观测场及长期观测采样地的分类和编码.doc

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CERN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而言是一个极大的损失。

综合中心是CERN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及编码方法，供大家讨论。

编码确定后，在11月下旬的无锡培训班上对各站的样地逐站进行编码、相应信息的填写、样地图的编绘，将最后产生的一系列有关样地的内容报送CERN科学委员会审定。

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。

3.2观测场的分类码

观测场分类

观测场分类码

气象观测场

QX

综合观测场

ZH

辅助观测场

FZ

站区调查点

ZQ

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……。

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）。

而且有些水分长期观测采样地是位于土壤、生物长期观测采样地之内的，这种情况下需要建立水分长期观测采样地和土壤、生物长期观测采样地之间的关联关系。

4．1．2辅助观测场中的长期观测采样地

（1）在第一类辅助观测场中，针对综合观测场长期观测采样地主要观测农田施用化肥条件下的土壤要素变化，而设置了2个辅助长期观测采样地，分别测定不施肥条件下和施用化肥加秸秆还田条件下，土壤肥力、作物产量和品质、以及农田生态环境的变化。

（2）第二类辅助观测场中的长期观测采样地主要是对综合观测场中的长期观测采样地监测类型的对照和补充，如不同施肥管理下的农田，不同耕作制度下的农田，不同林型和不同演替阶段的森林，不同放牧强度的草地等。

（3）设在第一类、第二类和第三类辅助观测场中的水分长期观测采样地。

4．1．3站区调查点中的长期观测采样地

在土壤站区监测点、生物站区调查点上进行有关土壤、生物、水分监测而设置的长期观测采样地，既包含土壤、生物长期观测采样地，也包含水分长期观测采样地。

4．1．4气象观测场中的长期观测采样地

气象观测场中通常设有中子管、地下水、E601蒸发皿、雨水采集器等水分长期观测采样地。

4.2长期观测采样地的分类

长期观测采样地按照监测的学科来分，分为2大类。

（1）水分长期观测采样地：

进行水分学科的长期采样的采样地。

除了土壤水分各测管外，将每一个水分设施作为一个长期观测采样地来看待；

一个观测场中的每一个土壤水分测管不视为单独的采样地，而是将一个观测场中的所有土壤水分测管的整体视为一个采样地，称为“土壤水分观测采样地”，它所代表的范围是一个观测场中的所有土壤水分测管观测所覆盖的地块。

举例：

如在某个农田生态站，总共设置了3个土壤水分观测样地，第一块样地在综合观测场内，第二块样地是要求的气象站内观测，还有一块土壤水分辅助观测样地，则这种情形的编码方式是：

XXAZH01CTS_01

综合观测场土壤水分观测样地（包含至少3根中子管）

XXAQX01CTS_01

气象站土壤水分观测样地（包含2两根中子管）

XXAFZ02CTS_01

某个辅助观测场内的土壤水分辅助观测样地（包含一到多根中子管）

（2）土壤、生物长期观测采样地：

进行土壤、生物单独或者联合长期采样的采样地。

在物理空间上，有的土壤、生物长期观测采样地中包含有水分长期观测采样地。

4.3长期观测采样地的编码方式

4．3．1长期观测采样地的编码方法

编码方法：

13位码

观测场代码（第1-7位）+长期观测采样地分类码（第8-10位）+_（第11位）+长期观测采样地序号（第12-13位）

前7位码为长期观测采样地所在的观测场代码；第8-10位为本长期观测采样地的分类码；第11位为西文字符_；第12-13位为本长期观测采样地在本观测场中、本类长期观测采样地中的序号（以01、02、03等顺序编号）。

4.3.2水分长期观测采样地的分类码

按水分设施类型分类，分类码共3位，第一位为C（代表水分学科），第二、三位采用设施名称的2位拼音首字母表示。

土壤水分特征参数和水量平衡法测的蒸散量表征的是某个观测场或某块样地的水分特征属性，它们不属于固定水分设施，因此未予单独编码。

具体定义如下：

设施分类名

设施分类代码

中子管、TDR测管

CTS

烘干法采样点

CHG

地下水井

CDX

静止地表水采样点

CJB

流动地表水采样点

CLB

灌溉用地表水采样点

CGB

灌溉用地下水采样点

CGD

雨水采样器

CYS

E601蒸发皿

CZF

蒸渗仪

CZS

天然径流场

CTJ

人工径流场

CRJ

有的水分长期观测采样地（通常为中子管或取土法测土壤水分等等）被包含在土壤、生物长期观测采样地内，有的水分长期观测采样地（例如地表水、地下水采样点等等）不被包含在土壤、生物长期观测采样地内。

对于被包含在土壤、生物长期观测采样地内的水分长期观测采样地来说，它的详细信息表中需要建立一个链接，指向包含它的土壤、生物采样地。

4.3.3土壤生物长期观测采样地的分类码

土壤、生物长期观测采样地的分类码按在采样地上进行观测采样的学科类型来分类，分类码共3位。

如果包含哪类学科的观测采样，则把这类学科的代码（A代表生物，B代表土壤，C代表水分）包含进去，不足3位的用数字0填充。

具体定义如下：

样地分类

样地分类码

土壤、生物联合采样地

含水分设施

ABC

不含水分设施

AB0

土壤采样地

含水分设施

BC0

不含水分设施

B00

生物采样地

含水分设施

AC0

不含水分设施

A00

5层次关系图

1对多

1对多

生态站

综合观测场

辅助观测场

站区调查点

气象场

水分长期观测采样地

土壤、生物长期观测采样地

6举例

6.1禹城站的观测场

观测场序号

观测场名称

新定义的观测场代码

1

禹城站气象观测场

YCAQX01

2

禹城站综合观测场

YCAZH01

3

生物、土壤监测石屯示范区站区观测场

YCAZQ01

4

生物、土壤监测小付站区观测场

YCAZQ02

5

生物、土壤监测东店站区观测场

YCAZQ03

6

土壤监测辅助观测场（养分池）-空白

YCAFZ01

7

土壤监测辅助观测场（养分池）-秸秆还田

YCAFZ02

8

禹城站水分监测潘庄引黄黄庄流动地表水调查点（水质）

YCAFZ10

9

禹城站水分监测徒骇河南营流动地表水调查点（水质）

YCAFZ11

10

禹城站水分监测E601蒸发场

YCAFZ12

6.2禹城站的长期观测采样地

采样地序号

代码

名称

1

YCAZH01ABC_01

禹城站水土生联合长期观测采样地

2

YCAZH01CTS_01

禹城站综合观测场中子管采样地1号

3

YCAZH01CHG_01

禹城站综合观测场取土法1号

4

YCAZH01CDX_01

禹城站综合观测场地下水1号

5

YCAZH01CZS_01

禹城站综合观测场蒸渗仪1号

6

YCAQX01CDX_01

禹城站气象场地下水位

7

YCAQX01CTS_01

禹城站气象场中子管采样地1号

8

YCAQX01CYS_01

禹城站气象场雨水水质1号

9

YCAQX01CZF_01

禹城站气象场小型蒸发皿E601

10

YCAFZ01B00_01

土壤监测辅助观测场（养分池）-空白地

11

YCAFZ02B00_01

土壤监测辅助观测场（养分池）-秸秆还田地

12

YCAZQ01AB0_01

石屯土壤生物长期观测采样地

13

YCAZQ01CGB_01

石屯示范区地表灌溉水调查点（灌溉用地表水水质）

14

YCAZQ01CDX_01

石屯示范区地下水调查点

15

YCAZQ02AB0_01

小付土壤生物长期观测采样地

16

YCAZQ03AB0_01

东店土壤生物长期观测采样地

17

YCAZQ03CDB_01

东店地表水观测点

18

YCAZQ03CDX_01

东店地下水观测点

19

YCAFZ10CLB_01

禹城站水分监测潘庄引黄黄庄流动地表水调查点（水质）

20

YCAFZ11CLB_01

禹城站水分监测徒骇河南营流动地表水调查点（水质）

21

YCAFZ12CZF_01

禹城站水分监测E601蒸发场

7观测场及长期观测采样地的背景信息文档

7.1观测场及长期观测采样地的背景信息

前面部分讲述了如何对生态站各个观测场和各个长期观测采样地进行固定编码的方法，下面讲述如何为各个观测场和各个长期观测采样地填写详细信息文档。

详细信息文档对于用户了解观测场和长期观测采样地来说非常重要，要尽可能全面地、详细地给以描述。

7.2观测场及长期观测采样地的背景信息文档

本文档报一次即可，除非观测场或长期观测采样地的设置发生变化时，再重新向综合中心报送本文档。

不同的综合观测场、辅助观测场和站区调查点各填一张表。

项目

信息内容

生态站名称

填表人

填表日期

观测场代码

观测场名称

观测场类别

综合观测场（），辅助观测场（），站区调查点（）

观测场农田类型（水分辅助观测场不填该栏目，其它类型的观测场需要填写此栏目）

水浇地（），旱地（），水田（）

观测场植被类型（水分辅助观测场填写该栏目，其它类型的观测场不填此栏目）

观测场地理位置

省（市/自治区）县镇（乡）村

经度范围：

E°′″至′″

纬度范围：

N°′″至′″

观测场有关图片

观测场代表性与选址说明（观测场所代表典型区域的土壤、养分水平，灌溉、耕作制度，小流域面积等代表性的描述，以及周边环境、选址说明）

观测内容

生物（），水分（），土壤（），气象（）

观测场建立时间、设计使用年数

观测场面积及形状

观测场自然地理背景信息概述

气候条件

年均温：

℃

年降水：

mm

>10℃有效积温：

℃

其它气候条件说明：

项目：

背景值：

项目：

背景值：

项目：

背景值：

土壤母质、土壤类型

全国第二次土壤普查名称：

土类亚类

中国土壤系统分类名称：

美国土壤系统分类名称：

母质或母岩：

土壤剖面特征

水分条件

灌溉水源类型：

1、地下水为主（）2、地表水为主（）

3、降水为主（）4、城镇再生污水为主（）5、超过农田灌溉水质标准的污水为主（）

地下水埋深：

米

灌溉能力：

排水能力：

1、保证率大于90%（）2、保证率在90—70%（）

3、一般（）4、保证率在70--50%（）5、不能保证（）

地形地貌、海拔、侵蚀程度等

地形地貌：

海拔：

米

侵蚀程度：

1、水蚀

（1）片蚀

（2）细沟侵蚀（3）浅沟侵蚀（4）切沟侵蚀

2、重力侵蚀

（1）崩塌

（2）滑坡（3）崩岗（4）泻溜

3、风蚀

（1）轻度

（2）中度（3）强度（4）剧烈

历史破坏性灾害事件

观测场建立后的耕作制度

轮作体系

种植结构

耕作措施

施肥制度

灌溉制度

观测场建立前的耕作史

土地利用方式（向上追溯10年）

轮作体系（向上追溯10年）

耕作措施（向上追溯10年）

施肥制度（向上追溯5年）

灌溉制度（向上追溯10年）

观测场中所有样地综合配置分布图及说明

观测场中所有观测及采样地配置列表

样地1

采样地代码：

采样地名称：

样地2

采样地代码：

采样地名称：

样地3

采样地代码：

采样地名称：

样地4

采样地代码：

采样地名称：

样地5

采样地代码：

采样地名称：

样地6

采样地代码：

采样地名称：

农户信息（若为站区调查点，则填写该栏内容；否则不填）

农户姓名:

定位调查地块面积:

作物产量（kg/hm2/年）:

人均耕地:

农业人口/务工人口:

大牲畜（头）:

人均收入:

其它:

以下是该观测场中所有观测采样地的详细信息，请按照样地的类型，选择相应的样地栏目将本观测场中配置的所有样地详细信息填写完全。

土壤生物采样地按照“土壤、生物采样地”的栏目填写；

水分观测采样地按照“水分观测采样地”的栏目填写；

如果本观测场中含有多个土壤、生物采样地，则请自行安排多个土壤生物采样地的栏目；

如果本观测场中含有多个水分观测采样地，则请自行安排多个水分观测采样地的栏目；

土壤、

生

物

观

测

采

样

地

样地名称

样地编码

样地选址说明

样地建立时间，准备观测年数

样地面积与形状（m×m）

样地关键点（中心点、左下角、右上角）经纬度描述

包含的水分观测采样地代码

生物采样设计图、采样设计编码及说明（无生物采样则本项为空）

生物采样方法说明（无生物采样则本项为空）

关联的生物数据表格代码（无生物采样则本项为空）

土壤采样分区设计图、土壤采样分区设计编码及说明（无土壤采样则本项为空）

土壤采样设计方法（包括对均质性或异质性的考虑，无土壤采样则本项为空）

关联的土壤数据表格代码（无土壤采样则本项为空）

水

分

观

测

采

样

地

样地名称

样地编码

样地选址说明

样地建立时间，准备观测年数

样地面积与形状（m×m）

样地关键点（中心点、左下角、右上角）经纬度描述

水分观测设施布置图及其编码说明（包括对该采样地中不同设施的均质性或异质性的说明）

水分观测采样方法说明（无水分采样则本项为空）

关联的水分数据表格代码（无水分采样则本项为空）

观测场及其样地大事记

备注

填写说明：

每个观测场地都要详细填报表格中的各项信息。

填表前,观测场地在表中任何项目方面的变动要详细说明，填表后，观测场地在表中任何项目方面的变动要及时上报。

表中每一个项目都要填，没有相关内容的请说明或填“无”。

（1）观测场代码：

CERN统一代码。

（2）观测场类别：

请在相关选项处打“√”。

（3）水分辅助观测场是指编码为FZ10、FZ11、FZ12……等的辅助观测场。

（4）观测场农田类型：

请在相关选项处打“√”。

（5）观测场代表性与选址说明：

如果是站区调查点，则以自然村或农户为单位，并提供农户姓名、人口等相关信息。

（6）观测内容：

请在相关选项处打“√”。

（7）灌溉水源类型可分为：

地下水为主；地表水为主；降水为主；城镇再生污水为主；超过农田灌溉水质标准的污水