荒漠生态系统定位站建设规范

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，科学研究工作中一般要设置

2、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100m×100m。2.3 小样方 small plot要对100m×100m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

3、地区往往同时伴有尘暴发生，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

4、必然结果。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

5、生态站。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；样地

7、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1000m×1000m，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

8、中应包括固定沙丘、半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图1 9眼井的位置 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

9、气象观测场（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10

10、m以上高大沙丘在50m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 样方及样线设置图2 植被样方设置示意图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。

11、同一种植被群落设置3个重复。 样方面积100m×100m，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5m×5m，草本植物小样方面积最小为1m×1m（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、

12、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100m×100m，用五点法在其中设置小样方进行观测。 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

13、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：生态站占地面积不应小于45000m2，实验楼面积一般不得小于2500m2。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87.55间化验室87.55间网络室352间图书资料52.53间展览室87.55间植物标本室704间土样

14、标本室704间会议室87.55间接待室52.53间办公室52530间宿舍52530间活动室704间库房87.55间餐厅87.55间客房17510间合 计2100120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、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

15、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

16、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-GS2台原子分光光度计GFU-202c1台紫外分光光度计UV-1201台气象色谱仪FPD1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个空调实验室、化验室各1台2部外业工作设备国标准自动气