中国科学院寒区旱区环境与工程研究所简介

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所简介
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所(以下简称寒旱所)，是按照中国科学院“知识创新工程试点工作”的战略布局要求，由中国科学院原兰州冰川冻土研究所、原兰州沙漠研究所和原兰州高原大气物理研究所根据学科定位，机构调整，研究领域交叉融合等原则整合而成。

几十年来，经过几代科研工作者的艰苦努力，开拓创新，寒旱所创建并发展了冰川学、冻土学、沙漠与沙漠化学、高原气候与环境动力学、对流风暴和雷电物理学、寒区旱区水文学、寒区旱区生态学等具有鲜明学科特色的研究领域；并在山地冰川冰芯与寒区环境、极地雪冰与全球变化、冻土理化特性与地下成冰理论、冰土工程与环境、沙漠形成演变与环境变化、风沙物理、沙漠化过程及其防治、寒区旱区水文水资源、干旱区生态环境建设、青藏高原气象、高原与干旱气候形成机制、边界层物理、大气电学和寒区旱区资源利用与可持续发展等方面形成特色优势学科。

目前，寒旱所已承担国家“973”、“863”、国家攻关、重点基金及国家地方的其他科研项目3000余项，取得了丰硕的科研成果，获得国家科技进步特等奖3项、国家科技进步一等奖4项、国家自然科学一等奖3项、国家自然科学、科技进步和技术发明二等奖18项、省部级特等奖4项，一等奖38项、二等奖70余项。

几代科研工作者扎根西部、不畏艰难、开拓进取、勇于奉献，
一个以西部国土资源环境为研究主体、以寒区、旱区环境与工程研究为专业特色的研究和技术体系已经形成。

寒旱所目前已形成七大研究室、三大研究系统的庞大科研及支撑体系，突出了冰川、沙漠、高寒区资源生态环境与可持续发展研究特色。

七大研究室分别是：冰冻圈与全球变化研究室，沙漠与沙漠化研究室，高原大气物理研究室，冻土与寒区工程研究室，寒旱区水土资源研究室，生态与农业研究室，遥感与地理信息研究室。

三大研究系统分别是以实验分析研究为主的实验分析系统，以野外观测试验研究为主的试验观测系统，以信息共享和网络应用、图书编辑服务为主的信息平台系统。

为使科研与支撑体系融合成为有机整体，实验室和野外台站均归入到相应研究室。

对外，实验室和野外台站是相对独立机构；对内，以学科领域为核心，研究室、实验室、野外台站三位一体，形成整体；既可加强实验室的外围梯队力量，又可使研究领域形成研究、实验、试验相结合的有效组合，促进学科发展。

截至2013年，寒旱所共有在职职工645人，其中，中国科学院院士3人，科研人员347人，科技支撑人员160人，正高级技术人员93人，副高级技术人员146人，进创新岗位人员473人，国家“百千万人才”工程入选者7人，中国科学院“百人计划”入选者34人，国家“杰出青年科学基金”获得者14人，国家“西部之光人才计划”入选者81人。

共有在读研究生439人，其中，博士生252人、硕士生187人，在站博士后72人。

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的战略定位为：以探索寒区旱区陆地表层系统的过程、尺度、格局及其相互关系为基础，开展
环境与全球变化及区域可持续发展的研究。

全体寒旱所人将继续秉承
刻苦钻研、严谨求实、勇于创新的优良传统，为把寒旱所建设成为一
个有特色、有优势、有实力、有影响、有贡献的科研机构研精毕智，
奋斗终生！
BRIEF INTRODUCTION
The Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute (CAREERI) of the Chinese Academy of Sciences (CAS) was established in 1999 upon the merger of the former CAS Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology, the Lanzhou Institute of Desert Research and Lanzhou Institute of Plateau Atmospheric Physics.
CAREERI conducts research related to droughts, deserts and desertification, the Qinghai-Xizang Plateau and polar environments. CAREERI is strategically positioned to make a contribution to the field of environment and global change as well as regional sustainable development on the basis of its in-depth understanding of the terrestrial processes of cold and arid regions and their interactions at various spatiotemporal scales.
CAREERI aims at incubating fledgling scientists in the field of science, technology and engineering for developing West China, and at becoming the leading Asian base and international center for research on and academic exchange for cold and arid regions sciences and engineering, with unique disciplinary features, competitive edges, powerful capabilities and global influences, and great achievements.
CAREERI is focused on West China. However, it also aims at conducting pertinent cutting-edge research through its competitive edges in multi-disciplinary research abilities, resources and environments.
CAREERI's main areas of research are the cryosphere and global change, frozen ground and cold region engineering, deserts and desertification, plateau atmospheric physics, water and land resources and environments, ecology and agriculture and remote sensing and geographic information systems.
CAREERI has seven laboratories and three research support systems, highlighting its emphases on the study of glaciers, deserts, alpine ecology and the sustainable development of resources and environments. The seven laboratories include the State Key Laboratory of Frozen Soils Engineering (SKLFSE), the State Key Laboratory of Cryosphere Sciences (SKLCS) and the Key
Laboratory of Desert and Desertification, among others. Three support systems for scientific and engineering research are the experimental and analytical system, the field observation system, and the information platform and networking system.
The experimental and observatory systems of CAREERI consist of 16 field stations, important for the support of field-work, long-term monitoring, data accumulation and graduate student training. The institute also has five national key stations, six CAS key open stations, three China Ecological Research Networks stations, and three CAS stations for special environments.
During the past 55 years, CAREERI and its predecessor institutes have led, or participated in, more than 3,000 research projects and programs, including the National Key Basic Research Development Project, National High Technology Research Development Project, National Key Technologies R&D programs, and National Natural Science Foundation programs and projects at all levels. It has also received, other R&D grants from national, provincial or local governments agencies and industry partners. CAREERI have been awarded three highest prizes of State Scientific and Technological Progress Award, four First –Class Prizes for Science and Technology Progress, three First-Class National Natural Science Awards, 18 Second-Class National Science and Technology Progress and Natural Science Awards, four Provincial and Ministerial Level Special-Class Awards, 38 Provincial and Ministry-Level First-Class Awards, and much more than 70 Provincial and Ministry-Level, second-class awards, and other awards and prizes.
CAREERI hosts four academic periodicals in Chinese, namely Journal of Glaciology and Geocryology (JGG), Journal of Desert Research (JDR), and Plateau Meteorology (PM),and Sciences of Cold and Arid Regions (SCAR) in English. During the past few years, the quality of these journals have been upgrading continuously as evidenced by their rising impacting factors. They have become the domestic journals with important impacts and have won many official and national awards. The SCAR is now in the application process of the SCI-index journals. CAREERI has 645 tenured or tenure-track research staff, including 93 full professors, three CAS Members, one academician of The World Academy of Science, and 34 participants in the CAS Hundred Talents Program. In addition, 14 scientists are granted China National Funds for Distinguished Young Scientists. Also, 81 young scientists received the title of the West Light Foundation of The Chinese Academy of Sciences.
CAREERI has been authorized to award master’s and doctoral degrees, and to host postdocs in geography, cartography and geographic information systems (GIS), atmospheric physics and environments meteorology, ecology and geotechnical engineering. It is awarded the title of “Key Base for Educating PhD students in CAS”. By the end of 2013, the Graduate School of CAREERI has 88 PhD Advisors, 187 master students and 252 PhD students.
CAREERI has established international cooperation and exchange programs at various levels with more than 40 countries and regions, such as the United States, Russia, Canada, Japan, Germany, France, Norway, Switzerland and other internationally renowned academic and educational institutions. More than 20 CAREERI scientists hold important positions in many
international academic and professional organizations and associations, and more than 40 foreign experts hold academic positions on CAREERI advisory committee and visiting professorships. On average, more than 120 foreign scholars visit CAREERI or participate in joint research programs with CAREERI staff each year.
The international cooperation has been playing increasingly important roles in CAREERI, for providing opportunities for Chinese and overseas scholars to conduct joint projects, for serving as windows to learn more about China and the world, and for rapidly developing mutual benefits in advancing scientific research.
CAREERI is firmly dedicated to becoming a top institute, accomplishing cutting-edge research and training first-class scholars and engineers.
冰冻圈科学国家重点实验室简介
实验室的研究目标是以冰冻圈为研究对象，紧密围绕国家需求和国际科学前沿，深化冰冻圈过程和冰冻圈记录研究，模拟冰冻圈变化
与气候变化的关系，揭示冰冻圈变化的规律和机理，阐明冰冻圈变化
对水资源的影响，预测气候变化影响下冰冻圈的资源效应、环境效应
和生态效应，提出适应与减缓冰冻圈变化影响的对策，为西部生态环
境建设和可持续发展服务。

其主要研究方向包括冰冻圈过程研究、冰
冻圈环境记录研究、冰冻圈与气候模拟、冰冻圈与水资源以及冰冻圈
变化的影响、适应与对策综合评估等。

实验室研究环境优良、仪器设备先进，实验室建筑面积4669m2，仪器设备总值约为4870万元，主要包括低温实验室、超净化系统、
气体稳定同位素比质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、离子色谱仪、
气相色谱仪、微粒分析仪、低浓度α/β活化度计数仪、高温元素分析
仪、低温微生物分析系统等，以及用于冰川变化和冻土监测研究的仪
器包括冻土钻机1台、大幅面扫描仪（Contex Chameleon 36'' plus）1台、HP工作站1台、HP与IBM服务器各1台，冻土能量水分观测系统13套，冻土深钻孔观测系统18套、自动水文观测系统3套、自动气象站12套、温室气体采集分析系统1套、1套ELIS35分析级纯水系统。

同时，根据学科发展需求和针对国际研究热点，实验室已研制和改造了冰芯钻机、冰芯温室气体和碳黑分析前处理系统、冰雷达系统、冰芯连续快速融化装置。

2008年根据科技部关于《冰冻圈科学国家重点实验室建设任务书》的批示，实验室对气溶胶质谱、气相色质联用仪、雪特性分析仪、红外温度传感器、雨（雪）量计、冰雷达、地物波谱仪、树木年轮仪和切片机及其附属配件委托东方国际招标公司进行了集中招标，实际购置到高分辨时间飞行气溶胶质谱一套（HR-ToF-AMS）（含车载平台）、外置离子阱型气相色质联用仪（ITQ1100）、雪特性分析仪(Snow Fork)10套、冰雷达（含全部低频天线5副）、地物波谱仪1套（350-2500μm）、红外温度传感器20套、全自动雨（雪）量站10套以及树木年轮仪和切片机各一套。

另外，自研钻机和冰芯气体提取预处理装置也取得成功。

2011年以来，结合国家重点实验室修购修缮项目，完成用于固体同位素比（如：Pb，Sr，Nd）精确分析的热电离质谱仪（TIMS）、冰晶物理参数鉴定的冰组构分析仪(G60)等设备的购置、等离子体质谱仪(ICP MS,Element)升级改造（主要升级了进样系统，改蠕动进样为膜去溶(Aridus II)进样，提高了灵敏度，1ppb In在低灵敏度下信号由5万cps提高到30万cps，灵敏度提高了约半个数量级）以及
实验室四层部分实验室改造修缮等，实验室自筹经费购置总有机碳氮元素分析仪、温室气体色谱分析仪、离子色谱仪（用于气溶胶质谱仪配套），碳氮同位素比分析仪（可独立使用，也可作为MAT 253进样使用）、蒸汽钻机等研制项目也取得较快进展。

实验室技术支撑团队根据新老设备量体裁衣设置了一系列实验室急需的预处理装置项目，在改善了实验室硬件条件的同时为科学家获得实验数据创造了良好的软件环境。

实验室将野外台站作为重要的科学研究平台，主要包括：新疆天山冰川国家野外科学观测研究站（简称天山冰川站）、藏北高原冰冻圈国家野外科学观测研究站（格尔木站）、玉龙雪山冰川与环境观测研究站（玉龙雪山站）和祁连山冰川与生态环境观测研究站（祁连山站）、托木尔峰冰川与环境观测站（托木尔站）、唐古拉冰冻圈与环境观测研究站（唐古拉站）等。

此外，实验室还在青藏高原及其周边地区建立了多个半定位观测站（如珠峰、昆仑山、祁连山、慕士塔格峰、奎屯、天山西段、科其卡尔、海螺沟等地的考察站）。

冻土工程国家重点实验室简介
冻土工程国家重点实验室于1989年由国家计委批准筹建，1992年10月建成并通过国家验收。

依托于中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，是唯一的国家级冻土工程基础研究与应用基础研究机构。

建室20年来为我国国民经济建设做出了很大贡献，特别是为我国青
藏铁路和寒区工程做出了突出贡献。

研究成果受到国际学术界的关注，在国际冻土研究前沿领域有重要影响。

冻土工程国家重点实验室主要从事冻土工程基础和应用基础研究，它的研究方向是土、岩等介质的冻融过程及其相关的物理、力学、化学和生物过程、特性、机理和模式，及其在工程、环境与资源上的应用。

实验室拥有一支优秀的研究、技术队伍和一批国际先进的现代精密仪器设备。

该室具有岩土工程、防灾减灾工程及防护工程、寒区工程与环境、自然地理等硕士和博士授予权，以及地理学博士后流动站。

是我国冻土研究、人才培养、学术交流中心，在国际冻土学界占有重要地位。

实验室于2001年3月13日通过国家计量认证（量认（国）字（Z2017）号）。

具备岩土与工程建筑材料检测、溶液与颗粒分析的能力，向社会全面开放，承担国家和地方科研项目的基础理论、应用技术研究和与寒区工程及材料有关的检测工作。

2004年又取得了国家计量认证复评和国家实验室认可二合一资质证书。

2008年通过了国家实验室认可第三次复评。

2002年荣获中国计量测试学会“计量、测量、服务”管理达标会员单位称号。

同时，被铁道部指定为青藏铁路建设中材料检测定点单位。

实验室现有在编固定创新人员61人。

按职称分：正高级16人（包括院士2人）；副高级16人；中级16人；初级5人。

按工作性质分：研究人员41人；技术人员19人；管理人员2人。

按知识结构分：具有博士学位41人；硕士学位5人；学士学位7人；其他3人。

按年龄结构分：小于30岁（含30岁）的10人，占18%；31岁—45岁33人，占59%；46岁—60岁12人占21%；60岁以上1人，占2%。

平均年龄40岁以下。

实验室拥有30万元以上主要仪器设备25台（套），分布在7个检测室。

室内占地面积3864平方米，其中恒温面积1000平方米。

实验室自成立以来，共承担各类科研项目200余项，其中国家公关项目、攀登计划专题、973项目课题，国家自然科学基金重点项目、面上项目，国家杰出青年基金2项，省部委重大计划项目80多项，横向协作40多项，国际合作项目10余项，其它20多项。

通过这些项目的研究，不但解决了寒区工程建设中的重要问题，而且取得了一系列创新性科研成果。

出版专著30多部, 其中英文专著1部。

给工程单位提供研究技术报告100多套。

参编国家有关规范（标准）10部，获发明专利30项，实用新型专利35余项，获国家科技进步特等奖1项、国家科技进步一等奖1项、科技进步二等奖1项，以及省部级科研成果奖20余项。

成果应用为国家节约工程投资约30多亿元，新增产值8000万元。

本实验室实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制。

广纳天下贤才，联合国内外同仁针对冻土学科发展前沿和我国国民经济，社会发展及国家安全的主要科技领域和方向，开展创新性研究。

解决国家在寒区经济建设和社会发展中提出的基础性、战略性和前瞻性的工程科学和资源环境问题，使我国冻土研究处于国际领先地位。

遥感与地理信息科学研究室概况
1. 定位和研究方向
1.1. 定位：
遥感广袤西部，综合多源信息，
发展集成平台，服务科学发展。

1.2. 研究方向：
以寒旱区陆地表层系统多源遥感和综合集成方法论研究为主要方向。

1.3. 具体研究领域：
1) 冰冻圈、寒旱区陆地水文和生态定量遥感与数据同化；重点发展高分辨率的陆面多源遥感数据同化系统。

2) 发展模型集成和多源信息集成的方法论，建立以普适性的水-土-生-气-人耦合模型为基础的内陆河流域决策支持系统；发展寒旱区资源、环境、工程信息系统。

3) 开展寒旱区数据科学研究，完善和提升科学数据服务，建立中国（世界）寒旱区科学数据中心。

2. 优势学科领域
2.1. 试验遥感
1) 综合遥感试验：WATER和HiWATER；
2) 星-机-地遥感试验的理论与方法；
3) 遥感真实性检验的理论与方法。

2.2. 冰冻圈遥感
发展利用主被动遥感手段获取陆地冰冻圈各要素的信息提取方法，获取我国乃至全球的冰冻圈要素时间和空间变化特征。

具体为：
1) 积雪物理参数遥感反演；
2) 基于物理过程和遥感数据的融雪径流模型；
3) 遥感冻土制图及地表冻融监测。

2.3. 寒旱区水文与生态遥感
以定量遥感为基本方法，发展针对寒区和干旱区的水文与生态变量/参数的定量遥感方法。

包括：
1) 陆地水循环各分量的遥感估算模型（土壤水分、蒸散发、降水、水储量、地下水）；
2) 生态系统生产力遥感估算模型。

2.4. 陆面数据同化
以陆面过程/水文模型为框架，开展多源遥感数据同化的理论和方法研究，发展中国陆域和流域尺度数据同化系统，包括：
1) 寒旱区水文和生态要素的多源遥感数据同化理论和方法；
2) 高分辨率的流域尺度数据同化系统；
3) 中国陆域多源遥感遥感数据同化系统。

2.5. 信息综合集成
发展和完善辅助建模的建模环境和以综合模型为骨架的决策支持系统，进一步提升多源信息集成的方法论研究，发展寒旱区资源环境和工程信息系统。

1) 陆表过程和流域生态水文建模环境
2) 流域集成模型及综合数据集
3) 内陆河流域和寒旱区工程信息系统（数字流域、青藏铁路、冰冻圈）
4) 服务于流域管理和工程建设的空间决策支持系统（青藏铁路、黑河流域）
2.6. 数据中心
负责中国西部环境与生态科学数据中心、世界数据中心－兰州冰川冻土学科中心、中国地球科学数据共享网寒区旱区数据中心和中国科学院资源环境科学数据中心－冰川冻土沙漠与西北数据分中心等特色数据中心的建设任务。

1) 支持寒旱区陆地表层系统科学研究的基础数据集；
2) 建立国家级寒区旱区科学数据中心。

3. 实验室人员
现有正式职工33人，其中研究员6人，副研8人，高级工程师3人，分为以下三个学科组：
1) 数据同化与集成模型（9+1）：李新、黄春林、韩旭军、周剑、潘小多、李弘毅、张艳林、王旭峰、张臻、朱高峰（外聘）
2) 遥感（12）：王建、马明国、王维真、车涛、晋锐、郝晓华、梁继、王树果、戴礼云、吴月茹、黄广辉、谭俊磊
3) 信息系统与数据（12）：南卓铜、郭建文、祁元、王建华、吴立宗、王亮绪、盖迎春、冉有华、胡晓利、李红星、吴阿丹、赵彦博。