标题：中国科学院元谋干热河谷沟蚀崩塌观测研究站
基本情况
地理位置及环境背景
元谋干热河谷沟蚀崩塌观测研究站（元谋站）是由中科院成都山地所和云南省农科院联合共建的野外观测研究站，地处元谋干热河谷区，是我国西南干热河谷尤其是金沙江干热河谷的典型代表区。该站位于云南省元谋县苴林乡境内，建站于1992年。试验区面积600亩，海拔1256m-1331m，坡地平均坡度20°左右。元谋县位于云贵高原北缘的金沙江一级支流—龙川江下游的河谷地带，介于东经101&ordm;35&acute;～102&ordm;05&acute;、北纬25&ordm;25&acute;～26&ordm;07&acute;之间。全县南北长77.25km，东西宽42.0km，国土面积2021.46k m2，海拔898-2835.5m，高差悬殊，相对高差1937.9m，生态环境垂直分异明显，从河谷到山顶可划分为干热河谷区（1350m以下）、温热半山区（1350-1700m）、温暖山区（1700-2000m）和温凉中高山区（2000-2835.5m）4种生态类型区。其中干热河谷区光热资源丰富（年日照时数2550～2744小时，日照百分率为60%；年均温21.5℃，最热月均温27.1℃，极端最高气温43℃，最冷月均温14.9℃，极端最低气温- 2.1～0.1℃；≥ 10℃的积温7996℃；无霜期350～365天），是云南省乃至全国宝贵的热区资源之一，是我国著名的冬季蔬菜基地之一。但干热河谷坝周低山区，气候干燥（年降水量615.1mm，雨季（6～10月）降水占年降水量的90%；年蒸量3569.2mm，为降水量的5.8倍。）、水热矛盾突出、人类活动干扰强烈、植被覆盖率低、水土流失严重、地形破碎、生态环境恶化，人民生活贫困，是我国典型的生态脆弱带之一。
站内基本情况
土地情况
试验观测场地分布在两个区域，涉及面积4100亩，其中3388亩土地的使用权均属于热区生态所。热区所机关1128.09亩试验场地，为农科院热区所的崩塌沟蚀观测一站，试验区内设置长期气象观测站、径流观测站、崩塌沟蚀速率测定系统、化验室。建站已10年多，试验站位于元谋县元马镇沙地村旁，办公区域、住宿区都建在此区域。另外，2260.5亩试验基地位于元谋县苴林乡金雷小新村旁，为农科院热区所的崩塌沟蚀第二观测站，站内及周边有冲沟3012.6亩，沟底、沟边、沟塬均未治理，建站时间五年，观测、总结沟蚀崩塌的原因、机理，规划设计详细治理过程。站内设有苴林基地气象观测站、不同模式坡地径流观测场、侵蚀沟水土流失观测场、草地侵蚀观测场、自然恢复区植被特征观测区、退化生态系统恢复模式综合观测实验小区等
人员情况
试验站固定科研人员20人，其中研究员3人，副研究员5人，其它研究人员12人。流动研究人员（主要为研究生等）常年在10人左右。
科研状况
承担过的主要课题
国家“八.五”攻关课题：“云南元谋干热河谷生态系统综合整治与退化土地合理开发利用试验示范研究”（1991-1995年）
国家“九.五”攻关课题：“云南元谋干热河谷生态系统综合整治与区域持续发展试验示范研究”（1996-2000年）
国家自然科学基金资助项目：“干热河谷岩土性质、土壤水分与植物生长”（1997-1999年）
水利部项目：“金沙江干热河谷陡坡植被恢复区划及减灾研究”（1997-1998）
中国科学院重点项目：“长江上游山地生态系统退化研究”（1997-2000）
国家自然科学基金资助项目：“侵蚀泥沙137-Cs研究”（1999-2001年）
奥地利国际合作项目：“长江上游土壤侵蚀137-Cs法研究”（1996-2000年） 
国际合作与交流
元谋生态试验站先后接待了英国、新西兰、德国、日本、南非等国家科研人员35人次到干热河谷区进行考察和研究，与新西兰森林研究所、英国爱克塞特大学、日本东京大学、日本农业环境研究所等科研机构合作先后开展了土壤侵蚀、植被恢复、土地荒漠化等方面的研究工作。
主要研究成果和研究方向
主要研究成果
干热河谷脆弱生态环境环境的演化及其对人类活动的响应
干热河谷燥热干旱的气候是受远离海洋和高山深谷地形的“焚风”效应影响的结果。第四纪以来，由于高原的隆起和河谷的深切，“焚风”效应逐渐加强，干热河谷气候日趋干热。干热河谷植被的自然演化相当缓慢，且滞后于气候演化，而人类破坏植被加速了植被的演化进程。但近50年以来，干热河谷的河谷平原部分由于土地大面积灌溉的结果，导致降水量有所增加，气温有所降低，蒸发量减少，气候已朝向有利于人类生存和资源利用的良性方向发展。此研究成果对干热河谷退化生态环境开发性治理提供了重要的科学依据。 
长江上游河流河流的泥沙来源 
通过长江上游两条重要产沙河流嘉陵江和金沙江河流泥沙来源的对比分析，查明嘉陵江流域地形起伏小，植被恢复和水土流失治理的减沙量足以抵消工程建设的增沙量，加之降水量偏少，90年代以来输沙量明显减少。金沙江上游是少沙区，天然林采伐对河流输沙量的影响有限；下游多沙区地形起伏大，工程建设增沙量远大于植被恢复和水土流失治理的减沙量，80年代以来金沙江输沙量呈上升趋势。此研究结果为重大工程项目的决策和规划提供了科学依据。 
干热河谷岩土性质、土壤水分与植被恢复
岩土组成是干热河谷坡地土壤水分环境和植被恢复的关键因子，根据坡地岩土组成将干热河谷坡地初步划分为阶地砾石层坡地、元古界变质岩低山、上新统沙沟组砂砾岩低山、早更新统元谋组泥岩坡地4种类型。坡地对降水的入渗能力是决定干热河谷坡地土壤水分条件的主要因素之一，孔隙状况的差异导致了干热河谷不同岩土组成坡地入渗能力的差异，由此决定了干热河谷不同岩土组成坡地的水份条件和植被分布格局。侵蚀泥岩坡地是干热河谷坡地的主要类型，其通透性能差，对降水的入渗能力弱，天然降水入渗浅，主要储存在60cm以内的浅层土体，容易蒸发损失，干旱季节储水量低于无效储水量，适合草本植物的生长，天然植被为草原或草灌丛，宜恢复稀树灌草植被。阶地砾石层坡地和裂隙发育片岩坡地土体通透性好，对降水的入渗能力强，降水入渗量大，入渗深，储存在1至数米的深层土体，不易蒸发损失，干旱季节尚有少量有效储水供深根性植物吸收利用，适合灌乔植物生长，天然植被为灌草丛或森林，可以恢复森林植被。根据以上研究，提出了相应的植被恢复模式，建成了阶地砾石层丘陵森林、片岩低山疏林灌草、泥岩坡地草灌等植被恢复试验示范区。此成果通过验收，得到国家和云南省有关部门的充分肯定，目前已被云南省林业厅列入“云南省天然林资源保护工程科技支撑规划”在金沙江干热河谷区推广。 
节水农业（林业）技术 
（1）罐渗节水灌溉技术：该技术属于地下灌溉方式，具有保护土壤结构、减少棵间蒸发的优点和收集降水用于季节性干旱期间灌溉的功能，比漫灌节水60-70%，且成本低廉、工艺简单，适于山区大力发展，但因易造成罐壁毛管孔隙堵塞，尚未大面积推广，如能解决该问题，该技术在沙质土和壤质土地区具有很大的推广潜力。
（2）地下地膜截水墙节水技术：该技术既可用于旱作农地，又可用于果树种植和荒山植被恢复。旱作农地：旱地内沿等高线挖沟垂直埋设地膜截水墙，拦截壤中流，供作物吸收。初步试验结果增产10-50%。果树种植：在果树种植坑的下方壁铺设地膜拦截径流和壤中流，供果树吸收；或在种植坑四壁铺设地膜，填肥土后定植果树。填肥土的地下地膜形成一个无底的大营养袋，减少灌溉水肥的渗漏流失，保证了果树的成活，节水70%以上。定植1-2年后，铲破地膜，以免影响果树根系发育。植被恢复：利用地下地膜截水墙节水技术进行植被恢复，在鱼鳞坑或水平种植沟的下方壁铺设地膜，拦截径流和壤中流供植物吸收。
当然，农业高效用水是一项系统工程，一两项单个的技术很难完全达到节水的良好效果。干热河谷节水农业（林业）的研究和发展尚缺乏节水农业（林业）综合技术集成优化模式的试验示范研究工作。
研究方向
总体思路与目标
本观测研究站研究方向的总体思路与目标如下：
中长期研究方向及研究内容
根据本观测研究站学科建设的总体思路，拟定以下3个研究分析及其相应的研究内容：
沟蚀崩塌机制及其环境影响（方向1）
冲沟的类型、发育规律及其形成机制；
崩塌的动力学机制；
沟蚀与崩塌的联动作用机制；
沟蚀崩塌的环境效应；
沟蚀崩塌的防治技术与模式；
干旱河谷生态系统的生态过程与植被恢复（方向2）
干旱河谷区水循环的特殊性规律及其机制；
径流泥沙过程的尺度效应及其环境响应；
沟蚀崩塌与植被恢复的耦合机制；
自然和人工恢复生态系统的生态过程规律及其机制；
自然因素（气候变化）和人为活动对干旱河谷区自然和人工恢复生态系统的影响与应对途径；
健生态系统的结构功能及其形成机制；
退化生态系统的植被恢复技术与示范；
干旱河谷区生态系统的适宜性模式与管理（方向3）
植被（包括农作物）对水、热迫胁的响应过程与耐性特征
植被生长过程中水热光的耦合机制；
生态系统对水热光资源的高效利用技术与模式；
自然和人工生态系统模式的适宜性评价；
人为活动在生态系统中的规范和允许行为指标与生态系统的管理。[1]