CERNCEORN农田生态系统中观测场及长期观测采样地的分类和.

CERN/CEORN农田生态系统中观测场及长期观测采样地的分类和编码1 引言观测场地和观测设施在CERN/CEORN监测数据管理的过程中处于一个核心的地位，所有监测分析出的数据都与观测场地或观测设施密切相关，如果核心的观测场和观测设施信息不确定、不完全，势必造成监测分析出来的数据失去他们的可用价值，这对CERN/CEORN 而言是一个极大的损失。

综合中心是CERN/CEORN各类生态系统的所有学科数据的集成者，因此综合中心会同CERN各分中心对观测场和观测设施予以明确的定义和的分类，并进行相应的编码，进而在各生态站上推行这种分类和编码方法，从而使得CERN/CEORN的监测数据更加标准化，真正达到实用的目的。

为此，综合中心经过仔细研究各类生态系统监测手册，并充分参考各生态站填写的样地调查表以及与各分中心、生态站工作人员进行深入的交流和讨论，提出以下观测场及观测设施的分类、编码方法及其信息填写标准表格，供大家讨论。

编码方法确定后，需要对各站的样地逐一进行编码、相应信息的填写、样地图的编绘，最后将产生的一系列有关样地的信息报送CERN/CEORN科学委员会审定，最终建立CERN/CEORN的分布式框架下的统一样地资源数据库及其信息系统。

2 编码的意义和原则2.1 编码的意义（1）将生态站的样地固定下来，每个生态站的样地具有固定的编码，防止生态站对于同一样地给予不同的随意代码而影响数据的可比性。

（2）建立各个样地的详细信息描述文档，将每个样地代码与样地详细信息文档建立起对照关系。

（3）在数据表格中仅需包含样地代码一列，其他关于样地描述信息的列在数据表格中不用再重复填写，可以删去这些列，简化报表填写。

2.2 编码的原则（1）编码的原则是综合考虑各站、各学科、各类型的观测场设置情况和案例，给出统一的概念定义和分类方法，这对样地的确定和编码非常重要。

（2）基于分类体系、在满足计算机信息表示和处理方便、人工记忆方便、唯一性（不重复）、简单性（编码中只包含最关键的信息）、完整性（能含盖所有情况）、确定性（没有二义性）的基础上，给出一个编码体系，使得每个样地具有唯一确定的代码。

3观测场的概念及分类和编码3.1 观测场的概念及分类3.1.1 综合观测场是在一个典型生态系统分布区内选择的一个典型地段，代表了该地区最典型的生态系统类型。

其监测的基本目的是对本地区典型生态系统的结构变化和主要生态过程进行长期监测，探明本地区典型农田生态系统的土壤、水分、生物（作物）、大气以及生态系统管理等方面的现状和变化趋向，为本地区农业的持续发展提供长期的系统的监测数据和理论基础。

综合观测场进行的长期监测主要是对生态试验站所在地区最具代表性的农田生态系统进行水分、土壤、大气和生物等方面的综合观测和研究。

在安排试验和安装观测设施时，根据“具有学科间综合观测要求的项目优先”的原则，促进不同学科间观测项目的相互结合。

综合观测场的长期监测要求统一在一个相同的观测尺度上(特别是测定和采样工作)。

对于属于单学科观测和研究的工作，如自动气象辐射观测场和水量平衡场等项目，如果综合观测场不能满足其观测所要求的基本条件，可将它们设置在综合观测场以外的符合要求的地段上。

综合观测场可设置在靠近生态试验站本部的地方，但必须代表生态试验站所在地区最具代表性的生态系统类型，占地面积不小于1公顷，具有供水、供电和设施管理等方面的便利条件，便于开展多学科的综合试验和研究。

3.1.2 辅助观测场第一类：空白、秸秆还田为了使农田生态系统的联网监测数据具有可比性，并为农业的持续发展提供依据，需要在长期观测采样地以外另设置辅助观测采样地，测定空白（不施用肥料或无灌溉条件）和其他管理方式下土壤和作物生产力的长期变化。

第二类：针对综合观测场，设置的不同土地利用方式和不同管理方式的观测场地。

从长期监测角度考虑，辅助观测场是对综合观测场监测类型的一种必要补充，这种补充可以理解为多方面的。

例如，可以是某种观测类型上的对照和补充；或为了扩大重复设置。

第三类：由于有些水分观测项目在综合观测场、站区监测点、第一类、第二类辅助观测场中不能满足要求（例如对水源的监测、径流场、水分蒸发场等），因此有必要设立水分辅助观测场。

辅助观测场的地理位置，可以是在综合观测场内的田块，也可以是综合观测场以外的其他地段。

第一类、第二类辅助观测场可能同时包含土壤、生物长期观测采样地和水分长期观测采样地；第三类辅助观测场中只包含水分长期观测采样地。

3.1.3站区调查点目的是通过对几个代表性观测点的监测了解生态试验站所代表区域的生态和环境的整体变化。

土壤监测点：为了和长期观测采样地土壤监测相互验证，并了解本地区可能的变异情况，有必要选择耕作、轮作及土壤类型和长期观测采样地一大体相近的、有代表性的2-3个农户田块作为调查辅助监测点。

其监测内容为土壤养分，监测频度与长期观测采样地相同。

监测的基本要求是每5年能计算出表征该台站农田的养分平衡和土壤性质的变化，日常管理由农户自行管理，一切耕作施肥措施均由农户自主决定，台站只进行记录不加干预。

因此，站区土壤监测点的选择原则应是综合观测场长期观测采样地的重复，增加其区域代表性。

生物调查点：生态试验站用于了解其所代表区域中综合观测场所代表类型之外其他典型地段类型的固定观测场所。

根据区域异质性大小设置2-4个。

站区生物调查点的选择原则应该是综合长期观测采样地区域代表性的补充。

各个生态试验站根据本区区域异质性的主驱动因子或本区关键问题或本站研究重点等因素选定站区调查点。

对每个台站，根据其区域特点明确界定“站区调查点”的数量及其名称（2-4个）、区域范围和面积大小，并要求年度间定点调查，与主要长期采样地相互配合；并在数据表中标明观测区域的经纬度。

生态试验站在站区调查点进行有关监测，但不实行任何管理干预。

站区调查点实际上也是场的概念，其中可能包含土壤、生物长期观测采样地，还有可能包含水分长期观测采样地，土壤长期观测采样地和生物长期观测采样地还可能是重合的，或者是不重合的。

3.1.4 气象观测场按照国家规定的人工气象观测和自动气象观测的要求，统一设计和安装的气象观测场，气象观测场的场地是相对独立的，对观测场址的选择和仪器的安装有特殊的要求。

气象观测场中设置有水分观测设施，监测自然生态系统状态下的水物理要素的变化。

[3.1.5、3.1.6为新增的观测场类型，与之相关的以下内容尚待讨论]3.1.5 长期试验研究观测场除了CERN/CEORN规定的联网观测任务之外，野外台站针对本生态站所在生态区域的热点或者典型科学问题所设立的进行长期观测、试验、研究的场所（预计未来长期的或者历史上长期的），本类型观测场能反映生态站的学科定位和研究特色，而且通常积累了较长时间序列的观测试验数据，具有很大的科学价值。

这类观测研究行为的主体是野外台站，而非个人行为，所用观测场地属于野外台站，因此产权/所有权属于台站所有，数据所属权限清晰，台站应该将这部分数据及其背景数据很好地纳入台站的管理系统中来。

3.1.6 短期试验研究观测场除了CERN/CEORN规定的用于联网观测的观测场、野外台站用于长期试验研究的长期试验研究观测场之外，台站内/外的研究人员通常会根据所要实施的项目/课题的研究需要在台站建立各自的观测试验场，这类观测场通常伴随着项目/课题执行的周期而存在，属于短期的试验研究观测场。

在本类型观测场产生的数据或成果具有很强的学科前沿性、探索性。

这类观测研究行为的主体是项目/课题的首席研究员，属于个人行为，所用观测场地属于野外台站，因此数据的产权/所有权属于项目/课题研究人员所有（研究人员和台站共有？），目前数据所有人向野外台站提交数据的政策或途径尚不清晰，因此野外台站掌握这部分数据的权限、程度、时间不确定。

在目前阶段，可以先对这类观测场的信息进行管理，同时将观测场上进行的项目/课题信息管理起来，至于该观测场上产生的数据的管理问题需要国家宏观政策的出台，需要较长时间来逐步解决。

3.2 观测场的分类码3.3. 观测场的编码方式编码方法：7位码。

站代码（1-3位）+观测场分类码（4-5位）+观测场序号（6-7位）从左至右，第1-3位为站代码，4-5位为观测场分类码，第6-7位为观测场在本类观测场中的序号，从01、02、03……开始依次编号。

复合生态站中会有ZH01，ZH02两个综合观测场；其他生态站只有ZH01一个综合观测场；绝大多数生态站只有QX01一个气象观测场，个别站会有QX01，QX02两个气象观测场；对于辅助观测场来说，将第一类中的空白、秸秆还田观测场分别定义为FZ01、FZ02；第二类辅助观测场编码从FZ03、FZ04、FZ05……等开始按照观测场中观测内容的多少以及重要性或者必选性来顺序编号；第三类水分辅助观测场，包括流动地表水、静止地表水、地下水、径流场等从FZ10开始顺序编号……。

对于长期试验研究观测场，用SY01、SY02、SY03。

等按照观测场中观测内容的多少以及重要性来顺序编号；对于短期试验研究观测场，用YJ01、YJ02、YJ03。

等按照观测场设立的时间前后以及重要性来顺序编号4 长期观测采样地的概念及分类和编码4.1 长期观测采样地的概念除了土壤、生物长期观测采样地之外，所有的水分设施或采样点也被视为长期观测采样地。

长期观测采样地从层次上隶属于观测场，综合观测场、辅助观测场、气象观测场和站区调查点中都包含有一个或多个长期观测采样地。

有些长期观测采样地与观测场的范围是完全重合的，例如第三类辅助观测场与它的长期观测采样地是完全相同的；有些长期观测采样地的范围要比观测场的范围小，是被包含的关系。

4．1．1 综合观测场中的长期采样地综合观测场中的长期采样地是进行水、土、气（小气候）、生要素综合观测和采样的田块，在地理位置上隶属综合观测场，具有与综合观测场相同的生态系统类型。

在面积设置上满足100年尺度采样要求，并能同时满足水分、土壤、生物和农田小气候长期监测的要求。

每个生态试验站至少要设置一个满足100年尺度采样的要求、可以同时进行水、土、气（农田小气候）、生要素联合观测要求的长期观测采样地，要求地形平整、土壤空间变异小；丘陵区生态试验站的面积原则上不小于30m*40m(长宽比可以适当调整), 平原区生态试验站面积原则上不小于40m*40m(长宽比可适当调整)。

长期观测采样地必须具有充分的典型性和代表性，典型性是指长期采样地具有该典型生态系统分布区中占主要地位的农田生态系统类型；代表性是指长期采样地对这一农田生态系统类型的代表程度。

长期观测采样地一旦确立之后，其具体位置（地理位置）不应随意更改变动。

综合观测场中的长期观测采样地通常多于1个，既包含土壤、生物长期观测采样地，也包含若干水分长期观测采样地（通常为中子管或取土法测土壤水分、地下水等等）。