试验站建设的可行性分析
径流小区起源于19世纪末期的德国，目前成为土壤侵蚀与水土保持科学研究最基本和最准确的方法。20世纪初期，美国在密苏里大学建立了第一个径流小区后，迅速在全国推广，截止到20世纪50年代已经在全国建立了34个水土保持试验站，以坡面径流小区观测为主。依靠这些试验站观测数据，不仅使美国土壤侵蚀定量研究走在世界前列，而且以此为基础建立的土壤侵蚀预报模型也成为水土流失动态监测和水土保持措施配置的重要技术工具，并在世界范围内得到推广和使用。从20世纪70年代开始，土壤侵蚀研究开始关注面源污染问题，水土保持试验站也更加重视流域研究，这一趋势持续到了今天。20世纪80年代后期开始的机理模型研究，也极大地依赖于试验站观测数据。水土保持试验站的发展历史清楚地表明：以试验站为基础的科学数据积累和原创性科学研究成果，不仅极大地推动了学科的发展，提升了学科地位，而且能够迅速转化为生产力。
我 国现有30多个水土保持试验站，遍布全国各地，主要隶属于两大机构：一是水利部下属的流域管理委员会、省级水利局或科研院所；二是中国科学院下属研究所。 主要从事常规小区观测，即不同自然条件（坡长、坡度、土壤类型等）、土地利用、以及农业管理措施下天然降雨造成的小区土壤流失量观测，主要解决坡面侵蚀问 题。北京师范大学是除北京林业大学、中国农业大学等专业院校外，拥有大规模试验站的高等院校之一。
九三水土保持试验站位于黑龙江省嫩江县、五大连池市和讷河市境内省农垦总局九三分局鹤山农场内，自2002年始，陆续建成了土壤侵蚀试验场、农田管理与作物实验小区、小流域与量水堰，以及综合实验楼，是目前我国纬度最高的野外试验站。
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| 图13 九三水土保持试验站远景 |
试验站集监测、机理与影响评价研究于一体，形成了以下特色：（1）集成包括坡面小区观测、流域量水堰和人工降雨等传统手段、以及切沟GPS监测、核示踪元素分析、年代学分析等现代手段为一体的综合水土流失动态监测方法；（2）开展以坡面－沟道－流域径流泥沙观测为基础的多尺度侵蚀产沙过程、泥沙输移过程研究；（3）开展以侵蚀－土地生产力试验手段和以土壤－水化学分析手段为基础的侵蚀环境影响评价研究，包括以侵蚀－土地生产力模型与农地面源污染模型的开发；（4）在维持黑土资源可持续利用的基础上，开展以农垦机械化与集约化为特色的水土保持措施技术研究和精准农业研究。不仅适应了国家土壤侵蚀试验研究的发展趋势，而且结合东北黑土区特色及其在我国经济建设中的重要地位，具有区域特色，试验站重点围绕以下5个方向进行研究（图14）。
1. 土壤侵蚀机理、过程与预报模型
（1） 长缓坡土壤侵蚀规律；（2） 融雪侵蚀规律；（3） 土壤可蚀性、水土保持措施定量影响；（4） 建立坡面－流域土壤侵蚀预报模型。
2. 水土流失动态监测与土地退化预警
（1） 基于土壤侵蚀模型的区域水土流失抽样调查方法确定；（2） 土壤厚度调查与土地退化预警；（3） 人工降雨测定土壤可蚀性、水土保持措施效益的技术方法；（4） 核示棕技术、年代学方法等在土壤侵蚀空间分布、土地退化预警等方面的应用。
3. 面源污染机理与土壤侵蚀环境效应影响评价
（1） 农药、化肥施用等造成的污染物富集状况；（2） 污染物输移与转化规律；（3） 面源污染模型。
4. 土壤侵蚀防蚀机理与水土保持技术
（1） 耕作、生物、工程等水土保持措施防蚀机理与技术；（2） 水土保持耕作措施与机械技术适宜性研究。；（3） 水土保持措施效益评价。
5. 高效可持续土地资源利用与精准农业
（1） 土壤侵蚀－土壤生产力影响机理与评价模型；（2） 测土施肥与高效农业生产技术；（3） 基于“3S”技术的精准农业计算机系统与耕作措施技术开发。
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图14 九三水土保持试验站实验功能与研究方向结构示意图
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