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1、荒漠生态系统定位站建设规范 1 主题内容与范围 本标准规定了荒漠生态系统定位研究站建设程序、试验设施及仪器布设要求，包括站址选择、台站命名、实验室建设、气象观测设施建设、水文观测设施建设、土壤观测设施建设、生物观测设施建设等。本标准适用于全国范围内荒漠生态系统生态定位站建设。2 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。2.1 植物样地 Sample land 具有某种植物群落结构特征的、均匀一致的、用于设置植被观测样方的植物群落区域或者斑块。植物群落样地一般都包括优势植被种、伴生植物和土壤、气候信息。2.2 样方 Sample plot 由于样地的面积较大，全面调查的工作量太大，科学研究工作中
2、一般要设置样方，在样地中比较均匀一致的地方（一般为样地中心附近）划定一个正方形的样方，以样方来代表所在的样地，样方大小一般为100m100m。2.3 小样方 small plot 要对100m100m的样方进行全面调查实际上也是很困难的，尤其当样方中分布有草本植物和小灌木时，于是，又产生了小样方。“5点法”就是国内外普遍采用的在样方中设置小样方最常用的一种方法，即在样方的4个角点和样方的中心点各设置一个小样方。小样方是实际调查观测的样方。2.4 沙尘暴 sand storm 沙尘暴是指水平能见度小于1000m，风速大于当地起沙风速的天气现象。沙尘暴是沙暴和尘暴的总称，我国发生沙尘暴的地区往往同
3、时伴有尘暴发生，因此统称为沙尘暴。沙尘暴有强弱之分，我国把风速达4级以上6级以下、能见度在5001000m的称为弱沙尘暴，把风速达6级以上9级以下、能见度在200500m之间的称为中沙尘暴，把风速在9级及其以上、能见度小于200m的称为强沙尘暴。沙尘暴的观测指标主要有开始时间、结束时间、能见度、最小能见度、平均风速、最大风速和降尘量等。2.5 植物群落 plant community 在一定地段上，由群居在一起的各种植物种群所构成的一种有规律的组合，如森林、灌丛、草原、荒漠或栽培植物群体等，都可称为植物群落。植物群落是自然界植物存在的实体，也是植物种和种群在自然界存在的一种形式和发展的必然结果
4、。2.6 元数据 metadata 元数据是关于数据的数据，即关于数据的内容、质量、状况和其他有关特征的描述信息。是对科学数据资源的一种规范化描述。元数据有两种类型：数据集内容元数据和数据集结构元数据。3 生态站站址的选择和实验点位置的确定标准 3.1 生态站站址的选择 荒漠生态系统定位站是全国生态系统研究网络的基层实体机构，生态站是研究人员从事室内研究和生活的场所，是全国生态系统研究网络系统中的终端，生态站站址选择应遵循以下原则：一是生态站必须要有代表性，我国的八大沙漠主要分布在西北五省区及内蒙古，荒漠生态站应选定在这6个省（区），除这6个省区外，其他荒漠地区一般一个省（区）最多只能有一个生
5、态站。二是要有前期基础，对20世纪50年代末中科院建立的治沙综合试验站优先考虑，在相关研究试验站的基础上建立生态站，包括国家和省上设在当地的试验研究站。三是生态站站址必须建立在荒漠区，除非特殊需要，一般不应考虑在人迹罕至、交通不便的沙漠腹地建立生态站。四是要具备工作、生活和通讯、交通条件，一般应设在县城所在地或乡镇所在地。3.2 实验点位置的确定 实验点是为了工作的便利，布设在生态站周围的非实体性的野外观测研究点，是生态站所属的非实体性的野外观测研究点。当生态站的研究区域跨度较大时可以设置一到多个实验点，当生态站研究区域较为集中时一般不再设置实验点。实验站位置的选定标准是：一是要能反映生态站所
6、代表区域的气候、植被、地貌类型，并分别能代表重度、中度和轻度沙漠化过程的类型区。一个生态站代表的区域内有几种气候带就应当有几个实验点。二是实验点要有相应的植被、土壤观测样地和地下水位观测井、气象观测场。三是尽可能设在人为活动干预较少的地段。四是通讯、交通便利。4 样地选择及样方设置 4.1 样地选择 4.1.1 植被样地的选择标准 样地的代表性 样地必须能代表某一荒漠生态系统的植被类型，反映该区荒漠植被群落的基本特征，即植物种的组成、优势种、多样性和丰富度、群落片层结构、分布格局、主要植物的生活型等方面的代表性。样地的均质性 同一样地内必须具有相同的优势种植物，植物组成基本相同，且分布比较均一
7、；样地内地貌和土壤基质要求相对均匀一致，地形起伏不大。样地面积 一个样地必须具有相同的植物群落，样地面积一般为1000m1000m，最小不得小于500m是500m。避开人为活动干扰 样地应设置在远离人为活动干扰的区域，避开公路、铁路和开垦区，避免放牧、挖沙取土等的干扰破坏。便于管理和观测 样地要与实验站保持交通上的便捷，以便管理和观测。一个生态站的植被（土壤）样地均不得少于5个。4.1.2 土壤样地的选择标准 设置土壤样地主要应考虑地貌和土壤基质要求相对均匀一致，地形起伏不大。有几种地貌主要地貌类型就应当有几种土壤样地，如沙漠、戈壁、荒漠草地、盐碱滩地、干涸河床等，其中沙漠中应包括固定沙丘、半
8、固定沙丘和流动沙丘样地。土壤样地数不得少于基本地貌类型数量。一般应和植被样地对应，即植被样地一般就是土壤样地。4.1.3 地下水观测井选择标准 在研究区内要分布均匀，总的原则是要能充分反映研究区的地下水位情况及其变动情况。一般应设置专门的观测井，尽可能不采用农用机井进行观测。观测井与湖泊、河流、水库等的相对距离应大于1000m。每个实验站的地下水位观测井不得少于9眼，相互距离一 径流方向 图 1 9 眼井的位置 般应大于1000m，在具有明显坡面或地下潜流的地段应按图1 设置观测井位置。地下水位观测井不得少于9眼。4.1.4 气象观测场的选择标准 荒漠生态定位站至少应有1处标准地面气象观测场（
9、自动气象站），野外有2台以上的自动气象站。地面气象观测场应设置在生态定位站附近，按中国国家气象局规定的标准站建设、配置。按照中国科学院的规定，生态站的地理位置以站区标准气象场的中心为准。野外自动气象站的位置应根据当地情况决定，分为3种情况：即如果定位站包括有几种具有明显气候差异的区域，则每个区域内设置1台自动气象站；如果生态站不具备明显气候差异的区域，则按流动沙区、流动沙区到农田过渡区（植被区）和农田边缘3级梯度配置自动气象站；或者按照当地的主风方向分3级梯度配置自动气象站。交通便利，便于自动气象站的管理和维护。自动气象站安置在平坦地块，距离山峰、河流在2km以外，距离10m以上高大沙丘在50
10、m以外，网络传输数据。4.1.5 观测塔的选址标准 观测塔应建在最能代表该生态站的地段，且周围开阔的平地上。交通便利，便于观测、取样和管理、维护。一个生态站至少应有一座观测塔。位置距离高大沙丘50m以外，钢架结构，网络传输数据。观测塔的高度不应低于50m，必须配置有人工上下 取样、维护的阶梯和防止闲人攀登的围栏等安全设施。在风向比较单一即主风向较为明显的区域，多个观测塔应按主风向一字形排列。4.2 样方及样线设置 4.2.1 植被样方设置 植物观测样方设置在选定的样方内，1个样地内至少应当设置1个样方。样方设置在样地内较为植被均匀一致的位置。同一种植被群落设置3个重复。样方面积100m100m
11、，在样方内用5点法（4角和中心）选取小样方，在小样方内调查，灌木小样方面积5m5m，草本植物小样方面积最小为1m1m（图2）。样方一般设置为正方形，四周设置保护围栏，并设置标牌，标注生态站的名称、样地名称、地理位置、海拔高度、面积等。4.2.2 植物样线设置 需要调查某地植物的种类、高度、盖度、密度、优势种时可设置样线进行调查。样线为直线，直线长度以水平距离计，样线长度一般为1000m，最短不得小于500m。并列样线相对距离不应小于200m。样线两端要设置标志，并设置临时性标牌，标注生态站的名称、样地名称、地理位置、海拔高度、样线长度等。4.2.3 土壤风蚀样方设置 沙丘风蚀（积沙）观测采用样
12、线法。选择当地有代表性的沙丘类型（包括沙丘高度），沿主风方向，从迎风底到背风坡底设置样线，每5m设置一个标高观测标桩，标桩每0.5cm标注刻度，标桩用重锤砸入或用取土钻打孔埋入沙中80100cm。一个生态定位站至少应有3处沙丘风蚀（积沙）观测样地，一个观测样地至少需要设置3条观测样线。平沙地和沙化耕地风蚀（积沙）观测既可以用样线法，也可以设置样方进行观测，样方大小为100m100m，用五点法在其中设置小样方进行观测。图 2 植被样方设置示意图 样地选择在交通便利的地段，并设置保护围栏。5 野外综合实验楼建设标准 实验楼位置：实验楼建造在生态站，要具备交通、通讯和水、暖、电条件。面积：生态站占地
13、面积不应小于45000m2，实验楼面积一般不得小于2500m2。功能区：生态站必须设置有：实验室，化验室，网络室，办公室，会议室，宿舍（包括接待室），图书室，展览室，标本室，活动室，活动场等，餐厅，供暖及车库（图3，以三层楼为例，楼内设置如图4）。实验室、办公室建筑面积见表1。表 1 办公楼内设置 名 称 面积（m2）备 注 实验室 87.5 5 间 化验室 87.5 5 间 网络室 35 2 间 图书资料 52.5 3 间 展览室 87.5 5 间 植物标本室 70 4 间 土样标本室 70 4 间 会议室 87.5 5 间 接待室 52.5 3 间 办公室 525 30 间 宿舍 525
14、30 间 活动室 70 4 间 库房 87.5 5 间 餐厅 87.5 5 间 客房 175 10 间 实验办公楼餐厅车库锅炉实验室、化验室、网络室办公室、阅览室、客 房接待室、标本室、宿舍（客房）三楼二楼一楼活动场图 3 生态站功能分区图 图 4 以三层楼为例楼内功能分区示意图 合 计 2100 120 间 6 数据资源网络建设 设立国家荒漠生态系统定位研究中心，负责全国荒漠生态定位站的计划、协调。在荒漠生态系统定位研究中心建立数据资源共享网络中心，各生态站为该中心数据网络的终端站，各生态站按统一格式、统一时间上报一年的观测数据，各生态站通过网络中心共享数据资源，除网络终端单位以外的其他组织
15、、个人按规定缴费使用网络数据。网络中心及各生态站应建立元数据库，元数据库包括以下：（1）生态站基本情况（包括名称，地理位置，人员结构，工作内容（研究课题）数据库；（2）样地类型、数量和样方数量、位置以及类型等的数据库；（3）生态站植被（植物）样地（样方）数据库；（4）生态站土壤样地（样方）数据库；（5）生态站地下水（水位、水质）数据库；（6）生态站气象数据库；（7）生态站沙尘暴资料数据库；（8）仪器、设备资源数据库；（9）生态站科研成果数据库；（10）生态站科技论文数据库；（11）国内外相关研究成果、信息数据库。7 定位站仪器设备及办公设备 定位站仪器设备分为办公设备、实验化验设备、外业工作设
16、备和生活用设备4部分（见表2）。表 2 办公基本配置 名 称 规格/型号 数 量 办公 设备 办公桌（椅）包括实验室化验室按 40 人计 40 套 40 座 会议桌（椅）按 30 人计 1 套 30 座 文献柜 按 30 人计 30 个 书架 图书室和阅览室各 10 架 20 架 阅览台 1 套 椅（阅览室用）20 座 沙发茶几 按 20 人计 20 座 笔记本计算机 256M 以上内存 10 部 台式计算机 256M 以上内存 20 台 激光打印机 A4 幅面 5 台 图件机 A2 幅面 2 台 复印机 A4 幅面 2 台 传真机 2 部 幻灯机 2 套 投影仪 2 套 多媒体教学设备 1
17、套 数码相机 800 万像素以上 10 部 网络 Net 网 1 套 电话 座机 20 部 客房、宿舍配置 床、桌及卫生间配置 40 套 空调 会议室、阅览室配置 20 部 饮水器 40 件 实验 化验 设备 地理信息系统 1 套 工作台 实验室、化验室各 1 台套 2 套 椅 实验室、化验室各配置 5 把椅子 10 烘箱 2 台 电冰箱 2 台 人工气温室 LRH-800-GS 2 台 原子分光光度计 GFU-202c 1 台 紫外分光光度计 UV-120 1 台 气象色谱仪 FPD 1 台 风速风向传感器 观测塔上安置 20 个 数采仪（主机箱）每个观测塔上安置 1 个 2 个 空调 实验
18、室、化验室各 1 台 2 部 外业 工作 设备 国标准自动气象站 标准气象场 1 台，野外事 2 台 3 台 越野车 2 部 GPS 精度 1.0m 5 部 便携式光合测定仪 Li-6200 1 台套 风速廓线仪 2 台套 土壤水分中子仪 5 部 摄相机 2 台套 影像编辑机 1 套 经纬仪 2 2 台 罗盘仪 5 架 手持风速风向仪 10 架 照度计（沙尘暴能见度观测仪）0.110000lux 2 部 植物盖度观测仪 5 部 生活 设备 取暖锅炉 3T 1 台 生活车 1 辆 饮具、餐桌、餐具 40 座 通勤车 30 座 1 辆 车库 4 间 附加说明 本标准由中国林业科学研究院林业研究所、中国防治荒漠化研究与发展中心、甘肃民勤综合试验站负责起草。本标准主要起草人卢 琦、常兆丰、崔向慧、赵明、王学全。