迎接農業生態環境新挑戰 續寫創新跨越發展新篇章
——賀中國科學院亞熱帶農業生態研究所成立40周年

譚支良，王克林，陳洪松

1978年召開的全國科學技術發展規劃會議，將建立農業現代化綜合科學實驗基地列為國家的重點項目之一。這一年，經黨中央批準，中國科學院與湖南、河北、黑龍江三省合作，分別在湖南桃源、河北欒城和黑龍江海倫3個縣建立了3個不同區域類型的農業現代化綜合科學實驗基地，并同時組建了3個農業現代化研究所，以探索適合中國國情的農業現代化道路，闡釋有關的重大理論、科學技術、生態和經濟問題，摸索不同類型區域的農業發展模式。

1978年6月組建的中國科學院桃源農業現代化研究所，1979年6月經中國科學院同意遷至長沙并更名為中國科學院長沙農業現代化研究所，2003年10月更名為中國科學院亞熱帶農業生態研究所。建所40年來，歷經艱苦創建（1978—1980）、快速發展（1981—1990）、穩步成長（1991—2001）和創新跨越（2002—現在）等不同階段，特別是2002年進入知識創新工程序列和新時期貫徹中國科學院“三個面向、四個率先”辦院方針以來，在“練內功臥薪嘗膽，圖創新眾志成城”的研究所創新文化的引領下，圍繞亞熱帶區域農業與生態環境協調發展的國家需求，積極凝練學科方向和科學目標，強化農業生態研究平臺建設，研究所快速發展成為特色鮮明的有較大國內外影響的農業生態領域研究機構，為亞熱帶農業可持續發展與生態環境建設做出了卓越的貢獻。

1 從區域農業現代化道路探索向亞熱帶農業生態建設研究轉變

建所初期，研究所主要任務是探索基地縣實現農業現代化過程中的科學技術研究、中間試驗、新技術應用和農業經濟問題；幫助基地縣培訓從事現代農業科技和管理的人才。同時，負責引進、推廣國內外有關先進技術，總結交流基地縣建設經驗。從1978年7月下旬開始，在中國科學院和湖南省革委會的領導下，研究所組織了綜考隊，開展了以桃源基地縣為對象的縣域農業自然資源綜合考察與農業區劃工作，全面系統地查清了縣域自然資源數量與質量，分析了影響農業發展的自然條件與社會經濟因素，提出了區域農業發展方向、途徑與措施。這是20世紀70年代后期我國南方地區乃至全國范圍內，以實現農業現代化為目的率先完成的系統性縣級自然資源綜合考察與農業區劃，大大推動了20世紀80年代全國范圍的大規模縣級農業區劃工作的開展。

20世紀80年代初期，本著目標明確、重點突出的原則，根據學科發展動態和國家需求，研究所提出以農業生態學作為學科重點方向，近期以生態農業建設作為主要任務。研究地域從基地縣范圍轉向南方紅壤丘陵區及長江中游平原湖區，明確重點研究內容為作物生態、土壤生態、林果生態、動物生態、自然資源利用和農業經濟等6個方面。通過綜合研究與專題研究相結合，“軟”科學研究與“硬”技術研究相結合，在區域農業開發宏觀研究與農業生態工程技術兩個層面及其有機結合上取得新的進展。其中，采用系統工程方法在全國率先制定的桃源縣域1980—2000年綜合發展規劃，推動了湖南省及全國范圍的農業系統工程方法的推廣應用，湖南省所有地、市、縣均采用系統工程方法編制了科技、經濟、社會發展規劃，全國1 500個縣市也利用系統工程方法編制了區域發展規劃。1988年12月2日，中國科學院周光召院長來研究所視察，揮筆題寫“為農業現代化而獻身”，以勉勵全所職工。

進入20世紀90年代，由于現代農業發展具有很強的綜合性和地域性，區域綜合治理研究越來越受到重視。研究所學科門類較為齊全，具有區域開發戰略研究、單項資源高效利用技術與綜合開發試驗示范有機結合的優勢，有利于集中不同學科力量進行區域綜合開發治理和生態農業建設研究與試驗示范。這一時期農業生態學科特色與南方紅壤丘陵區、長江中游平原湖區地域特色更加鮮明，區域農業發展格局與規劃、農業生態觀測試驗、不良環境治理技術革新與資源高效利用技術、試驗示范區基地建設四個層面及其有機結合的格局基本形成，在不同類型區域農業發展戰略及中長期規劃、水土資源協調機理、生態農業關鍵技術、持續高效農業發展模式試驗示范等方面取得了顯著成績。同時，針對區域農業可持續發展的自然障礙因素與環境問題，圍繞不良農業環境改良與適應技術、資源高效利用技術等專題開展的研究也更加深入，高水平研究成果逐步涌現。

2 知識創新工程和率先行動計劃驅動的快速發展階段

中國科學院啟動知識創新工程以來，研究所迎來了新的發展機遇。而“率先行動”計劃的實施，為研究所發展指引了目標方向和提出了更高的定位要求。

2.1 學科體系日臻合理，學科之間加速融合

建所初期，研究所學科方向分散，基本涵蓋農、林、牧、漁等領域的所有學科，包括區域農業發展與規劃、作物栽培與育種、土壤肥料、林果栽培、畜牧水產養殖和鼠害治理等。20世紀80年代中期開始，逐步確立以亞熱帶區域農業生態研究作為發展方向，組建了作物生態、土壤生態、林果生態、動物生態、資源生態等研究組，在區域農業結構與發展戰略、農業要素變化與生態過程、生態系統功能調控與環境修復技術、動物健康養殖與營養調控等方面取得了一批重要成果。這一階段研究所發展方向從任務建所開始向區域需求驅動的農業生態學科轉變，在學科發展上呈現出從邊界較寬的農業綜合性應用研究向有特色的亞熱帶區域農業生態研究的轉型。歷經不同發展階段的調整與凝練，根據國家與區域農業生態環境領域的需求和“小所大平臺”的建所思路，2002年進入中國科學院知識創新工程序列后，基本確立了發展生態、土壤、作物、畜牧等多學科交叉的農業生態系統生態學，并確立區域農業格局與系統過程、農區畜牧健康養殖機理與調控技術、作物耐逆境分子生態學機理及品種選育3個研究方向。

2010年研究所為進一步適應國家及區域重大科技需求，制訂了“十二五”期間的研究所“一二三”發展規劃，確定以探索土壤—微生物—作物—家畜完整生態鏈的區域復合農業生態系統過程調控機理與資源高效利用技術為核心，重點開展“亞熱帶稻田土壤關鍵生物地球化學過程與增碳減排機制”、“畜禽關鍵營養素生理代謝途徑與養殖環境控制”2個重大突破，以及“西南喀斯特生態系統格局與過程的耦合機理及適應性調控”、“作物耐逆境分子生態機理及品種選育”、“亞熱帶農區環境富營養化防控”3個重點培育方向的研究工作。圍繞“一二三”任務組建創新團隊，加強學科交叉融合。在中國科學院規劃實施評估中，“畜禽關鍵營養素生理代謝途徑與養殖環境控制”和“亞熱帶農區環境富營養化防控”獲得優秀。

“十三五”期間，根據中國科學院“三個面向、四個率先”的要求，聚焦亞熱帶區域喀斯特生態系統恢復、家畜健康養殖和農業污染治理、稻作系統高效優質等領域的重大科學問題，加強學科交叉融合，重大突破調整為“亞熱帶稻作系統提質增效機理與機制”、“家畜關鍵營養素代謝調控與高效利用”，重點培育方向調整為“西南喀斯特生態系統演變與服務功能提升”、“亞熱帶農區流域污染防控”和“長江中游流域生態系統演變與適應性調控”。3年來，規劃實施進展順利，原有成果技術不斷豐富完善，特別是逐步向工程化應用邁進，技術標準、規程涌現，應用范圍不斷拓展。新成果如“巨型稻新種質”、“功能性氨基酸及微量元素螯合物”等不斷出現，取得了良好的社會經濟和生態效益。研究所主要研究方向取得國內領跑地位，初步確立了在亞熱帶區域農業生態環境領域的核心競爭力。

2.2 隊伍建設不斷加強，科技成果日益攀升

40年來，研究所由建所之初的37人，歷經20世紀80年代的快速增長，1990年達180人；后因90年代學科方向調整與分流，2002年進入中國科學院知識創新工程序列時減至98人；通過加強人才隊伍建設，現有職工達220人。近10年來，區域農業生態、畜禽健康養殖、作物耐逆境分子生態3個科研創新群體建設進一步鞏固，新建了流域環境面源污染科研團隊，初步建立了一支開展亞熱帶農業生態系統氮磷調控研究的創新國際團隊。同時，新組建科技部重點領域創新團隊1個、中國科學院創新交叉團隊1個、研究所青年創新團隊6個。重要人才培養與引進有新突破，新增中國工程院院士1人，并從美國、加拿大引進杰出人才5人。近10年來，研究所進一步瞄準國家及區域需求，凝練重大科學問題，加強重大項目的組織，科技競爭力顯著提升。2008—2012年首次主持國家科技支撐計劃重點項目“城郊區環保型特色農業支撐技術研究與示范”；2013—2017年牽頭組織2項國家科技支撐計劃項目（城郊環保型高效農業關鍵技術研究與示范、重金屬超標農田安全利用技術研究與示范）、3項國家重點研發計劃項目（畜禽營養代謝與中毒性疾病防控技術研究、喀斯特峰叢洼地石漠化綜合治理與生態服務功能提升技術研究示范、農田氮磷徑流流失污染與防控機制）。10年間，在國家自然科學基金方面，爭取項目數量與質量呈高速增長態勢，經費上升到年均1 000萬元以上。此外，我所在中國科學院獲得了先導專項、STS項目、前沿科學重點項目、重點部署項目、西部之光項目，在地方上爭取了湖南省、廣西壯族自治區、廣東省、河南省重大專項和重點研發計劃等項目大力支持，尤其是近年來與企業開展密切合作，橫向經費明顯上升。2008—2017年年均科研項目到賬經費由2 500萬元左右快速上升到了年均超過1億元，科研經費來源中院外經費比例由33%上升到75%，充分體現了研究所科研競爭能力的快速提升。

研究所經過40年的建設，共獲得了120余項重要科技成果，共發表論文3 468篇（其中SCI收錄851篇），出版專著59本，授權發明專利165項、新品種5個。近10年來，SCI論文發表數量與質量不斷攀升：與2008—2012年相比，2013—2017年SCI論文發表量與Top期刊占比分別增長43.4%和72.2%；重大科技成果不斷涌現，共獲得省部以上科技成果獎20余項。其中，“豬日糧功能性氨基酸代謝與生理功能調控機制研究”獲國家自然科學獎二等獎，“畜禽氮磷代謝調控及其安全性飼料配制關鍵技術研究與應用”和“仔豬腸道健康調控關鍵技術及其在飼料產業化中的應用”獲國家科技進步獎二等獎，“亞熱帶稻田土壤碳氮循環關鍵過程的微生物作用機理研究”和“豬氨基酸營養功能的基礎研究”獲湖南省自然科學獎一等獎，“仔豬腸道健康及功能性飼料研究與應用”、“反芻動物營養調控與飼料高效利用技術研究與應用”和“洞庭湖流域生態功能優化與水土資源利用關鍵技術研究及應用”獲湖南省科技進步獎一等獎，“功能性氨基酸及微量元素螯合物技術創新及產業化應用”和“鎘鉛超標農田原位鈍化修復與安全生產技術體系創建及應用”獲湖南省技術發明獎一等獎，“桂西北喀斯特生態系統退化機制與適應性修復實驗示范研究”獲中國科學院科技促進發展獎一等獎。另外，印遇龍院士榮獲2017年度湖南省科學技術杰出貢獻獎，夏新界研究員團隊培育的超高產優質“巨型稻新種質”榮膺2017年度中國十大科技進展之一。

2.3 支撐能力不斷增強，科研環境漸趨優化

研究所始終圍繞“小所大平臺”思路，致力于為重大成果產出與示范推廣提供有力平臺支撐。1978年建所之初，就建立了桃源農業生態試驗站。該站1988年成為中國生態系統研究網絡（CERN）臺站，2001成為國家生態系統觀測研究網絡（CNERN）臺站試點站，2006年正式加入CNERN。2000年為強化西南喀斯特地區生態恢復與重建過程關鍵科學問題研究，研究所開始籌建環江喀斯特生態系統觀測研究站，2005年成為CNERN臺站，2008年進入CERN。近10年來，隨著研究所研究領域的變化，洞庭湖濕地生態系統觀測研究站歷經5年建設于2012年進入CERN網絡；長沙農業生態環境觀測研究站2012開始建設，目前已基本建成并取得突出成果，分別為平原湖區、城郊農業生態環境治理研究提供了良好的研究基地，研究所“一所四站”格局基本形成。農業生態過程重點實驗室于2004年通過湖南省重點實驗室驗收，且于2008年進入中國科學院重點實驗室行列。2016年畜禽養殖污染控制與資源化技術國家工程實驗室得到國家發展和改革委員會批復，成為研究所支撐平臺建設的新突破。同年，“農業生態過程與恢復過程平臺”項目分別得到國家發展和改革委員會、中國科學院、湖南省農業委員會和湖南省財政廳批復，正式開始建設。

湖南省畜禽健康養殖工程技術研究中心和廣西石漠化治理工程技術研究中心分別于2012年和2015年通過驗收。此外，此期間還建成了“中南動物營養試驗站”、“耕地重金屬污染長期定位觀測研究中心站”、“畜禽健康養殖與環境控制實驗基地”等研發平臺。10年來，研究所還通過自籌經費和財政部修繕項目經費支持，共投入約2 000萬元對研究所園區、臺站基礎設施進行了修繕提升，投入約6 000萬元購置儀器設備。至此，涵蓋亞熱帶平原、丘陵和低山3大類型區的農業生態系統長期觀測、研究、技術集成與示范網絡平臺基本形成，為研究所重大成果產出持續提供強有力的平臺支撐。

2.4 院地合作不斷加強，國際合作縱深推進

研究所院地合作工作不斷加強，與各省市地方政府及國內眾多高校、科研院所和企業開展了大量的產學研協同創新工作，形成了“研究所+野外臺站+技術成果推廣應用示范縣+企業”的協同創新網絡。近10年來，與湖南、湖北、廣西、四川、貴州、浙江、西藏等全國多個省市地方政府簽署了全面科技合作協議，牽頭成立了國家生豬產業技術創新戰略聯盟，與中國科學院生態環境研究中心、華中農業大學、廣西師范大學、湖南農業大學等簽署了聯合開展科技合作研究、科技示范推廣服務和共建教育教學實習基地協議等。與全國各地企業開展合作研發項目80余項，合同經費突破3 500萬元。與我所合作的湖南湘豐茶業有限公司由小作坊躋身全國20強，我所以專利技術入股共建的大長江環境工程有限公司和湖南隆平高科耕地修復技術有限公司成為了推廣應用生態治污技術和土壤重金屬修復技術的重要平臺。

研究所為提升國際影響力，不斷推進國際化戰略。先后與第三世界科學院、國際水稻研究所（IRRI）、世界自然基金會（WWF）、日本國立環境研究所、英國洛桑試驗站、加拿大農業部食品營養研究中心、加拿大圭爾夫大學、澳大利亞西澳大學、法國國家農業科學研究院、新西蘭土地保護研究所、英國班戈大學、德國哥廷根大學、德國萊布尼茨大學、日本千葉大學、荷蘭伊拉斯姆斯大學等20多個國家科教機構建立了合作關系；成立聯合研究單元2個（WWF-中國科學院洞庭湖濕地國際研究中心（第三期）、與西澳大學聯合成立了中澳土壤生物系統聯合實驗室）；爭取國家自然科學基金國際（地區）合作與交流項目7項。

近10年，先后引進國家高端外國專家6人次、發展中國家杰出青年科學家2人、中國科學院國際人才交流計劃訪問學者24人、博士后8人、發展中國家訪問學者1人、湖南省級海外人才與智力1人。1位外國專家獲得“瀟湘友誼獎”。接收外籍留學生6人（其中5人獲CAS-TWAS院長獎學金計劃資助），來自美國、英國、德國、法國、澳大利亞、日本等21個國家或地區的專家、學者300多人次到所交流訪問與合作研究。研究所先后主辦國際學術會議13次、派出100多人次出國參加學術活動、合作或訪問研究等。

3 認知農業生態科學規律，為亞熱帶農業可持續發展作出更大貢獻

雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越。亞熱帶區域是我國大宗農產品生產基地，農林牧高度復合，農業發展與生態環境保護間的矛盾尤為突出。四十不惑的亞熱帶農業生態研究所，面向新時代農業農村協同發展的重大需求，將以“創新區域農業可持續發展理論、關鍵技術和轉型發展模式”為主要目標，在稻作系統與畜禽養殖提質增效、農業面源污染治理與生態高值農業、區域生態系統服務提升等方面取得重大突破，提出區域農業轉型發展的系統解決方案；構建亞熱帶平原湖區、紅壤丘陵區和喀斯特山區的農業生態科技集成示范網絡平臺，成為中國科學院支撐亞熱帶區域農業科技服務網絡的核心力量；發展特色鮮明、人才集聚、國內領先的農業生態系統生態學，為區域農業與生態環境協調發展提供重大科技支撐。未來5～10年，將踏上開拓創新性基礎研究與加速成果轉移轉化新征程，努力將研究所建設成為農業生態環境領域國內不可替代的特色研究所，建成國際一流的亞熱帶區域農業生態研究機構，為解決我國新時代“三農”問題和推動全球亞熱帶農業可持續發展作出更大貢獻。