习近平总书记多次强调，推进农业绿色发展是农业发展观的一场深刻革命；坚持人与自然和谐共生，走乡村绿色发展之路；以绿色发展引领乡村振兴是一场深刻革命。党的二十届四中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出，“坚持产量产能、生产生态、增产增收一起抓，统筹发展科技农业、绿色农业、质量农业、品牌农业，把农业建成现代化大产业。”

推动农业绿色发展，实现从过去过度依赖资源消耗的传统模式，向注重生态平衡、环境友好、提质增效的现代模式转变，不仅是摆脱发展困境的必然抉择，更是保障国家粮食安全、实现乡村全面振兴、建设生态文明的战略根基。农业绿色发展是一项复杂的系统工程，其内在规律深邃而不易察觉，其外部效应广泛且影响深远。在推进农业绿色发展的进程中，一项构建“数据基石”的工作——长期固定观测研究，正日益彰显出其不可替代的基础性作用。

自国家农业绿色发展长期固定观测颍上试验站设立以来，观测人员“沉下心、扎下根”，以十年乃至数十年为时间跨度，持续跟踪农业生态系统的动态变化，为评估政策成效、预警环境风险、研发绿色技术提供了基础支撑。

一、为何要开展长期固定观测研究？——回应时代的叩问

倘若将农业绿色发展比作一座雄伟的大厦，那么长期固定观测研究便是深埋于这座大厦之下最为稳固的“地基”，是为我们描绘这一宏伟蓝图的“尺规”。所以，长期固定观测研究工作不仅是一个科学问题，更是时代赋予我们的使命。

（一）这是国家安全的“压舱石”：保障可持续的粮食安全

联合国可持续发展目标（SDG）涵盖“零饥饿”等17个方面，其中与“粮食和食品安全”相关的就有14个方面。过去，我们依靠大量的资源投入实现了产量的增长，但这也引发了土壤持续退化、地力不断降低、面源污染加剧等诸多问题。农业绿色发展的核心在于从依靠资源消耗的“量”的保障，转变为依靠科技提升的“质”的可持续，构建起更高层次、更加稳固、更具韧性的国家粮食安全体系。

（二）这是生态文明建设的“主战场”：践行“两山”理论

农业是与自然生态联系最为密切的产业。农业生态系统是地球上最大的生态系统之一，其健康状况直接关系到国家生态安全。我们必须改变高投入、高排放的旧模式，让农业从环境的“索取者”转变为生态的“守护者”与“贡献者”。

（三）这是全球气候治理的“责任区”：兑现“双碳”承诺

农业是重要的温室气体排放源，同时也具有巨大的固碳减排潜力。农业碳排放是IPCC第六次评估报告的重要关注点。推动农业绿色低碳发展，直接关系到我国“碳中和”战略目标的达成。 

农业绿色发展是一场关乎国家命运、刻不容缓的深刻变革。它并非一道“选择题”，而是一道关乎生存与发展的“必答题”。

那么，如何解答这道“必答题”呢？依靠实验室里优异的种质材料？依靠田间地头高效的灌溉技术？还是依靠政策文件里的宏观目标？这些固然重要，但并非全部。这需要我们从一个更基础、更漫长，却也更为精准、更为关键的视角——长期固定观测研究的视角，来重新审视！

首先，长期固定观测研究是“诊断仪”与“体检表”

当国家提出“农业绿色发展”“碳中和”等战略时，一个根本性问题随之出现：我们如何评估农业生态系统的健康状况？如何衡量“绿色”？如何评估“发展”？依靠模型模拟？还是依靠零星数据？答案是否定的。我们必须拥有自己的、连续的、规范的、可比的本土化长期数据集，以回答三个核心问题：

“本底如何？”——我们的农业生态系统现状究竟如何？

“变化如何？”——我们的管理措施带来了哪些改变？

“趋势如何？”——未来我们应朝哪个方向前进？

其次，长期固定观测研究是“公平秤”与“评估尺”

任何一项新技术、新政策的优劣，都需要经过时间和实践的反复检验。我们的长期固定观测研究，就是衡量这些技术或政策实际效果的“黄金准则”，它能够解答“我们做得是否有效”这一问题。

第三，长期固定观测研究是“指南针”与“预警机”

农业生态系统是一个复杂且变化缓慢的巨大系统。一场雨、一季肥，其深远影响可能需要数年甚至数十年后才能真正显现。短期的、离散的研究难以解答农业生态系统长期演变的根本问题，甚至可能给出误导性结论。只有长期固定观测，才能捕捉到那些细微却具有决定性的趋势，解答“从长期来看会怎样”这一核心科学问题。因此，“长期”与“固定”是理解这项工作价值的关键。

长期固定观测研究就是布下一张能够持续感知农业生态体征的“神经网络”，为中国农业绿色发展“绘制底图、建立档案、提供标尺”。 

二、我们如何“观测”绿色——构建科学的观测体系

国家农业绿色发展长期固定观测颍上试验站位于中国南北气候过渡带的淮河流域，这一特殊的地理位置赋予了我们长期固定观测研究工作独特的区域代表性和重要的战略意义。

我们的工作可概括为：构建一套体系，坚守两大原则，运用三种技术。

（一）一套体系：“目标引领 - 网络布设 - 指标量化”

1. 我们的核心目标。阐明沿淮地区农业生态系统生产力、资源利用效率与环境效应协同变化的长期规律及驱动机制。我们的所有工作都在围绕这一目标开展。

2. 我们的观测网络。构建“长期定位试验田（点） - 环境梯度监测（线） - 区域遥感扫描（面）”三位一体的空间观测网络。

——点：即长期定位试验田，这是我们工作的核心。在十年乃至百年的时间维度下，设置不同施肥、灌溉、轮作制度的长期定位处理，这是我们揭示规律的“基因库”。

——线：沿着环境和管理的梯度，布设土壤、水体等环境效应监测点，捕捉气候变化与人类活动的长期影响。

——面：借助遥感、无人机等技术，对站区及辐射区域进行大尺度扫描，监测农业生态环境变化的动态与趋势。

3. 我们的关键指标。严格遵循“水、土、气、生、人”五位一体的协同感知原则，确保观测的系统性和科学性，同时解析多要素、多过程的相互作用机制：

——土（土壤）：涵盖从物理结构、化学性质到微生物群落、新污染物等方面。

——水（水分）：涉及从土壤墒情、灌溉用水到农田退水水质、地下水质水位等内容。

——气（气候与气体）：包含温湿度、降雨、日照，以及氮沉降、关键温室气体（如甲烷、氧化亚氮）排放通量等情况。

——生（生物）：包括作物产量、品质、病虫害、杂草及生物多样性等要素。

——人（人文经济）：涉及投入、产出、效益、农户行为等方面。

（二）两大原则：“长期坚守”与“标准规范”

1. 长期坚守。最具价值的试验需要持续十数年甚至数十年，时间是唯一的试金石。

2. 标准规范。从采样深度到数据分析，都需全程遵循标准化的操作手册，规范是数据的生命线。

我们完善优化了涵盖水环境、土壤环境、大气环境、生物多样性、废弃物、生态经济价值核算的《国家农业绿色发展长期固定观测颍上试验站试验数据指标标准规范》，年均采集长期固定观测研究数据10余万条。

（三）三种技术：“传统手艺”“现代物联网”与“智慧大脑”

我们推动观测实现从“手动”到“自动”、从“离散”到“连续”、从“地上”到“天空地一体”的转变。

1. “铁锹”的坚守。标准化的土壤剖面采样、植株样品分析，是感受大地脉搏、保证数据质量的基础。我们需严格按照标准，手持土钻采集土壤剖面，亲身感受土壤的质地与结构。这份“地气”，是任何精密仪器都无法替代的科研直觉。

2. “物联网”的赋能。田间物联网传感器能够以“秒”为尺度传回土壤温湿度数据；静态箱 - 色谱仪联用系统可以精准捕捉每一缕温室气体的踪迹；无人机遥感能够瞬间评估大片农田的长势。自动化、智能化的监测设备已成为我们的“千里眼”“顺风耳”。

3. “云平台”的融合。所有数据均汇入我们的“数据采集与应用管理系统”平台，实现数据的自动采集、质控、存储、分析与可视化。 

三、我们的“答卷”：以数据呈现的进展与贡献

积累了海量数据，若闲置不用，无疑是一种浪费。让我们采集上传的数据“发声”，使其产生价值，为农业绿色发展的科学决策提供基础数据支撑，这是我们的核心任务。

（一）摸清家底，明晰规律 —— 解答“长期状况如何”的科学问题

我们设立了淮河流域（麦稻/麦玉轮作）粮食安全与土壤健康多效协同技术、种养循环节能减排绿色技术、基于多元胁迫锻炼的现代作物遗传自然变异促发试验等三项长期定位试验。

通过长期积累的数据，我们精准量化了沼液替代化肥在土壤固碳减排、提升地力方面的长期效应，揭示了其“启动效应”与“持续效应”的差异。

通过长期观测，我们从系统层面综合考量“投入品 - 生产过程 - 产量品质 - 废弃物循环”等全链条，集成了基于多功能性调控的土壤障碍因子消减技术、基于水溶性有机小分子碳肥的土壤生物学过程强化技术、基于农田景观配置和生态系统重构的土壤生态系统服务功能提升技术等，这些技术优化了土壤内部调节过程，提升了砂姜黑土农田的生产功能和生态服务功能，让这片曾经的“短板田”转变为“增收田”。

鉴于全球面临“土壤退化”和“双碳目标”这两大世界级难题，我们聚焦二者的共通点——碳！与福碳肥业合作，通过秸秆糖化技术获取“益生元”物质,以“碳基材料-功能菌剂-智能控释”协同，创制能够促进根系生长、提升土壤微生物活性、提高化学肥料利用率和促进土壤团粒结构形成、实现土壤固碳减排的水溶性有机无机复混肥料，不仅为作物提供养分，同时可消减土壤障碍因子、提高土壤生产生态服务功能。

（二）支撑技术，服务产业 —— 让科研成果落地于大地

我们积极突破农业生产技术“碎片化”的结构性梗阻，从全生命周期视角审视农业绿色发展的全过程，构建了“基于全生命周期的种养业绿色低碳循环关键技术与应用机制创新路线”，全方位推动农业绿色发展的技术模式与体制机制创新，探寻统筹推进高质量发展和高水平保护的有效途径。

我们基于长期观测数据，通过“系统化”技术创新，创制了基于“光 - 温 - 水 - 土 - 能 - 粮 - 碳”协同优化管理的《气候适应性土壤 - 作物系统综合管理技术模式》，构建了“品种 - 技术 - 装备 - 模式”一体化解决方案，为应对粮食生产极端气候脆弱性、土地与环境持续退化等农业交叉挑战，平衡“资源 - 环境 - 产出”关系，推动安徽沿淮江淮区域建成全国“绿色吨半粮”技术策源地，提供了有力支撑。我们创建的 200 亩稻麦周年绿色低碳丰产增效核心示范区，稻麦周年产量达到 1.539 吨/亩，每亩水稻实现碳中和15.3公斤，率先实现了区域稻麦周年双高产、减排固碳双协同。

我们建成了沿淮农作物种质资源（中期）库，可中长期（≥10～ 30 年）保存种质资源、育种中间材料和育种家种子 10000 份，目前已收集保存 2160 份；并对 800 份优异种质资源开展了分子标记检测。我们积极应对在气候变暖背景下，人类面临“营养缺乏”与“营养过剩”双重挑战所引发的“隐性饥饿”问题，集成具备“品质优、产量高、食味佳”特点的水稻品种与技术，报审携带“庄红贡米”富铁、富锌等特异基因的突破性优良新品种（组合）3 个，推动粮食生产从“五谷饱腹”到“健康好粮”的转变。我们与安徽农业大学合作开展降低反刍动物肠道甲烷排放、提高产肉率的益生菌鉴选，研发基于“益生元 + 后生元”的瘤胃甲烷抑制剂，同类研究被美国《麻省理工科技评论》列为 2025 年“十大突破性技术”。

我们利用生命周期评价方法定量识别分析农业生产碳足迹，积极探索优化区域农业绿色低碳转型技术路径，获批发明专利 2 项、农业行业标准 1 项、中国农业绿色发展研究会团体标准 1 项、安徽省级地方标准 8 项，发表 SCI 论文 7 篇。编撰出版《颍上县国家农业绿色发展先行区制度与模式创新研究》《沿淮稻米全产业链生产经营管理技术规范》2 部专著。创制的《数字生态稻田建设技术》《“水稻 - 牛蛙综合种养”模式》《沼液农田清洁安全利用与环境风险控制技术》《江淮地区软质小麦轻简化丰产栽培技术》被列入安徽省农业主推技术。

（三）支撑政策，影响决策 —— 成为国家战略的“智库”

我们研发了“颍上县整建制全要素全链条推进农业面源污染综合防治技术路线”“养殖场污染物‘零直排’技术路线”“水产清洁生产与废水生态净化处理技术工艺流程”， 编制了《安徽颍上县整建制全要素全链条推进农业面源污染综合防治实施方案》《安徽省颍上县国家农业绿色发展先行区全面绿色转型工作方案》等文件。基于国家重要农业资源台账数据，动态测算分析影响区域农业绿色全要素生产率提升的限制因子，创制执行《颍上县（年度）农业绿色发展问题台账管理制度》。通过安徽省重点智库向安徽省政府报送咨政报告4篇。近3年，相关成果在中央级媒体报道达5次、省级媒体报道达6次。

（四）搭建平台，集聚人才 — 培养“接地气”的农业科技栋梁

试验站不仅是国家级农业绿色发展交叉创新平台，更是人才培养与成果转化的重要基地。我们同时承建了农业农村部阜阳野外科学观测研究站、安徽省乡村产业经济和农产品加工产业技术体系阜阳综合试验站、安徽科技学院 - 颍上县研究生联合培养基地等平台；承办了2个省级科技特派员创新创业示范基地，培育了1个省级产业创新团队。参与“十四五”粮食丰产科技工程项目课题任务2项。柔性引进1名万人计划领军人才、6名博士生导师，试验站已成为连接科研与生产、培育青年科技人才的关键基地，一批又一批研究生在此实现了从理论到实践的跨越，建站5年来，已有30余名硕、博士研究生进驻我们的试验站开展实习研究。

四、未来方向：从“观测描述”迈向“智慧赋能”

未来，我们将推动工作朝着更深入、更广泛、更智能的方向发展，重点推进五个“转变”：

（一）从传统管理升级为智慧感知

运用成本更低、通量更高的原位传感器，搭建数字孪生“数据采集与应用管理系统”平台，推动数字孪生模型在田间试验和试验计划中的运用，致力于在虚拟世界中重现并预测现实的运行状况，实现从“事后分析”到“实时诊断、预测预警”的突破。

（二）从现象观测深化至机理探究

我们不仅要“知其然”，更要“知其所以然”。借助长期积累的样品和数据，深入开展微生物组学、代谢组学、同位素示踪等研究，揭示现象背后的深层次机制。

（三）从单一过程拓展到系统耦合

从研究单一要素转变为更加关注“水、土、气、生、人”各要素的耦合与互馈关系，开展多过程耦合研究，解决农业生态系统的整体性响应问题。

（四）从数据积累转化为知识创新

强化数据挖掘和模型融合，从海量数据中提炼出具有普遍适用性的规律和知识，开发适用于我们所在区域的“机理型模型 + AI”预测性模型。

（五）从范式研发升级为创新平台

推进“颍上范式”的标准化、体系化建设，打造国家级区域性农业绿色发展开放式交叉创新平台。

五、心得体会：科学道路的酸甜苦辣与无限风光

科研之路向来都不会一帆风顺，但科研生涯却充满温暖。

（一）“长期坚守”是科学发现的“窄门”与“大道”

在追求“短平快”成果的浮躁风气下，长期固定观测研究是一条“窄门”，它意味着重复、枯燥，甚至可能不被理解。然而，这也是一条通向重大科学发现的“大道”。因为自然界的真相和规律，往往隐匿于那些细微的、需时间积累才会显现的长期趋势之中。谁能坚守，谁就能获得开启真理之门的钥匙。

（二）“问题导向”是科学研究的“磨刀石”

观测并非机械的记录，它要求我们始终带着问题去审视数据。为何这片田的 CH₄ 排放峰值出现在雨后第三天？为何这个品种的根系构型与众不同？从现象的“是什么”深入到机理的“为什么”，是我们开展长期固定观测研究的根本目的。

（三）“交叉融合”是科研创新的“催化剂”

农业问题具有复杂性和系统性。在颍上试验站，没有一项重大成果是单一学科的胜利。我们需要土壤学家、作物学家、环境科学家、信息学家乃至经济学家协同攻关。未来最前沿的突破，必定出现在学科的交叉点上。

（四）“实践导向”是价值体现的“发动机”

通过深入分析与研究所采集的数据，确保研究成果不仅仅停留在理论层面，更需要真正扎根于广阔的大地之中，这才是长期固定观测研究的根本宗旨。

农业绿色发展长期固定观测研究这项事业，是在为中国农业的未来“绘底图、积基业、谋长远”，它或许无法产出一夜成名的论文，但它所积累的每一个数据、揭示的每一个规律，都可能在十年、二十年后，成为支撑国家粮食安全与生态安全的基石。