粤北土壤环境野外科学观测研究站

一、研究站概况

广东省粤北土壤环境野外科学观测研究站（Northern Guangdong Soil Enviromental Observation and Research Station）是2019年由广东省科技厅批准，广东省科学院生态环境与土壤研究所承建，韶关学院和中科院华南植物园参与共建的复合生态系统观测站。观测站针对我国土壤退化、污染等长期存在且危及人民福祉的环境问题，基于地球关键带科学原理，系统观测“水土气生岩”多要素，深入研究碳氮等生源要素以及镉砷铅等污染物在岩石-土壤-生物-大气连续体的垂向以及在土壤-水体源汇耦合体的横向迁移转化规律，解析其多界面、多过程机制，以此为基础对土壤重金属污染形成与治理、土壤退化与生态恢复、流域面源污染防治等重大科学问题进行研究。通过上述研究揭示地球关键带生源要素和重金属的长期演变机理、获得农业重金属污染阻、控、除一体化技术、提升和恢复退化土壤生态系统生态服务功能、农业面源污染削减与资源利用等提升流域水土环境质量的关键技术，支撑我省落实土壤和水污染防治攻坚战，提升土壤环境科学基础创新能力，以确保“粤港澳大湾区”绿色健康发展。

二、研究站的自然、社会环境

粤北涵盖韶关、河源、梅州、清远和云浮这五个地级市。该地区属于亚热带季风气候，山地丘陵为主要地形，植被丰富，土壤类型丰富多样，性质差异明显。农业是粤北地区的重要产业，主要以水稻种植以及蔬菜、水果、茶叶等经济作物种植为主；过度施肥用药以及不合理灌溉引发土壤板结、酸化、面源污染等问题。部分地区历史上的林业开发和矿业开采以及相关工业活动导致了较为严重的土壤退化和土壤重金属污染。这些土壤污染和退化等问题对当地的生态环境、农业生产以及居民健康都产生了一定的潜在威胁。

三、总体定位、主要研究方向和任务

1、总体定位：

遵循“观测-研究-示范-服务”现代科学研究范式，研究典型关键带生源要素和重金属长期演变机理，突破现有技术难以实现同步阻、控、除农田重金属(镉砷铅)的技术瓶颈，实现污染削减与资源利用同步目标，经过5-10 年的建设与发展，建成完善的粤北土壤环境野外观测体系，成为具有科学研究、人才培养、科普教育、生态修复模式示范等多种功能于一体的、具有国内外影响力的重要科研基地。

2、主要研究方向和任务：

（1）土壤污染与修复：以农田土壤与作物为研究对象，镉、砷、铅等重(类)金属为主要污染物，开展：

① 岩石-土壤-农作物连续体重(类)金属迁移转化过程与定向调控机制；

② 农田土壤重金属钝化新技术研发；

③ 农作物重金属生理阻隔新技术研发；

④ 污染农田安全生产示范与应用技术体系等方面的研究。

（2）流域面源污染防治：以流域为基本单元，重点关注碳氮磷生源要素和镉砷铅重金属污染物，开展：

① 关键要素在流域“土壤-水体”源汇耦合体的迁移转化规律；

② “岩土水气生”多界面、多要素、多过程耦合的生态水文模型；

③ 基于“源汇”景观生态学理论的面源污染防治模式；

④ 污染削减与资源化利用同步的面源污染综合防治技术体系等方面的研究。

（3）土壤退化与生态恢复：以石漠化过程为研究对象，重点关注碳氮磷生源要素，开展：

① 石漠化历史演变趋势及归因；

② 石漠化区土壤及其养分流失的水文学机理及阻控技术；

③ 石漠化区“缺水少土富钙”基质条件下生态系统服务提升技术；

④ 石漠化区生态治理效益的监测和评价技术等方面的研究。

四、研究队伍

现有固定人员50人，其中研究员15人，副研究员18人，助理研究员9人。

五、监测体系与观测设施空间布局

粤北土壤环境野外科学观测研究站目前在粤北韶关集中开展了土壤污染与修复、土壤退化与生态恢复和流域面源污染防治方面的研究，并打造了以下集中观测场：

1、韶关浈江区新韶镇综合观测试验场

位于韶关市韶关学院浈江区新韶镇，总面积 105 亩，具备山水林田湖草生命共同体的全要素，可开展流域生态水文、土壤生态学、面源污染等方面的研究，现在已经布设了以作物（以水稻为主）水分、养分高效利用和施肥技术研究为核心的观测样地。园内水、电、网络等基础设施齐全，沿主体区有 3 米宽水泥通道，环形绕园通达各处。建设有一栋约 500m² 的实验楼，内设多个专业实验室，包括土壤学实验室，植物生理生态实验室，土壤生物实验室等，各实验室配备了基本的实验设备，给到站人员提供基础试验条件。

2、土壤重金属污染定位观测和试验场

在广东韶关曲江、武江以及仁化分别建立了土壤重金属野外长期定位观测和试验场，以及土壤重金属防治技术示范基地。对曲江电厂周边以及仁化丹霞冶炼厂周边农田重金属污染进行了长期定位观测。建有低积累水稻品种种筛选验证区、土壤调理剂筛选与验证区、叶面阻控剂筛选与验证区、技术集成示范区以及耕作层重金属减量化试验区。

3、小流域面源污染观测和试验场

在韶关始兴县深渡水乡建立的小流域面源污染观测和试验场，在小流域出口建立一套水质监测设备，定时监测小流域水质、水情等情况，监测指标主要包括pH、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、化学需氧量，同时设立自动气象站和土壤监测站一座，监测风速、风向、大气温度，湿度、雨量、总辐射气象参数和土壤温度、湿度。深渡水瑶族乡小流域面源污染观测和试验场建有试验农田十亩，为旱作坡耕地，用于监测玉米、花生、芋头等农作物田块尺度农业面源污染产规律。

在广州市增城区朱村街道构建了小流域尺度的农业面源污染观测与试验场，主要开展农业面源污染防控技术示范。覆盖农田面积约677亩，示范技术包括稻渔综合种养系统、生态田埂、生态道路、生态沟渠、田间小型生态净化塘、生态净化塘和人工湿地、生态廊道和病虫害生态防控系统，构成“源头减量-过程阻控-末端净化-养分再利用-生物多样性保护和提升”农业面源污染防控模式。

六、科研成果

自建站以来，依托该站申请并批准的科研项目共13项，其中国家级项目2项，省部级项目11项，总经费约3400万元；发表著作2部，SCI收录论文40多篇，申请发明专利40多件；获得国家科学技术进步二等奖、广东省科技进步奖一等奖、广东省科学技术奖自然科学一等奖、广东省科技进步奖二等奖、日内瓦国际发明展银奖、中国技术市场协会金桥奖、广东省土壤学会科技奖一等奖等科技奖励。

七、数据资源

八、联系方式

站长：李芳柏 研究员、博导

E-mail：cefbli@soil.gd.cn