云南野外科學觀測研究站現狀分析及科學數據共享研究

鄧 藝，姜 鳴，張汝斌，趙 燕，劉慧偉

（1.云南大型科研儀器開放共享管理辦公室,云南昆明 650051；2.上海牽翼網絡科技有限公司，上海 201499；3.云南省科學技術院，云南昆明 650228；4.上海市研發公共服務平臺管理中心，上海 200235）

野外科學觀測研究站（以下簡稱“野外站”）是依據我國自然條件的地理分異規律，面向國家社會經濟和科技戰略布局，服務于生態學、地學、農學、環境科學和材料科學等領域發展，獲取長期野外科學觀測數據，并開展研究工作的科技創新基地；是推進科技創新和保護生態環境，促進生態文明建設的重要科技支撐與條件保障，也是國家科技創新體系的重要組成部分［1-2］。

目前，國內外野外站作為長期研究全球和區域環境變化的重要手段之一，為全球各研究領域的發展發揮著巨大作用［3］。其研究領域主要包括地球環境、生物資源、生態系統以及衛星觀測和湖泊、冰川等幾十個方面的內容，觀測研究數據資源豐富而廣泛。我國歷來高度重視野外科學觀測和試驗研究工作，建國以來共建有各類野外站7 000 余個。目前，已遴選出基礎條件較好、研究力量較強的國家野外站105 個，研究內容涉及生態系統、特殊環境與大氣本底、地球物理和材料腐蝕4 個方面。這些國家野外站一方面要完成上級部門下達的監測與數據管理任務，為解決全球變化、生態系統演變和材料腐蝕等多個領域提供科技服務支撐；另一方面要向相關科研機構、社會提供科學數據資源服務，并開展政策咨詢和科普教育等工作。

云南雖然地處經濟欠發達的西南邊疆，但作為物種多樣性高度富集、地域環境特殊的典型區域，野外站的建設在全國起步較早。如30 年代初建成的中國科學院云南天文臺，至今已有80 多年的歷史［4］，依托我省得天獨厚的天文觀測優勢，以麗江觀測站和撫仙湖觀測站為核心，在天文學觀測與研究、天文新技術研究等方面獲得一大批富有價值的成果，也為國際前沿的觀測研究提供了有力的數據支撐；又如植物學家蔡希陶先生于1938 年在云南創辦了第一個植物分類研究所昆明工作站（即現在的中國科學院昆明植物研究所），后在西雙版納籌建了中國第一個熱帶植物園（中國科學院西雙版納熱帶植物園前身），創建了中國第一個熱帶植物研究基地。經過長期、持續的科學觀測與研究，為云南植物資源、區域生態環境的開發利用與保護提供了大量科學數據，為國家和地方經濟發展做出了積極貢獻［5］。檢索結果表明，近20年我國發表的65篇野外站文章中，對野外站的建設現狀及問題闡述較多，而對野外站數據資源共享的文章極少，且集中在長白山、湖北和新疆等區域，而對云南野外站的相關研究還屬空白。本文基于云南30 余家野外站的建設現狀、問題及數據資源共享方式進行研究，得知云南野外站在長期的野外監測、試驗和研究中獲取的第一手科學數據，不僅對云南省多個領域監測和全球環境研究具有重大意義，而且對相關技術研究、科技創新和區域經濟發展起著關鍵作用。同時，還探尋到一條既適合人才培養又能實現科學數據資源共享的創新路子，可為提高野外站科學數據開放共享服務提供示范，為建成生態優先、綠色發展、經濟協調和機制科學的創新型云南提供有益借鑒。

1 云南野外站的建設與發展現狀

1.1 數量及區域分布

多年來，云南省政府主動服務和融入國家發展戰略，高度重視野外觀測與研究工作。據不完全統計，云南省已建有各類野外科學觀測研究站37 個，集中分布于云南的12 個州市，玉溪市有6 個，版納、楚雄各有5 個，昆明、紅河、麗江各有4 個，普洱有3 個，保山有2 個，大理、迪慶、曲靖和昭通各有1個，如表1 所示。其中有4 個是國家野外站：西雙版納森林生態系統國家野外科學觀測研究站、云南哀牢山森林生態系統國家野外科學觀測研究站、云南東川泥石流國家野外科學觀測研究站和西雙版納大氣環境材料腐蝕國家野外科學觀測研究站。

1.2 隸屬單位及研究領域

云南的30 余家野外站主要分屬于中國科學院、中國林業科學研究院、中國兵器工業集團、云南省農業科學院、云南省林業和草原局、云南省水利廳和云南省農墾局等部門以及云南大學、云南林業大學等高校。其主要包括生態學和地學（13 家）、生態學和農學（11 家）、森林生態學（7 家）、天文和地理學（2 家）、動物生態學（3 家）、環境材料（1家）等六大研究領域。這些野外站通過長期定位觀測獲取科學數據，開展野外科學實驗研究，為云南省生態文明建設和綠色可持續發展提供基礎支撐。

1.3 建站數量及時間分布

建站時間較早的野外站是保山熱帶作物云南野外臺站（1951 年）和西雙版納森林生態系統國家野外臺站（1958 年），60 年代至80 年代建站的有2家，分別是云南東川泥石流國家野外科學觀測研究站（1961 年）和云南哀牢山生態系統國家野外臺站（1981 年），從2004 年至今，15 年間共建野外站33 家，如圖1 所示。可見，云南省對野外觀測站的重視程度和力度逐步加大。

圖1 云南野外科學觀測研究站建站時間及數量圖

1.4 三大機構投入經費比較

據統計，近五年來云南省30 家野外站經費投入主要來源于國家、主管部門及依托單位三大機構的資金支持，5 年累計總經費投入從幾萬元到一億元不等。投入經費達1 000 萬元以上的有15 家，500～1 000 萬元的有8 家，低于500 萬元的有7 家。其中，國家投入經費1 000 萬元以上的有10 家，500～1 000 萬元的有5 家，低于500 萬元的有11 家，未投入經費的有4 家；主管部門投入經費1 000 萬元以上的有3 家，500～1 000 萬元的有5 家，低于500萬元的有15 家，未投入經費的有7 家；依托單位投入經費1 000 萬元以上的有2 家，500～1 000 萬元的有6 家，低于500 萬元的有20 家，未投入經費的有2 家，如表2 所示。分析可知，國家投入野外站經費占投入總經費的86.7%，且投入經費1 000 萬元以上的野外站占野外站總數的33.3%，三大機構經費投入比例中，國家投入經費的力度遠大于主管部門和依托單位，是野外站研究經費的主要來源。

表2 2014—2018 年云南野外科學觀測研究站三大機構經費投入情況［6］ 單位：萬元

表2 （續）

1.5 站房設施和儀器裝備

據調研數據統計，30 家野外站均建有大小不一的站房設施，大部分野外站還設有長期觀測研究樣地（點），實驗室建設及各類科學儀器設備相對完善，基本可滿足觀測研究所需的必要條件。30 家野外站共有20 萬元以上的科研儀器設備341 臺套，儀器原值為19 653 萬元；野外觀測用房共有18 996 平方米；科研用房有44 129 平方米。擁有10 臺套以上20 萬元儀器設備的野外站有14 家，少于10 臺套20 萬元儀器設備的野外站有16 家。

2 云南野外站數據共享服務的成效

2.1 落實國家相關要求，制定省級野外站管理辦法

為貫徹落實《國家野外科學觀測研究站管理辦法》的相關要求，規范云南省野外科學觀測研究站的建設和運行管理。于2019 年9 月7 日，制定出臺了《云南省野外科學觀測研究站建設與運行管理辦法》，為推進云南省野外基礎設施建設、開展野外科學觀測研究提供政策保障［6］。同時，云南省科技廳組織了首次云南野外科學觀測研究站申報評審工作，評審批準了“洱海湖泊生態系統云南省野外科學觀測研究站”“嵩明農業環境與土壤云南省野外科學觀測研究站”“元江干熱河谷生態系統云南省野外科學觀測研究站”等9 個省級野外科學觀測研究站，為遴選國家野外站和推動云南省野外站創新發展提供了政策與理論依據［7］。

2.2 野外站空間區位優越，資源要素富集

滇中、滇南和滇西北片區生態資源要素富集，通過野外站長期連續監測，獲取和積累了大量野外觀測與實驗數據，科學數據資源儲備富足。據2017年國家科技基礎條件資源調查數據統計［8］，云南省現有科學數據庫 42 個，生物種質和實驗材料資源庫有28 個，科學數據庫數據量1 853.3TB，資源保藏種類10.1 萬種，資源保藏總量233.2 萬種，年提供資源總份數達10.5 萬份，年提供資源總份次為52.7萬次，尤其是云南省院所的資源保藏種類及資源保藏總量分別有9.9 萬種和220.8 萬份；高校的年提供資源總份數和年提供資源總份次分別有0.4 萬份和12.5 萬次，均位居全國前列。這些大量豐富的科學數據源，為云南野外站科學數據資源開發利用提供了重要源泉，如表3 所示。

表3 2016 年云南科學數據資源分布及年提供資源情況［8］

2.3 研究成果豐碩，合作交流向深度廣度拓展

據統計，近5 年來30 家野外站共承擔科研項目1 104 項。其中，30%為國家級科研項目，70%為省部級科研項目；累計在SCI、EI 及國內核心刊物上發表論文2 536 篇，其中，西雙版納和哀牢山兩個國家野外站在國際上發表的論文最多，達200 余篇；榮獲國家級、省部級獎勵139 項，獲得發明專利203項。此外，野外站還積極組織和參與國內外相關研究項目合作與交流，開展各類學術講座，項目研究不斷向深度廣度拓展，吸引了眾多國內外科研專家、學者到站交流學習。目前，云南省野外站累計參與國內外重大科學研究項目134 項，承辦國內外學術會議186 場次，聘請客座人員832 人。如麗江觀測站的東亞最大口徑2.4 米通用光學望遠鏡，自2012 年向全世界天文科學家開放以來，天文界學者們通過它的觀測研究共發現了46 個高紅移類星體，有10 多位學者獲得了博士學位，發表了相關論文160 余篇。

2.4 人員結構合理，科技隊伍建設完善

云南省野外站的人員主要由科研人員、技術支撐人員和管理人員組成，人員結構安排也較為合理，且每個野外站均配有專門的固定人員，以保證野外站的長期連續觀測和工作正常進行。據統計，30 家野外站固定人員有630 人，學術帶頭有109 人，正高和副高有324 人，博士和研究生366 人，學士有182 人。同時，在野外觀測研究過程中，還培養和鍛煉了一大批扎根基層、開拓創新、吃苦耐勞、無私奉獻、團結協作、求真務實的野外站優秀人才，五年間共計培養人才728 人。

2.5 以科普基地為載體，創新科學數據共享服務

多年來，云南野外站充分利用區域內豐富的動植物、地質地貌等生態環境資源，積極與當地科技部門合作，共建科普教育基地、宣傳科學精神、培養學科人才。特別是西雙版納和哀牢山兩個國家野外站，充分發揮國家野外站的龍頭作用，以科普教育基地為載體，開展科學研究、傳承科學精神，引領全省野外站推進科學數據共享服務工作。目前，該省與野外站合作共建的科普教育基地有22 個，占全省163 個科普教育基地的13.5%，在科學數據面向社會開放共享服務中發揮了重要作用。其中，被評定為國家級、精品科普教育基地的野外站分別有8 個和5 個，有6 個已成為著名的旅游景點，有7個被列入了國家規劃的自然保護區［9］，如表4 所示。經過多年建設與發展，云南省的部分野外站已初步形成科學觀測研究與科普基地、科普旅游相結合的數據共享服務模式，如依托中國科學院西雙版納熱帶植物園、麗江天文觀測站等野外站，整合資源、重點開發，規劃和設計具有特色優勢的數據共享服務產品，通過西雙版納生態科普之旅、麗江天文臺探秘之旅等科普旅游方式，面向社會傳播科學知識，開創了云南省野外站科學數據共享服務新局面。

表4 2019 年云南省野外站-科普基地共建共享區域分布情況［9］

3 云南野外站數據共享服務存在的問題

3.1 缺乏國家層面的頂層設計

目前，云南省野外站在國家層面缺乏統籌規劃，各部門、各單位之間缺乏有效的協作機制，缺少統一的觀測標準和技術體系，導致資源分散、數據可比性差等問題嚴重［10］。如滇中野外站分布較為密集，而滇東、滇西北較少，特別是三江并流一帶雖涉及觀測的學科領域較多，但僅有2 個野外站遠不能滿足觀測研究的需求。此外，由于缺乏重大科技項目合作牽引，野外站之間無法有效開展協同觀測研究，致使野外站整體優勢和潛力未能得到充分發揮。

3.2 穩定經費投入與保障不足

缺乏穩定、足夠的運行保障經費是當前困擾野外站發展的難題。以云南30 個野外站為例，按照一般每站基本運行費為300 萬元/年，平均每年由國家、主管部門和依托單位三方共同投入的年運行經費達300 萬元以上的有14 家，占46.7%，300 萬元以下的有16 家，占53.3%，有的野外站低至每年僅有9.2萬元的運行經費，有的甚至從未得到國家財政的資金支持。數據顯示，云南一半以上的野外站年投入經費遠遠滿足不了野外觀測研究的需要，無法保障野外站的長期穩定運行。

3.3 科學數據資源共享利用滯后

云南省的野外站大多規模較小、管理層級較多，其自然條件、經濟水平、社會文化環境以及機構管理制度的差異較大，且各野外站采集觀測數據的技術方法不一，標準不同，信息化管理與網絡平臺發展滯后［11］，造成了野外站大量而豐富的科學數據未能得到共享利用。

4 提升云南野外站科學數據共享的建議與設想

4.1 加強云南野外站建設的統籌協調

一是加強各級政府、主管部門、依托單位和臺站之間的協調，共同推進云南省野外站建設及科學數據共享工作。建議由云南省科技廳牽頭，與各野外站的主管部門和依托單位及地區政府統籌協調，依托現有的“云南省大型科研儀器開放共享管理平臺”共建“云南省野外科學觀測研究站數據共享中心”，實行科學數據統一規范管理，推進野外站科學數據開放共享。

二是從云南省野外站的發展規劃、頂層設計和科學研究目標入手，劃分野外站類型，實行分類管理，建立野外站評價體系和獎懲機制，定期開展評估，實現野外站建設運行的良性循環［12］。

三是圍繞國家重大戰略實施，策劃一批國際重大課題研究項目，從區域層面、國家層面和國際層面開展野外站不同領域的深層次研究；加強國際交流合作，組建野外站合作聯盟，推進跨區域協同觀測研究，提高云南野外觀測研究的國際影響力。

4.2 加大野外站穩定經費投入支持力度

由于各野外站普遍存在經費投入不足、資金來源不穩定等問題，故應加大野外站的經費投入支持力度，以滿足野外站長期持續開展觀測研究的工作需要，確保野外站建設發展和隊伍穩定。同時，應建立財政部門、主管部門、依托單位以及社會力量多方投入的合作機制，擴寬資金來源渠道，實現雙方的互利共贏。

4.3 打造“野外站-科普游”科技服務產品

應加強野外站與科協、學會的協同發展，緊扣當地實際，深度挖掘和利用野外站擁有的科學數據、自然景觀和基礎設施等資源優勢，探索科學數據資源開發利用新途徑，創新科學數據共享服務模式，打造既能展現野外觀測研究成果又能傳播科技知識的“野外站-科普游”科技服務產品，為全民科學素質的提升發揮積極作用。一是建立科學數據與科普功能相結合的野外站-科普基地，將野外站的科學數據融入科普寓教于樂中，實現野外站科學數據與科研成果的開放共享。如麗江天文觀測站。二是依據各野外站研究領域或學科特點，優化調整野外站類型，豐富科普內容，制定個性化的“野外站-科普游”，既能滿足學者科學研究的需求，也能增進各野外站的合作與交流。如昆明-普洱-版納的森林生態系統野外站-科普游；昆明-大理-麗江湖泊雪山野外站-科普游。三是制定野外站宣傳推廣策略，利用網絡、電視、手機等多種媒介進行宣傳，增強野外站的吸引力和科技內涵。

4.4 建立“野外站-實習科研雙基地”，完善人才培養機制。

設立野外站專項人才培養基金，積極培育野外科學觀測研究優秀人才；與國內外、省內外各高校、科研機構共建野外站專業人才實習和學科科研雙基地，邀請相關科研工作者到野外站進行研究實習、撰寫論文和承擔科研項目；定期開展在崗員工培訓或外地觀摩學習，提升業務能力。同時，依托野外站的學科創新團隊，積極謀劃順應國家科技發展戰略與觀測研究方面的重大課題，力爭產出高水平的科研成果，提升野外站影響力和資源使用效益。

5 結語

野外站即是長期觀測研究并獲取第一手科學數據的重要臺站，又是重要的研究基地和成果示范區；還是培養人才的基地和科學普及、傳播文明的窗口［13］。本文通過對云南30 余家野外站的發展現狀進行深入研究與分析，找出了制約野外站發展的瓶頸，提出了加大云南野外站經費投入，構建“云南省野外科學觀測研究站數據共享中心”及采取“野外站-實習科研雙基地”“野外站-科普游”等共享服務新模式，全面推進云南野外站建設和科學數據共享的對策措施。