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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究站建設(shè)程序、試驗(yàn)設(shè)施及儀器布設(shè)要求，包括站址選擇、臺(tái)站命名、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、氣象觀測(cè)設(shè)施建設(shè)、水文觀測(cè)設(shè)施建設(shè)、土壤觀測(cè)設(shè)施建設(shè)、生物觀測(cè)設(shè)施建設(shè)等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于全國(guó)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(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。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(cè)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(shì)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(gè)正方形的樣方，以樣方來(lái)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(duì)100m×100m的樣方進(jìn)行全面調(diào)查實(shí)際上也是很困難的，尤其當(dāng)樣方中分布有草本植物和小灌木時(shí)，于是，又產(chǎn)生了小樣方。“5點(diǎn)法”就是國(guó)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(gè)角點(diǎn)和樣方的中心點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)小樣方。小樣方是實(shí)際調(diào)查觀測(cè)的樣方。2.4 沙塵暴 sand storm沙塵暴是指水平能見(jiàn)度小于1000m，風(fēng)速大于當(dāng)?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(guó)發(fā)生沙塵暴的

3、地區(qū)往往同時(shí)伴有塵暴發(fā)生，因此統(tǒng)稱為沙塵暴。沙塵暴有強(qiáng)弱之分，我國(guó)把風(fēng)速達(dá)4級(jí)以上6級(jí)以下、能見(jiàn)度在5001000m的稱為弱沙塵暴，把風(fēng)速達(dá)6級(jí)以上9級(jí)以下、能見(jiàn)度在200500m之間的稱為中沙塵暴，把風(fēng)速在9級(jí)及其以上、能見(jiàn)度小于200m的稱為強(qiáng)沙塵暴。沙塵暴的觀測(cè)指標(biāo)主要有開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、能見(jiàn)度、最小能見(jiàn)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(shí)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(duì)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(shí)驗(yàn)點(diǎn)位置的確定標(biāo)準(zhǔn)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(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)的基層實(shí)體機(jī)構(gòu)，生態(tài)站是研究人員從事室內(nèi)研究和生活的場(chǎng)所，是全國(guó)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(guó)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(gè)?。▍^(qū)），除這6個(gè)省區(qū)外，其他荒漠地區(qū)一般一個(gè)?。▍^(qū)）最多只能有一個(gè)

5、生態(tài)站。二是要有前期基礎(chǔ)，對(duì)20世紀(jì)50年代末中科院建立的治沙綜合試驗(yàn)站優(yōu)先考慮，在相關(guān)研究試驗(yàn)站的基礎(chǔ)上建立生態(tài)站，包括國(guó)家和省上設(shè)在當(dāng)?shù)氐脑囼?yàn)研究站。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(shí)驗(yàn)點(diǎn)位置的確定實(shí)驗(yàn)點(diǎn)是為了工作的便利，布設(shè)在生態(tài)站周圍的非實(shí)體性的野外觀測(cè)研究點(diǎn)，是生態(tài)站所屬的非實(shí)體性的野外觀測(cè)研究點(diǎn)。當(dāng)生態(tài)站的研究區(qū)域跨度較大時(shí)可以設(shè)置一到多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，當(dāng)生態(tài)站研究區(qū)域較為集中時(shí)一般不再設(shè)置實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)站位置的選定標(biāo)準(zhǔn)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(guò)程的類型區(qū)。一個(gè)生態(tài)站代表的區(qū)域內(nèi)有幾種氣候帶就應(yīng)當(dāng)有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。二是實(shí)驗(yàn)點(diǎn)要有相應(yīng)的植被、土壤觀測(cè)樣地和地下水位觀測(cè)井、氣象觀測(cè)場(chǎng)。三是盡可能設(shè)在人為活動(dòng)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(biāo)準(zhǔn) 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(shì)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(shì)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(duì)均勻一致，地形起伏不大。 樣地面積一個(gè)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(kāi)人為活動(dòng)干擾樣地應(yīng)設(shè)置在遠(yuǎn)離人為活動(dòng)干擾的區(qū)域，避開(kāi)公路、鐵路和開(kāi)墾區(qū)，避免放牧、挖沙取土等的干擾破壞。 便于管理和觀測(cè)樣地要與實(shí)驗(yàn)站保持交通上的便捷，以便管理和觀測(cè)。 一個(gè)生態(tài)站的植被（土壤）樣地均不得少于5個(gè)。4.1.2 土壤樣地的選擇標(biāo)準(zhǔn) 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(duì)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(dāng)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(dòng)沙丘樣地。 土壤樣地?cái)?shù)不得少于基本地貌類型數(shù)量。 一般應(yīng)和植被樣地對(duì)應(yīng)，即植被樣地一般就是土壤樣地。4.1.3 地下水觀測(cè)井選擇標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)情況。 一般應(yīng)設(shè)置專門的觀測(cè)井，盡可能不采用農(nóng)用機(jī)井進(jìn)行觀測(cè)。 觀測(cè)井與湖泊、河流、水庫(kù)等的相對(duì)距離應(yīng)大于1000m。 每個(gè)實(shí)驗(yàn)站的地下水位觀測(cè)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(cè)井位置。 地下水位觀測(cè)井不得少于9眼。4.1.4 氣象觀測(cè)場(chǎng)的選擇標(biāo)準(zhǔn) 荒漠生態(tài)定位站至少應(yīng)有1處標(biāo)準(zhǔn)地面

9、氣象觀測(cè)場(chǎng)（自動(dòng)氣象站），野外有2臺(tái)以上的自動(dòng)氣象站。 地面氣象觀測(cè)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置在生態(tài)定位站附近，按中國(guó)國(guó)家氣象局規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)站建設(shè)、配置。按照中國(guó)科學(xué)院的規(guī)定，生態(tài)站的地理位置以站區(qū)標(biāo)準(zhǔn)氣象場(chǎng)的中心為準(zhǔn)。 野外自動(dòng)氣象站的位置應(yīng)根據(jù)當(dāng)?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(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)置1臺(tái)自動(dòng)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(dòng)沙區(qū)、流動(dòng)沙區(qū)到農(nóng)田過(guò)渡區(qū)（植被區(qū)）和農(nóng)田邊緣3級(jí)梯度配置自動(dòng)氣象站；或者按照當(dāng)?shù)氐闹黠L(fēng)方向分3級(jí)梯度配置自動(dòng)氣象站。 交通便利，便于自動(dòng)氣象站的管理和維護(hù)。 自動(dòng)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(cè)塔的選址標(biāo)準(zhǔn) 觀測(cè)塔應(yīng)建在最能代表該生態(tài)站的地段，且周圍開(kāi)闊的平地上。 交通便利，便于觀測(cè)、取樣和管理、維護(hù)。 一個(gè)生態(tài)站至少應(yīng)有一座觀測(cè)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(cè)塔的高度不應(yīng)低于50m，必須配置有人工上下 取樣、維護(hù)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(gè)觀測(cè)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(cè)樣方設(shè)置在選定的樣方內(nèi)，1個(gè)樣地內(nèi)至少應(yīng)當(dāng)設(shè)置1個(gè)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(gè)重復(fù)。 樣方面積100m×100m，在樣方內(nèi)用5點(diǎn)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(hù)圍欄，并設(shè)置標(biāo)牌，標(biāo)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(shì)種時(shí)可設(shè)置樣線進(jìn)行調(diào)查。 樣線為直線，直線長(zhǎng)度以水平距離計(jì)，樣線長(zhǎng)度一般為1000m，最短不得小于500m。 并列樣線相對(duì)距離不應(yīng)小于200m。 樣線兩端要設(shè)置標(biāo)志，并設(shè)置臨時(shí)性標(biāo)牌，標(biāo)注生態(tài)站的名稱、

12、樣地名稱、地理位置、海拔高度、樣線長(zhǎng)度等。4.2.3 土壤風(fēng)蝕樣方設(shè)置 沙丘風(fēng)蝕（積沙）觀測(cè)采用樣線法。選擇當(dāng)?shù)赜写硇缘纳城痤愋停òㄉ城鸶叨龋刂黠L(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(gè)標(biāo)高觀測(cè)標(biāo)樁，標(biāo)樁每0.5cm標(biāo)注刻度，標(biāo)樁用重錘砸入或用取土鉆打孔埋入沙中80100cm。 一個(gè)生態(tài)定位站至少應(yīng)有3處沙丘風(fēng)蝕（積沙）觀測(cè)樣地，一個(gè)觀測(cè)樣地至少需要設(shè)置3條觀測(cè)樣線。 平沙地和沙化耕地風(fēng)蝕（積沙）觀測(cè)既可以用樣線法，也可以設(shè)置樣方進(jìn)行觀測(cè)，樣方大小為100m×100m，用五點(diǎn)法在其中設(shè)置小樣方進(jìn)行觀測(cè)。 樣地選擇在交通便利的地段，并設(shè)置保護(hù)圍欄。5 野外綜合實(shí)驗(yàn)樓建設(shè)

13、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)樓位置：實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室， 化驗(yàn)室， 網(wǎng)絡(luò)室， 辦公室， 會(huì)議室， 宿舍（包括接待室）， 圖書(shū)室， 展覽室， 標(biāo)本室， 活動(dòng)室，活動(dòng)場(chǎng)等， 餐廳， 供暖及車庫(kù)（圖3，以三層樓為例，樓內(nèi)設(shè)置如圖4）。實(shí)驗(yàn)室、辦公室建筑面積見(jiàn)表1。表1 辦公樓內(nèi)設(shè)置名 稱面積（m2）備 注實(shí)驗(yàn)室87.55間化驗(yàn)室87.55間網(wǎng)絡(luò)室352間圖書(shū)資料52.53間展覽室87.55間植物標(biāo)本室704間土樣

14、標(biāo)本室704間會(huì)議室87.55間接待室52.53間辦公室52530間宿舍52530間活動(dòng)室704間庫(kù)房87.55間餐廳87.55間客房17510間合 計(jì)2100120間6 數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)設(shè)立國(guó)家荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究中心，負(fù)責(zé)全國(guó)荒漠生態(tài)定位站的計(jì)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(shí)間上報(bào)一年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，各生態(tài)站通過(guò)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(gè)人按規(guī)定繳費(fèi)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(kù)，元數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)；（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(kù)；（3）生態(tài)站植被（植物）樣地（樣方）數(shù)據(jù)庫(kù)；（4）生態(tài)站土壤樣地（樣方）數(shù)據(jù)庫(kù)；（5）生態(tài)站地下水（水位、水質(zhì)）數(shù)據(jù)庫(kù)；（6）生態(tài)站氣象數(shù)據(jù)庫(kù)；（7）生態(tài)站沙塵暴資料數(shù)據(jù)庫(kù)；（8）儀器、設(shè)備資源數(shù)據(jù)庫(kù)；（9）生態(tài)站科研成果數(shù)據(jù)庫(kù)；（10）生態(tài)站科技論文數(shù)據(jù)庫(kù)；（11）國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果、信息數(shù)據(jù)庫(kù)。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(shí)驗(yàn)化驗(yàn)設(shè)備、外業(yè)工作設(shè)備和生活用設(shè)備4部分（見(jiàn)表2）。表2 辦公基本配置名 稱規(guī)格/型號(hào)數(shù) 量辦公設(shè)備辦公桌（椅）包括實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)室按40人計(jì)40套40座會(huì)議桌（椅）按30

16、人計(jì)1套30座文獻(xiàn)柜按30人計(jì)30個(gè)書(shū)架圖書(shū)室和閱覽室各10架20架閱覽臺(tái)1套椅（閱覽室用）20座沙發(fā)茶幾按20人計(jì)20座筆記本計(jì)算機(jī)256M以上內(nèi)存10部臺(tái)式計(jì)算機(jī)256M以上內(nèi)存20臺(tái)激光打印機(jī)A4幅面5臺(tái)圖件機(jī)A2幅面2臺(tái)復(fù)印機(jī)A4幅面2臺(tái)傳真機(jī)2部幻燈機(jī)2套投影儀2套多媒體教學(xué)設(shè)備1套數(shù)碼相機(jī)800萬(wàn)像素以上10部網(wǎng)絡(luò)Net網(wǎng)1套電話座機(jī)20部客房、宿舍配置床、桌及衛(wèi)生間配置40套空調(diào)會(huì)議室、閱覽室配置20部飲水器40件實(shí)驗(yàn)化驗(yàn)設(shè)備地理信息系統(tǒng)1套工作臺(tái)實(shí)驗(yàn)室、化驗(yàn)室各1臺(tái)套2套椅實(shí)驗(yàn)室、化驗(yàn)室各配置5把椅子10烘箱2臺(tái)電冰箱2臺(tái)人工氣溫室LRH-800-GS2臺(tái)原子分光光度計(jì)GFU-202c1臺(tái)紫外分光光度計(jì)UV-1201臺(tái)氣象色譜儀FPD1臺(tái)風(fēng)速風(fēng)向傳感器觀測(cè)塔上安置20個(gè)數(shù)采儀（主機(jī)箱）每個(gè)觀測(cè)塔上安置1個(gè)2個(gè)空調(diào)實(shí)驗(yàn)室、化驗(yàn)室各1臺(tái)2部外業(yè)工作設(shè)備國(guó)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)氣