黑土新探：科技赋能，守护东北大地“金腰带”

—— 哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站纪实

在我国东北广袤的大地上，黑土地宛如一块珍贵的瑰宝，滋养着这片土地，保障着国家的粮食安全。然而，长期的高强度利用让黑土地面临着严峻的挑战，退化问题日益凸显。为守护这片 “耕地中的大熊猫”，中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心（以下简称哈尔滨中心）成立哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站（以下简称哈尔滨站），以科技创新为引擎，肩负起了以科技创新助力黑土地保护的重任。

锚定方向，精研关键议题

针对国家黑土地保护和“双碳”目标的重大战略需求，哈尔滨站有着清晰的总体定位。它聚焦黑土地地球关键带物质能量循环及变化趋势，在黑龙江省精心选取了3个典型黑土区，开展多圈层多要素的长期定位观测和控制试验。在研究方向上，按照地球关键带的研究范式，从结构-过程-功能-示范四个维度深入开展观测研究。

水循环演变规律与水土过程观测研究团队，如同探寻水之奥秘的先锋他们在气候变化和人类活动共同影响的复杂背景下，对大气降水、地下水、地表水展开全方位观测。在呼兰观测试验场，科研人员姜平经常穿梭于各个观测站点。有一次，在监测一场暴雨后的地表径流和地下水位变化时，他发现数据出现了异常波动。他和团队成员们没有放过这个细节，经过连续几天几夜的排查和分析，最终发现是因为一处土壤孔隙结构的特殊变化导致了水流运动的异常。这次发现为研究大气降水-地表水-地下水转化关系提供了关键数据，也让团队深刻认识到水土过程的复杂性。

地球化学元素迁移转化规律观测研究团队则致力于探索黑土地中元素的神秘旅程。他们研究黑土地地球关键带垂向结构类型和分布特征，探索地球化学元素在岩石-土壤-水-作物间的迁移转化规律。在黑河观测试验场，团队负责人带领团队对重金属和有益元素不同形态在多介质中的富集规律展开研究。他们克服了野外采样的重重困难，在严寒的冬季，依然坚守在试验场，采集土壤、水样等样品。经过多年努力，建立起了黑土地地球关键带地球化学元素数据库，为黑土地生态环境退化防治工程示范提供了有力支撑。

土壤固碳效应与影响因素观测研究团队为国家“双碳”目标贡献着自己的力量。他们利用先进的碳循环观测技术和控制试验，深入研究全球变化下人类活动和自然环境对农田土壤碳循环过程的影响。在海伦观测试验场，科研人员通过对不同耕作方式下土壤有机碳变化的长期监测，发现了一种新型的保护性耕作措施能够显著提高土壤的固碳潜力。这一发现为保护性耕作示范推广提供了科学依据，有助于黑土地科学保护利用。

完善设施，筑牢创新根基

哈尔滨站采用“一站多点、联网观测”的创新方式建设，充分盘活了哈尔滨中心的优质基地资源。呼兰观测基地，就像一个温暖的科研之家。这里交通便利、通信良好，水电、消防及供暖设施完善。拥有永久产权基地2893.33平方米，综合办公用房建筑面积达1276.38平方米。会议室里，常常进行着激烈的学术讨论；分析室中，精密仪器不断检测着各类样品；科普展厅向人们展示着黑土地的奥秘；办公室内，科研人员们埋头分析数据；宿舍和食堂为大家提供了舒适的生活保障，能容纳20名科研人员在此生活和工作。

黑河观测基地同样条件优越，拥有永久产权基地4665.89 平方米。这里不仅有完善的办公和生活设施，还建有实物样品标本库，建筑面积447.43平方米，存放着岩矿心、土壤、植物等珍贵样品，为科研工作提供了丰富的研究素材。

呼兰观测试验场和黑河观测试验场拥有大面积的永久试验用地，建设了多个土壤、水文、冻土等观测站点，大部分实现自动观测。在呼兰观测试验场，482亩的土地上承担着东北地质区域创新联合发展基金2项，不同种植管理措施试验样地有序分布，为研究稻田土壤有机碳变化规律提供了良好平台。黑河观测试验场虽然面积相对较小，但承担着多项科研项目，不同磷肥水平试验样地为研究土壤磷素形态转化规律发挥着重要作用。

此外，哈尔滨站配备了3台（套）先进的野外观测和室内分析测试仪器设备，总价值350余万元。这些仪器如同科研人员的得力助手，重点观测岩石、土壤、水、气候等自然资源的数量、质量和作用过程。长期在站人员精心管理与维护这些仪器设备，每周检查观测数据质量，每月进行巡检维护，确保仪器设备运行稳定，已累积获取观测数据11GB，并接入中国地质调查局“自然资源要素综合观测一体化平台”，实现数据整合与共享服务。

多元合作，凝聚创新合力

2024年8月，自然资源部野外科学观测研究站集体授牌仪式暨学术交流研讨会在哈尔滨中心成功举办，这堪称黑土地科研领域的“武林大会”。哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站与其他三个野外站一同授牌。来自自然资源部、中国地质调查局、黑龙江省自然资源厅等众多单位的40余位专家学者齐聚一堂，围绕黑土地保护和科研平台建设展开深入研讨。现场氛围热烈，大家各抒己见，碰撞出无数智慧的火花，为黑土地保护科技创新指明了方向。同年10月，哈尔滨站第一届学术委员会第一次会议召开，在这次“头脑风暴大会”上，一众“科研大咖”从不同角度为站点未来发展建言献策，强调要聚焦国家战略，深化研究方向，提升科研能力，宛如为哈尔滨站绘制了一幅宏伟的发展蓝图。

哈尔滨站的合作之路远不止于此。哈尔滨中心与东北农业大学的合作，堪称一场“强强联合”的典范。近日，东北农业大学一行6人受邀来到哈尔滨中心开展业务交流座谈，双方就像久别重逢的老友，围绕科技创新、成果转化、人才培养等议题打开了“话匣子”。哈尔滨中心详细介绍部级野外观测站建设情况和黑土地调查成果，展示了自己在自然资源调查领域的“硬核实力”；东北农业大学则分享在科技创新、成果转化及人才培养方面的宝贵经验，彰显出高校在科研教育方面的深厚底蕴。双方一拍即合，都认为此次合作是一次绝佳的“姻缘”— 哈尔滨中心作为自然资源调查国家队，技术力量雄厚、数据资源丰富；东北农业大学作为黑龙江省“双一流”建设高校，科研实力突出、学科特色鲜明，双方合作可实现优势互补，推动科技成果转化和学科交叉融合。

不仅如此，哈尔滨站还积极与中国科学院东北地理与农业生态研究所、黑龙江省自然资源调查院等多家单位建立了合作关系。在项目研究上，各方共同承担了多项国家级和省部级科研项目，从不同专业角度攻克黑土地研究难题。例如在研究黑土地地球化学元素迁移转化规律时，各单位发挥自身优势，有的负责野外采样，有的专注实验室分析，有的进行数据建模，齐心协力推动研究进展。在人才培养方面，通过联合举办学术讲座、培训课程等活动，为科研人员提供了广阔的学习交流平台，培养出一批又一批黑土地科研领域的“新生力量”。

未来，哈尔滨站计划进一步拓展合作版图，与更多高校、科研机构以及企业建立合作关系，构建一个覆盖多领域、多层次的合作网络。在平台共建方面，将整合各方资源，打造更加先进、完善的科研平台；在项目共研上，聚焦黑土地保护的关键问题，开展联合攻关；在人才共育方面，探索创新培养模式，为黑土地科研事业储备更多高素质人才。通过这些多元合作举措，哈尔滨站将凝聚起强大的创新合力，为黑土地科学保护利用和区域高质量发展注入源源不断的新活力。

作者：王宏利、徐立明