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• 发布时间：2021-12-07
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【概要描述】 陈宜瑜 中国科学院院士 中国生态系统研究网络科学委员会主任   科学研究的范式已经发生深刻变革。宇宙演化、物质结构、生命起源等基础前沿领域的科技创新，越来越依赖精度高、功能强的重大科技基础设施。作为国之重器，北京正负电子对撞机、中国遥感卫星地面站、上海光源、“中国天眼”等重大科技基础设施，对我国科技自立自强发挥了重要作用。   20 世纪末建设的中国生态系统研究网络（CERN）是当时我国生态环境领域少有的重大科技基础设施，也是分布式重大科技基础设施建设的一次成功尝试，目前，CERN已有 44 个生态站、1 个综合中心和 5 个分中心。30 年来，依靠 CERN 领导小组和科学委员会的坚强领导，在 20 多个中国科学院所属研究所支持下，1 万余名科技人员、研究生依托 CERN 开展研究，因而推动了我国生态系统生态学的快速发展，也在服务国家和地方农业发展、生态建设、环境治理、资源可持续利用等方面发挥着重要作用。目前，CERN 同美国生态系统网络、欧洲生态系统网络并驾齐驱，互有优势和特色，具有重要国际影响。   未来的 CERN 科技创新，有两条成功做法必须长期坚持。   1.  根据统一的监测指标、标准、规范，进行长期、连续定位观测，揭示短时间尺度不可能确定的科学规律。例如，宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站积累了 50 多年的土壤-水分监测数据；河南封丘农田生态系统国家野外科学观测研究站积累了 20 多年的土壤-肥料控制性试验数据等。 2.  CERN 的网络化特征十分突出，其依靠网络层面的研究实现空间尺度的拓展，解决单一野外站依靠长期观测不能明确的科学规律。   我们也应当清醒地看到，CERN 科技创新还依赖于比较小型的监测观测仪器、科研样地等，大型科技基础设施不多，同其他快速发展的分支学科相比，显得有些落后。因此，一方面，我们要积极推动“中国陆地生态系统观测实验网络”（坤脉工程）重大科技基础设施项目尽快立项、建设，构建由地表站点-样带-网络观测、无人机-遥感立体化观测相结合的研究设施，实现多时空尺度长期连续监测、对碳氮水通量及循环过程多尺度协同观测，显著提升野外观测和实验研究的综合能力。另一方面，我们要重点建设基于顶层设计的野外重点科技基础设施，使之成为多所联合、多学科交叉的野外研究平台，逐步实现每个野外站至少有一个符合该站学科特点的标志性装置，作为“镇站之宝”，从而显著改变野外站的装备状况，增强野外站的科学研究能力和核心竞争能力。   2015 年，CERN 科学委员会遴选了中国科学院清原森林生态系统观测研究站、宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站、新疆阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站、河北栾城农田生态系统国家野外科学观测研究站、江苏太湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站、湖北东湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站、山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站等 11 个野外站（后来又遴选了 6 个野外站），建设清原科尔塔群、沙坡头大型称重式蒸渗仪群、武汉东湖城市湖泊多组分在线监测平台等项目。   2019 年，我参加了清原科尔塔群项目的验收，感觉成效十分明显。清原科尔塔群集多类科研设施于一体，获取高精度、高频度、即时数据，提升了研究的广度和深度，实现了从定性描述性研究到定量、模型模拟、生态过程的精细化描述和预测研究的升级，全面提升了清原站的科研能力和水平，为未来 5—10 年的发展打下了坚实基础。   全面总结已经完成的野外控制实验平台、野外物理模拟实验装置等重点科技基础设施的做法、成效和经验，并向国内外同行介绍、宣传，可以进一步改进我们的工作，也可以吸引相关研究领域的专家利用不同级别的数据产品开展合作研究。真诚邀请青年科学家到野外站利用这些平台设施，同时推动继续在若干野外站建设若干野外重点科技基础设施，以此推进中国科学院乃至全国野外科技事业的高质量发展。