荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位站建設(shè)規(guī)范

1、荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位站建設(shè)規(guī)范1 主題內(nèi)容與范圍本標準規(guī)定了荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究站建設(shè)程序、試驗設(shè)施及儀器布設(shè)要求，包括站址選擇、臺站命名、實驗室建設(shè)、氣象觀測設(shè)施建設(shè)、水文觀測設(shè)施建設(shè)、土壤觀測設(shè)施建設(shè)、生物觀測設(shè)施建設(shè)等。本標準適用于全國范圍內(nèi)荒漠生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)定位站建設(shè)。2 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標準。2.1 植物樣地 Sample land具有某種植物群落結(jié)構(gòu)特征的、均勻一致的、用于設(shè)置植被觀測樣方的植物群落區(qū)域或者斑塊。植物群落樣地一般都包括優(yōu)勢植被種、伴生植物和土壤、氣候信息。2.2 樣方 Sample plot由于樣地的面積較大，全面調(diào)查的工作量太大，科學(xué)研究工作中一般要設(shè)置

2、樣方，在樣地中比較均勻一致的地方（一般為樣地中心附近）劃定一個正方形的樣方，以樣方來代表所在的樣地，樣方大小一般為100m×100m。2.3 小樣方 small plot要對100m×100m的樣方進行全面調(diào)查實際上也是很困難的，尤其當樣方中分布有草本植物和小灌木時，于是，又產(chǎn)生了小樣方?！?點法”就是國內(nèi)外普遍采用的在樣方中設(shè)置小樣方最常用的一種方法，即在樣方的4個角點和樣方的中心點各設(shè)置一個小樣方。小樣方是實際調(diào)查觀測的樣方。2.4 沙塵暴 sand storm沙塵暴是指水平能見度小于1000m，風(fēng)速大于當?shù)仄鹕筹L(fēng)速的天氣現(xiàn)象。沙塵暴是沙暴和塵暴的總稱，我國發(fā)生沙塵暴的

3、地區(qū)往往同時伴有塵暴發(fā)生，因此統(tǒng)稱為沙塵暴。沙塵暴有強弱之分，我國把風(fēng)速達4級以上6級以下、能見度在5001000m的稱為弱沙塵暴，把風(fēng)速達6級以上9級以下、能見度在200500m之間的稱為中沙塵暴，把風(fēng)速在9級及其以上、能見度小于200m的稱為強沙塵暴。沙塵暴的觀測指標主要有開始時間、結(jié)束時間、能見度、最小能見度、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速和降塵量等。2.5 植物群落 plant community在一定地段上，由群居在一起的各種植物種群所構(gòu)成的一種有規(guī)律的組合，如森林、灌叢、草原、荒漠或栽培植物群體等，都可稱為植物群落。植物群落是自然界植物存在的實體，也是植物種和種群在自然界存在的一種形式和發(fā)展的

4、必然結(jié)果。2.6 元數(shù)據(jù) metadata元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，即關(guān)于數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他有關(guān)特征的描述信息。是對科學(xué)數(shù)據(jù)資源的一種規(guī)范化描述。元數(shù)據(jù)有兩種類型：數(shù)據(jù)集內(nèi)容元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)集結(jié)構(gòu)元數(shù)據(jù)。3 生態(tài)站站址的選擇和實驗點位置的確定標準3.1 生態(tài)站站址的選擇荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位站是全國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)的基層實體機構(gòu)，生態(tài)站是研究人員從事室內(nèi)研究和生活的場所，是全國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的終端，生態(tài)站站址選擇應(yīng)遵循以下原則：一是生態(tài)站必須要有代表性，我國的八大沙漠主要分布在西北五省區(qū)及內(nèi)蒙古，荒漠生態(tài)站應(yīng)選定在這6個?。▍^(qū)），除這6個省區(qū)外，其他荒漠地區(qū)一般一個?。▍^(qū)）最多只能有一個

5、生態(tài)站。二是要有前期基礎(chǔ)，對20世紀50年代末中科院建立的治沙綜合試驗站優(yōu)先考慮，在相關(guān)研究試驗站的基礎(chǔ)上建立生態(tài)站，包括國家和省上設(shè)在當?shù)氐脑囼炑芯空?。三是生態(tài)站站址必須建立在荒漠區(qū)，除非特殊需要，一般不應(yīng)考慮在人跡罕至、交通不便的沙漠腹地建立生態(tài)站。四是要具備工作、生活和通訊、交通條件，一般應(yīng)設(shè)在縣城所在地或鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地。3.2 實驗點位置的確定實驗點是為了工作的便利，布設(shè)在生態(tài)站周圍的非實體性的野外觀測研究點，是生態(tài)站所屬的非實體性的野外觀測研究點。當生態(tài)站的研究區(qū)域跨度較大時可以設(shè)置一到多個實驗點，當生態(tài)站研究區(qū)域較為集中時一般不再設(shè)置實驗點。實驗站位置的選定標準是：一是要能反映生態(tài)站所

6、代表區(qū)域的氣候、植被、地貌類型，并分別能代表重度、中度和輕度沙漠化過程的類型區(qū)。一個生態(tài)站代表的區(qū)域內(nèi)有幾種氣候帶就應(yīng)當有幾個實驗點。二是實驗點要有相應(yīng)的植被、土壤觀測樣地和地下水位觀測井、氣象觀測場。三是盡可能設(shè)在人為活動干預(yù)較少的地段。四是通訊、交通便利。4 樣地選擇及樣方設(shè)置4.1 樣地選擇4.1.1 植被樣地的選擇標準 樣地的代表性樣地必須能代表某一荒漠生態(tài)系統(tǒng)的植被類型，反映該區(qū)荒漠植被群落的基本特征，即植物種的組成、優(yōu)勢種、多樣性和豐富度、群落片層結(jié)構(gòu)、分布格局、主要植物的生活型等方面的代表性。 樣地的均質(zhì)性同一樣地內(nèi)必須具有相同的優(yōu)勢種植物，植物組成基本相同，且分布比較均一；樣地

7、內(nèi)地貌和土壤基質(zhì)要求相對均勻一致，地形起伏不大。 樣地面積一個樣地必須具有相同的植物群落，樣地面積一般為1000m×1000m，最小不得小于500m×是500m。 避開人為活動干擾樣地應(yīng)設(shè)置在遠離人為活動干擾的區(qū)域，避開公路、鐵路和開墾區(qū)，避免放牧、挖沙取土等的干擾破壞。 便于管理和觀測樣地要與實驗站保持交通上的便捷，以便管理和觀測。 一個生態(tài)站的植被（土壤）樣地均不得少于5個。4.1.2 土壤樣地的選擇標準 設(shè)置土壤樣地主要應(yīng)考慮地貌和土壤基質(zhì)要求相對均勻一致，地形起伏不大。有幾種地貌主要地貌類型就應(yīng)當有幾種土壤樣地，如沙漠、戈壁、荒漠草地、鹽堿灘地、干涸河床等，其中沙漠

8、中應(yīng)包括固定沙丘、半固定沙丘和流動沙丘樣地。 土壤樣地數(shù)不得少于基本地貌類型數(shù)量。 一般應(yīng)和植被樣地對應(yīng)，即植被樣地一般就是土壤樣地。4.1.3 地下水觀測井選擇標準圖1 9眼井的位置 在研究區(qū)內(nèi)要分布均勻，總的原則是要能充分反映研究區(qū)的地下水位情況及其變動情況。 一般應(yīng)設(shè)置專門的觀測井，盡可能不采用農(nóng)用機井進行觀測。 觀測井與湖泊、河流、水庫等的相對距離應(yīng)大于1000m。 每個實驗站的地下水位觀測井不得少于9眼，相互距離一般應(yīng)大于1000m，在具有明顯坡面或地下潛流的地段應(yīng)按圖1設(shè)置觀測井位置。 地下水位觀測井不得少于9眼。4.1.4 氣象觀測場的選擇標準 荒漠生態(tài)定位站至少應(yīng)有1處標準地面

9、氣象觀測場（自動氣象站），野外有2臺以上的自動氣象站。 地面氣象觀測場應(yīng)設(shè)置在生態(tài)定位站附近，按中國國家氣象局規(guī)定的標準站建設(shè)、配置。按照中國科學(xué)院的規(guī)定，生態(tài)站的地理位置以站區(qū)標準氣象場的中心為準。 野外自動氣象站的位置應(yīng)根據(jù)當?shù)厍闆r決定，分為3種情況：即如果定位站包括有幾種具有明顯氣候差異的區(qū)域，則每個區(qū)域內(nèi)設(shè)置1臺自動氣象站；如果生態(tài)站不具備明顯氣候差異的區(qū)域，則按流動沙區(qū)、流動沙區(qū)到農(nóng)田過渡區(qū)（植被區(qū)）和農(nóng)田邊緣3級梯度配置自動氣象站；或者按照當?shù)氐闹黠L(fēng)方向分3級梯度配置自動氣象站。 交通便利，便于自動氣象站的管理和維護。 自動氣象站安置在平坦地塊，距離山峰、河流在2km以外，距離10

10、m以上高大沙丘在50m以外，網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。4.1.5 觀測塔的選址標準 觀測塔應(yīng)建在最能代表該生態(tài)站的地段，且周圍開闊的平地上。 交通便利，便于觀測、取樣和管理、維護。 一個生態(tài)站至少應(yīng)有一座觀測塔。 位置距離高大沙丘50m以外，鋼架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。 觀測塔的高度不應(yīng)低于50m，必須配置有人工上下 取樣、維護的階梯和防止閑人攀登的圍欄等安全設(shè)施。 在風(fēng)向比較單一即主風(fēng)向較為明顯的區(qū)域，多個觀測塔應(yīng)按主風(fēng)向一字形排列。4.2 樣方及樣線設(shè)置圖2 植被樣方設(shè)置示意圖4.2.1 植被樣方設(shè)置 植物觀測樣方設(shè)置在選定的樣方內(nèi)，1個樣地內(nèi)至少應(yīng)當設(shè)置1個樣方。樣方設(shè)置在樣地內(nèi)較為植被均勻一致的位置。

11、同一種植被群落設(shè)置3個重復(fù)。 樣方面積100m×100m，在樣方內(nèi)用5點法（4角和中心）選取小樣方，在小樣方內(nèi)調(diào)查，灌木小樣方面積5m×5m，草本植物小樣方面積最小為1m×1m（圖2）。 樣方一般設(shè)置為正方形，四周設(shè)置保護圍欄，并設(shè)置標牌，標注生態(tài)站的名稱、樣地名稱、地理位置、海拔高度、面積等。4.2.2 植物樣線設(shè)置 需要調(diào)查某地植物的種類、高度、蓋度、密度、優(yōu)勢種時可設(shè)置樣線進行調(diào)查。 樣線為直線，直線長度以水平距離計，樣線長度一般為1000m，最短不得小于500m。 并列樣線相對距離不應(yīng)小于200m。 樣線兩端要設(shè)置標志，并設(shè)置臨時性標牌，標注生態(tài)站的名稱、

12、樣地名稱、地理位置、海拔高度、樣線長度等。4.2.3 土壤風(fēng)蝕樣方設(shè)置 沙丘風(fēng)蝕（積沙）觀測采用樣線法。選擇當?shù)赜写硇缘纳城痤愋停òㄉ城鸶叨龋?，沿主風(fēng)方向，從迎風(fēng)底到背風(fēng)坡底設(shè)置樣線，每5m設(shè)置一個標高觀測標樁，標樁每0.5cm標注刻度，標樁用重錘砸入或用取土鉆打孔埋入沙中80100cm。 一個生態(tài)定位站至少應(yīng)有3處沙丘風(fēng)蝕（積沙）觀測樣地，一個觀測樣地至少需要設(shè)置3條觀測樣線。 平沙地和沙化耕地風(fēng)蝕（積沙）觀測既可以用樣線法，也可以設(shè)置樣方進行觀測，樣方大小為100m×100m，用五點法在其中設(shè)置小樣方進行觀測。 樣地選擇在交通便利的地段，并設(shè)置保護圍欄。5 野外綜合實驗樓建設(shè)

13、標準實驗樓位置：實驗樓建造在生態(tài)站，要具備交通、通訊和水、暖、電條件。面積：生態(tài)站占地面積不應(yīng)小于45000m2，實驗樓面積一般不得小于2500m2。圖3 生態(tài)站功能分區(qū)圖 圖4 以三層樓為例樓內(nèi)功能分區(qū)示意圖功能區(qū)：生態(tài)站必須設(shè)置有： 實驗室， 化驗室， 網(wǎng)絡(luò)室， 辦公室， 會議室， 宿舍（包括接待室）， 圖書室， 展覽室， 標本室， 活動室，活動場等， 餐廳， 供暖及車庫（圖3，以三層樓為例，樓內(nèi)設(shè)置如圖4）。實驗室、辦公室建筑面積見表1。表1 辦公樓內(nèi)設(shè)置名 稱面積（m2）備 注實驗室87.55間化驗室87.55間網(wǎng)絡(luò)室352間圖書資料52.53間展覽室87.55間植物標本室704間土樣

14、標本室704間會議室87.55間接待室52.53間辦公室52530間宿舍52530間活動室704間庫房87.55間餐廳87.55間客房17510間合 計2100120間6 數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)設(shè)立國家荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究中心，負責(zé)全國荒漠生態(tài)定位站的計劃、協(xié)調(diào)。在荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究中心建立數(shù)據(jù)資源共享網(wǎng)絡(luò)中心，各生態(tài)站為該中心數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的終端站，各生態(tài)站按統(tǒng)一格式、統(tǒng)一時間上報一年的觀測數(shù)據(jù)，各生態(tài)站通過網(wǎng)絡(luò)中心共享數(shù)據(jù)資源，除網(wǎng)絡(luò)終端單位以外的其他組織、個人按規(guī)定繳費使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)中心及各生態(tài)站應(yīng)建立元數(shù)據(jù)庫，元數(shù)據(jù)庫包括以下：（1）生態(tài)站基本情況（包括名稱，地理位置，人員結(jié)構(gòu)，工作內(nèi)容（研

15、究課題）數(shù)據(jù)庫；（2）樣地類型、數(shù)量和樣方數(shù)量、位置以及類型等的數(shù)據(jù)庫；（3）生態(tài)站植被（植物）樣地（樣方）數(shù)據(jù)庫；（4）生態(tài)站土壤樣地（樣方）數(shù)據(jù)庫；（5）生態(tài)站地下水（水位、水質(zhì)）數(shù)據(jù)庫；（6）生態(tài)站氣象數(shù)據(jù)庫；（7）生態(tài)站沙塵暴資料數(shù)據(jù)庫；（8）儀器、設(shè)備資源數(shù)據(jù)庫；（9）生態(tài)站科研成果數(shù)據(jù)庫；（10）生態(tài)站科技論文數(shù)據(jù)庫；（11）國內(nèi)外相關(guān)研究成果、信息數(shù)據(jù)庫。7 定位站儀器設(shè)備及辦公設(shè)備定位站儀器設(shè)備分為辦公設(shè)備、實驗化驗設(shè)備、外業(yè)工作設(shè)備和生活用設(shè)備4部分（見表2）。表2 辦公基本配置名 稱規(guī)格/型號數(shù) 量辦公設(shè)備辦公桌（椅）包括實驗室化驗室按40人計40套40座會議桌（椅）按30

16、人計1套30座文獻柜按30人計30個書架圖書室和閱覽室各10架20架閱覽臺1套椅（閱覽室用）20座沙發(fā)茶幾按20人計20座筆記本計算機256M以上內(nèi)存10部臺式計算機256M以上內(nèi)存20臺激光打印機A4幅面5臺圖件機A2幅面2臺復(fù)印機A4幅面2臺傳真機2部幻燈機2套投影儀2套多媒體教學(xué)設(shè)備1套數(shù)碼相機800萬像素以上10部網(wǎng)絡(luò)Net網(wǎng)1套電話座機20部客房、宿舍配置床、桌及衛(wèi)生間配置40套空調(diào)會議室、閱覽室配置20部飲水器40件實驗化驗設(shè)備地理信息系統(tǒng)1套工作臺實驗室、化驗室各1臺套2套椅實驗室、化驗室各配置5把椅子10烘箱2臺電冰箱2臺人工氣溫室LRH-800-GS2臺原子分光光度計GFU-202c1臺紫外分光光度計UV-1201臺氣象色譜儀FPD1臺風(fēng)速風(fēng)向傳感器觀測塔上安置20個數(shù)采儀（主機箱）每個觀測塔上安置1個2個空調(diào)實驗室、化驗室各1臺2部外業(yè)工作設(shè)備國標準自動氣