促进南方红壤丘陵区农业可持续发展的复合农业生态系统长期观测研究

摘要: 我国南方红壤丘陵区土壤质地黏重，透水性差，季节性降雨分布严重不足，极易发生水土流失；不合理的耕作措施加剧土壤侵蚀，导致土壤肥力下降，制约当地农业的可持续发展。1979年中国科学院桃源农业生态试验站（以下简称“桃源站”）建站以来，系统开展了区域农业生态系统优化管理、农业整体效益的提高和建立区域农业综合发展的技术体系与优化模式，并进行示范推广，为南方红壤丘陵区农田生态系统耕地地力提升和水土流失治理、区域农业结构调整和生态环境改善提供重要理论和技术支撑。通过系统分析南方潜育性和次生潜育化水稻土的形成原因，为我国潜育性水田的治理提供技术支撑；研究红壤稻田生态系统可持续生产力与系统健康的协调机制，为稻田生态系统持续、高效生产提供理论依据和技术支撑；系统解析驱动稻田N2O和CH4排放关键过程的微生物作用机理，为我国农田温室气体减排提供重要的科学依据；系统解析我国农田生态系统土壤细菌和反硝化微生物的分布格局和主要驱动因素，为大尺度刻画我国农田土壤微生物群落组成机构及生态功能奠定基础；研究猪日粮功能性氨基酸代谢与生理功能调控机制，提升我国科学养猪水平和养猪业的健康可持续发展；探明了多年蔬菜连作对土壤氮素转化功能的影响及其微生物作用机制，并提出相应调控措施，为蔬菜土氮素的调控提供强有力理论依据和技术支持；研究典型农田生态系统养分流失特征及影响因素，构建丘岗复合农业生态系统氮磷拦截与生态消纳模式和稻田流失氮磷生态湿地消纳技术，为防控农田生态系统氮磷面源污染提供技术支撑；构建南方丘陵区坡地种草养羊与农牧资源循环利用模式并开展示范推广，服务当地农业可持续发展。未来，桃源站在中国科学院“率先行动”计划指导下，将为区域农业可持续发展作出更大的贡献。