生产潜力分析”、“吉林省重要地表饮用水源地水质遥感监测与示范”等研究;结合东北黑土地农业生态数据库建立,开展“黑土农业生态系统及其生产力”的科学研究,解决障碍黑土农业持续发展的重大科学技术问题。开展湿地遥感监测与信息系统研究,为湿地资源的科学管理提供空间决策支持;攻坚地理信息核心技术,创建空间分析原创性理论。取得的一批研究成果,为促进地方农业发展做出了重要贡献。

   微波遥感器的研制技术是一项难度较大的高技术。该所先后研制成功机载13mm自动增益补偿成像微波辐射计,机载21cm、机载5cm微波辐射计等,为我国星载多频段微波辐射计的研制奠定了基础。“机载三频段微波辐射计及其应用”项目荣获1989年中国科学院科技进步一等奖和1990年国家科技进步一等奖。该所与中国科学院空间科学与应用研究中心合作,承担了“神舟”四号飞船多模态微波遥感器的研制,2002年底成功在轨运行,于2004年获得总装备部颁发的科技进步一等奖。

   区域发展研究一直是中国科学院东北地理与农业生态研究所重要的科研领域,在经济地理与人文地理研究方面一直保持清晰、稳定的学科发展方向和紧密围绕国家战略需求的时代特征。围绕建国以来东北老工业基地的开发、建设、改造和振兴过程,科研人员开展了连续不断的科学研究,形成了丰富的科研成果,为国家和地方经济社会发展提供了大量科技咨询,培养了一批科技人才。在东北区域发展战略、老工业基地改造、国家商品粮基地建设布局、东北亚地区资源环境与区域经济合作等方面,形成了鲜明的区域研究特色并享有重要的学术地位。2002年以来,在中国科学院知识创新工程项目的促进下,根据研究所学科发展战略定位和国家振兴东北老工业基地战略的需求,该所人文地理学的学科建设和科研水平实现了跨越式发展,于2003年成立了“东北区域发展研究中心”, 2006年作为主要参加单位完成国务院东北办编制的《东北地区振兴规划》。

攻关为振兴

   怎样为东北振兴做贡献,这是中国科学院东北地理与农业生态研究所全体干部职工一直在深刻思考的问题。特别是在2002年到2008年间,两所实施整合以及进入中国科学院知识创新工程的过程中,该所进一步凝练学科方向,再次明确了为东北区域资源、环境以及农业开发服务的宗旨。

   中国科学院东北地理与农业生态研究所一直从事的湿地资源合理利用与保护研究,近几年又先后开展了泥炭资源的合理开发与保护、盐碱化湿地综合治理与农业发展研究、沼泽湿地生态农业开发模式研究、沼泽湿地合理开发与保护研究等针对东北振兴的研究项目。在2005年~2007年,该所承担了吉林省农业综合开发办的科技示范项目“吉林西部芦苇湿地生态保育与修复技术研究”,在分析芦苇湿地退化原因的基础上,应用生态学的生物共生、生态位和物质循环原理,示范和推广了盐碱化苇田芦苇修复技术、蟹苗适应性驯化和防逃技术、苇田养鱼技术等,建立了苇-蟹(鱼)复合农业生态示范模式,以水分的循环高效利用,带动底栖动物、水草、河蟹、鱼、芦苇的良性生长,取得了显著的生态、经济与社会效益。

   中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站是我国最早以沼泽湿地为主要对象,开展沼泽湿地生态系统要素及主要生态过程长期定位监测与研究的野外台站,试验站针对沼泽湿地及沼泽垦殖后农田生态系统,开展水、土、气、生生态系统要素及沼泽湿地主要生态过程的长期定位监测,研究自然环境变化和人类影响下的沼泽湿地及湿地农田生态系统结构、功能时空格局变化、驱动机制及区域环境效应,已有近20多年的观测与研究数据积累。以三江站为依托完成了国家科技攻关、国家自然科学重点基金、中国科学院重大及方向性项目等40多项,提出了关于缩小三江平原湿地开发规模,加强中低产田改造的建议,并被国家和黑龙江省决策所采用;定量评价了三江平原沼泽湿地生态系统碳、氮、水、能量交换通量;建立了沼泽湿地稻、苇、鱼复合生态模式,为区域湿地保护和农业可持续发展提供了示范。

   海伦黑土农田生态国家野外科学观测研究站是中国科学院在东北黑土地区设置的长期的、综合性的农业资源、环境、生态和农业技术等多学科的综合研究基地,是全国在东北黑土区仅有的一个农业生态站。自1978年建站以来,通过陆续配备的野外观测设施,对农业水、土、气、生四大要素几百项内容进行了长期连续的观测研究,积累了超过1000Mb的监测数据及研究数据,为国家研究区域资源与生态环境的演变提供了第一手资料。针对人类活动对黑土农田生态系统的影响,站区从1985年开始陆续设置了我国农业不同历史阶段经营模式模拟、农田养分循环与平衡、农田水分循环与平衡、不同轮作与耕作等长期定位试验,获得多项具有创新性的基础研究成果,为区域农业优化模式的建立,水土资源的高效利用及区域农业的可持续发展提供了重要的科学依据与技术对策。

   该站已成为黑土区农业技术开发、集成和示范基地,同时,成为黑土农业生态领域的人才培养基地。近5年来,该站通过承担国家、中国科学院、黑龙江省和哈尔滨市的农业科技攻关课题,在大豆新品种选育、作物高产优质安全栽培技术、绿色食品主要作物生产配套技术、黑土区饲草饲料资源的开发与畜牧业高效养殖技术、生态农业综合技术开发等方面,取得多项成果和专利,并在黑土区开展规模化示范推广,5年中累计示范推广面积达100万hm2,增产粮食4.5亿kg,为农民增收5.6亿元,培训农业技术人员及农民上万人次。

   中国科学院长春净月潭遥感实验站创建于20世纪70年代末,是我国刚刚开始引进遥感技术就率先起步的实验基地。利用遥感动态监测与农作物估产是该所遥感中心与长春净月潭遥感实验站建站以来始终坚持为地方经济建设服务的内容,“八五”至“十五”期间,完成了中国玉米遥感动态监测与估产以及农作物长势监测与农情速报等一系列科研任务,获得了丰硕的成果。2005年,该站在中国科学院振兴东北老工业基地科技行动计划支持下,开始了东北地区农作物遥感监测与粮食安全空间决策支持系统建设。

   吉林省西部位于半干旱、半湿润气候带,是吉林省重要的农牧业基地。然而,吉林省西部土地盐碱化却以每年1.4%的速度扩展,不仅制约着当地农牧业的发展,而且危及人民的生存空间。为加快推进吉林生态省建设步伐,积极配合吉林省西部治碱工程建设,2003年中国科学院东北地理与农业生态研究所与大安市政府签订了“关于共建中国大安碱地生态试验站”的协议,决定在吉林省大安市建设我国第一家“碱地生态试验站”。其主要目标是研究苏打盐碱地生态恢复与重建的理论和技术,充分发掘和利用植物抗逆基因资源,探讨苏打盐碱地碱化过程与机理,在典型碱地开展长期定点定位观测、科学试验示范研究,为盐碱荒漠化治理和生态建设提供理论依据与技术支撑。

   大安碱地生态试验站自2003年建站以来,在苏打盐碱地优质羊草植被快速恢复与重建研究方面取得了重要技术突破。已申请专利22项,其中获得国内外授权专利14项,引进种植耐盐碱植物120多份,收集水稻品种资源3000余份,2007年和2008年相继培育出水稻高产优质新品种3个,出版《中国大安碱地生态试验站区域生态环境背景》专著一部。其中羊草移栽恢复技术,作为生物改良盐碱地的重大技术突破,已经被列入《吉林省西部盐碱地生态经济发展“十一五”规划》十大重点工程之一加以推广应用。

育人筑根基

   多年来,中国科学院东北地理与农业生态研究所经过人才队伍结构调整和创新实践培养,在湿地与环境、区域农业、地理与遥感应用和区域发展研究领域已凝聚、培养了一批优秀人才。特别是2007年12月,长期坚守在湿地与东北区域农业科研第一线的刘兴土研究员当选为中国工程院院士,更使该所的人才凝聚跃升到一个新的高度。

   近50年来,经过几代科学家的努力,中国科学院东北地理与农业生态研究所造就了一支年龄结构合理、学术思想活跃、学术水平较高的科研队伍,确立了研究所在全国地理学和农业生态学研究中的学术地位。

   与此同时,该所还形成了较完善的研究生培养学科体系。目前,该所有环境科学与工程博士后流动站,环境科学、地图学与地理信息系统、生态学、人文地理学四个博士点,环境科学、自然地理学、人文地理学、地图学与地理信息系统、生态学五个硕士点。招生专业涉及到三个一级学科,招生学科专业基本涵盖了研究所重点学科方向发展的需求,已形成了专业较齐全、结构合理的研究生培养学科体系。

后记

   近年来,中国科学院东北地理与农业生态研究所始终面向世界科技前沿,以提高科技创新水平和创新能力以及国际科研竞争力为宗旨,不断发展,走向世界。随着该所国际合作研究的不断深入,已与德国马普学会化学研究所、俄罗斯太平洋地理研究所、日本地球环境综合国立研究所、日本北海道大学、日本作物研究所、澳大利亚联邦科工组织水土研究中心、朝鲜国家科学院地理研究所等分别签订了长期合作协议,就学术交流、合作研究及人才培养等多方面建立了稳定的合作机制。

   与东北亚各国开展资源环境领域的科技合作,对于中国科学院东北地理与农业生态研究所而言,具有独特的区位优势。中国科学院东北地理与农业生态研究所已经把国际合作的目光瞄准东北亚相邻国家,包括朝鲜、日本、韩国、蒙古以及俄罗斯远东地区在内的东北亚经济圈,正在成为当今世界经济中继北美经济圈、欧洲经济圈之后,最引人注目的地区之一。东北亚各国之间地缘相邻,人文相通,素有长期合作交往的传统,具有开展国际科技合作的良好基础和条件。

   从1958年到2008年, 整整50年的时光。50年是一个缩影,50年是一种凝聚。中国科学院东北地理与农业生态研究所走过漫漫征程,沉淀下来的是坚韧不拔、团结奋进、互相协作、不断超越、不断创新的精神。

   50年栉风沐雨, 50年岁月流金。我们相信,在未来的创新征途中,中国科学院东北地理与农业生态研究所一定能够在东北这片神奇的土地上创造出更大的奇迹!我们衷心祝愿,中国科学院东北地理与农业生态研究所能够为中国科学事业的发展和全人类的资源环境事业做出更大贡献!

 
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