北京師范大學地表過程與資源生態國家重點實驗室于2007年7月經國家科技部批準建設,以北京師范大學地理學和生態學一級學科為支撐,在2012年和2017年教育部學科評估中均排名第一。
實驗室現有中國科學院院士3人、國家“萬人計劃”入選者3人、國家杰出青年科學基金獲得者7人、教育部“長江學者”特聘教授2人、基金委優秀青年基金獲得者5人、茅以升北京青年科技獲獎者1人,骨干成員120人、研究人員108人、技術人員10人。設有10個學術研究團隊,具體包括:風沙過程團隊、土壤侵蝕過程團隊、生態水文過程團隊、生物多樣性維持機理團隊、植被-環境系統互饋及生態系統參數測量團隊、景觀生態與生態服務團隊、環境演變與人類活動團隊、人地系統動力學模型與模擬團隊、區域可持續性與土地系統設計團隊、綜合風險評價與防御范式團隊。
地表過程與資源生態國家重點實驗室以北方半干旱草地與農牧交錯帶為重點,將生態系統可持續性管理與退化生態系統的恢復重建作為國家目標,將發展資源生態學和多尺度生態系統動力學模型作為科學目標,在地理過程與可更新自然資源合理利用領域,開展多學科綜合集成實驗研究,形成地表過程、資源生態、地表系統模型與模擬、區域可持續發展模式4大研究方向,為生態脆弱地區土地退化防治和退化生態系統恢復提供系統的技術支持,力爭建設成為有重要國際影響和地位的地表過程與資源生態研究中心和人才培養基地。
主要研究氣候、水文、植被及人類活動變化對地表侵蝕及景觀格局的影響,重點關注:土壤水蝕機理、監測、預報與調控;地表風沙運動、形態及沙害防治;風水兩相營力、形態的時空耦合與土壤復合侵蝕研究。側重于復合土壤風蝕和水蝕過程研究,以及農牧過渡帶土壤侵蝕過程的研究工作。
主要開展區域生態系統結構與功能和可更新資源保護性利用研究;強調生物多樣性與生態系統功能維持機制、土地利用/覆蓋變化以及多尺度景觀生態系統動力學研究;可更新資源再生機制與可持續利用模式的研究。側重于整合景觀生態和微觀生態過程、資源生態過程的研究工作。
主要從社會-生態系統角度,通過地理學、生態學與大氣科學的交叉研究,將陸面過程模式(CoLM)發展成地表系統模擬器(E3S),與區域氣候模式耦合,開展區域氣候變化、地-氣相互作用過程研究,建立人地系統動力學模型,模擬地表過程。
通過觀測分析自然地理、自然資源、自然災害、土地利用與生態系統退化各要素的標志性參數,揭示區域土地退化機理和過程,進而構建旨在防治土地退化的“除害與興利并舉”的生態-生產范式、綜合災害風險防范模式,為區域可持續發展提供科技支撐。重點側重于聚焦3個過渡帶(農牧、城鄉和海陸)探索我國區域可持續發展模式的研究工作。
立足4個方向的研究工作,實驗室建立開放型人才培養機制,以開放合作為基礎,通過多種途徑,在不同層次上做好博士、碩士研究生的培養(含聯合培養)工作、博士后進站工作以及國內外訪問學者的合作研究工作。實驗室實行開放流動的合作機制,設立開放基金,定期發布開放課題,吸引具有較高學術水平的國內外同行來此開展工作或針對科學前沿與國家重大需求聯合申請重大重點科研項目。此外,實驗室開展多渠道、多層面的學術交流活動,積極組織、承辦和參加國內、國際相關的學術交流會和科學研討會;積極建立與國內外知名大學或研究機構間的高水平學術交流和合作;加大與國內外學者的合作深度與廣度,推動國內外科研人員間的互訪、學術交流。
北京師范大學是第二次青藏高原綜合科學考察研究的重要參加單位之一,承擔著多項科考任務,地表過程與資源生態國家重點實驗室多位老師參與了此項研究工作。
國家第二次青藏高原綜合科學考察研究任務三“生態系統與生態安全”的專題“土壤質量變化及其對生態系統的影響”的子專題“凍融過程與土壤質量變化”科考隊,在2019年青藏高原南北樣帶考察基礎上,于2020年8月1日—8月22日,按項目研究計劃圓滿完成了青藏高原東西樣帶的野外考察工作。此科考隊由實驗室研究人員帶隊,由北京師范大學18位老師和同學組成,對青藏高原——這一中國凍融作用最集中和最敏感的區域進行了熱融滑塌、水土復合等關系土壤質量的影響研究。
青藏高原被稱為“世界屋脊”、“第三極”和亞洲“江河源區”,是世界中低緯度海拔最高和面積最大的高原凍土區,是我國“兩屏三帶”生態安全格局的重要組成部分,生態地位極其重要。青藏高原生物氣候條件復雜而獨特,高寒、干旱、缺氧的環境特征使高原生態環境極為脆弱和敏感,自我調節和修復能力差。在全球氣候變化的大背景下,青藏高原近一個世紀的升溫速度為全球升溫速度的2倍。多年研究表明,高原上冰川退縮、積雪融化、土壤融化和凍土活動層增厚等問題日益突出。
科考隊從青海省西寧市出發,沿途經過瑪沁、玉樹、類烏齊、那曲、班戈、尼瑪、措勤、薩嘎、日喀則、拉薩、巴青、都蘭等地,最后返回西寧。此次科考總行程8000公里左右,歷時22天,主要開展了以下工作:收集不同凍融地表的土壤溫度、水分和土壤機械組成數據,研制地表凍融多產品融合和相變水量估測算法,繪制青藏高原地表凍結強度圖;在青藏高原典型區定位觀測土壤凍融過程中不同深度土壤水分、土壤溫度、土壤熱通量以及地面能量平衡等,調查東西樣帶上不同凍融侵蝕作用下的下墊面水熱屬性及特征;通過調查東西樣帶,不同凍融過程作用下對土壤結構、碳遷移和土壤微生物等土壤質量特征和植被功能屬性的影響。
此次科考共考察了20個具有典型凍融地貌類型的考察點,其中包括:熱融湖塘(瑪多縣、聶榮縣等);融凍泥流(治多縣等);復合凍融地貌:熱侵蝕溝、溯源熱融滑塌、凍融陡坎(興海縣等);凍脹草丘(稱多縣等);寒凍風化(俄亞拉埡口等);冰川侵蝕地貌(阿尼瑪卿雪山、布加雪山等)以及其他凍融地貌類型。
2020年全國科技活動周期間,為展示科技創新成就,弘揚科學精神,普及科學知識,促進科技創新和科學普及協調發展,地表過程與資源生態國家重點實驗室通過云端推出系列科普講座。
9月5日,活動如期舉辦。講座分為四個部分:“地理與疫情”“腳下這片土地”“我們賴以生存的環境”“幸福感與風險意識”,吸引了各領域、各年齡段的聽眾140余人參加。

土地沙化治理
在“地理與疫情”版塊,實驗室工作人員針對如何基于地理學服務疫情防控與生活這一主題展開介紹,并運用科學研究的方法從綠地休閑的視角探討了疫情期間對居民的影響。
“腳下這片土地”部分,工作人員以東北黑土區土壤侵蝕與黑土退化,土壤侵蝕監測等問題,說明了水土保持和美麗農村建設的重要性;運用古代饑荒動力學模擬方法闡述了中國古代饑荒的問題、體現了科學研究的價值。
在“我們賴以生存的環境”版塊,工作人員從生態學角度出發,向大家普及了超級細菌的克星——噬菌體療法的歷史與展望;展示了美麗青藏及其面臨的水土流失、草場退化等生態環境問題,呼吁大家共同保護我們的一方凈土。
在“幸福感與風險意識”版塊中,工作人員清晰地展示了“一帶一路”基礎設施建設歷史自然災害的基本特征、面臨的災害風險,并給出了風險防范建議,體現了科研研究的應用價值。
與以往面對面的講座形式相比,此次云端科普活動采用了不一樣的交流方式,但屏幕阻斷不了大家對科學技術的濃厚興趣。地表過程與資源生態國家重點實驗室將會一如既往做好科技普及工作,為全國科技推廣工作貢獻力量。