站点介绍（一）气象站
根据CERN的观测目标，对气象、辐射以及环境等要素进行长期观测，实现联网台站观测数据可靠性、可比性和数据格式的统一性。2013年6月完成了普定站主气象观测场建设，面积为16×20m，海拔1179.8m，坐标E:105°45′08″; N: 26°22′03″，按照国家野外站规程规范修建及仪器配备，四周用铁丝网围栏封闭，并有便道由主站址大楼通往气象观测场。普定站主气象观测场及小气候观测的各项指标体系及观测频度应严格执行CERN规程规范，包含人工观测指标和自动观测指标。
主要仪器：EL型风速风向仪、百叶箱、雨量器、日照计、辐射表支架器、土壤温度计、E601蒸发器、数据采集系统。人工观测指标：天气现象、天气状况、气压、风向风速、空气温度、空气湿度、降雨量、蒸发量、蒸发水温、地表温度、日照。每日8:00、14:00、20:00进行三次观测。自动观测指标：气压、风向风速、空气温度、空气湿度、降雨量、地温、总辐射、反射辐射、净辐射、紫外辐射、光合有效辐射、土壤热通量，每小时进行数据采集。
图1. 普定站主气象观测场
（二）大气污染物
通过前期研究发现，大气汞与部分大气常规污染物之间存在特定的耦合关系。大气汞（Hg）与其他微量气体之间的相关性分析可用于识别来源和限制区域汞排放。大气中有三种主要的操作定义的汞形式，即气态元素汞（GEM），气态氧化汞（GOM）和颗粒结合汞（PBM）。了解汞向大气中的人为和自然排放，对于更好地揭示自然环境中汞的归趋非常重要。在前期研究的基础上，针对典型喀斯特城郊地区，进行更为全面地观测研究，以揭示该地区大气污染物来源及传输过程。观测设备：大气汞形态自动分析仪（Tekran Instruments Corporation）和常规大气污染物自动监测系统（Thermo Fisher Scientific）。观测内容：本站为自动监测站。监测的大气污染物有大气零价汞，活性汞，颗粒态汞，一氧化碳，二氧化碳，臭氧，细颗粒物（PM2.5），二氧化硫，一氧化氮，二氧化氮和氮氧化物。
图2.大气污染物自动监测系统
（三）洞穴-土壤-植被-大气物质能量通量
喀斯特地貌普遍存在“二元结构”，岩溶洞穴系统就是常见的地下空间，且规模大，由于其“烟囱效应”(Chimney effect)的存在，增加了喀斯特地理单元碳交换季节变化的复杂性和碳通量观测的不确定性，导致碳源碳汇所在空间的代表性难以确定。尽管涡度相关(EC)技术已成为直接测定生态系统碳通量的标准方法，但因其自身的缺陷，当前还无法在喀斯特地区进行直接有效的利用，幸运的是，大孔径闪烁仪(LAS)等或许可以在一定程度上克服这些困难。 鉴于上述自然环境和当前的监测技术水平，我们对喀斯特地区地气交换的监测研究进行了整体规划，2015年完成了洞穴-土壤-大气通量系统碳循环监测样地建设并新增了多通道土壤碳通量自动测量系统、LI-7500A涡度相关系统、CO2同位素廓线测量系统等以开展喀斯特山区碳通量观测研究工作，整个系统于2015年8月份完成安装工作。
各系统的观测指标及频率如下：
生态系统-大气：涡度相关法，主要由LI-COR公司生产的LI-7500A CO2/H2O分析仪、GILL公司生产的Wind Master Pro 三维超声风速仪组成，采样频率10HZ，平均时长取30min。
土壤-大气：箱式法，LI-COR公司的LI-8150多通道土壤碳通量自动测量系统，8个气室每两小时循环观测一次，每次单个气室耗时165s。
洞穴-大气：CO2同位素廓线观测系统，主要利用美国LGR公司的离轴积分腔输出光谱技术(OA-ICOS)来同时测量进气中CO2的浓度及其δ13C、δ18O值，取60秒平均时测量精度分别为0.1ppm、0.2‰、2‰。该系统主要由分析仪LICA-912-0003、8个进气口、一个多路器、一个干燥回路以及辅助UPS电源等组成。
图3.通量塔建设与涡度相关仪器
图4. 洞穴同位素廓线系统和八通道土壤碳通量监测系统
（四）喀斯特生态系统水-碳-氮模拟观测平台
近年来，贵州省大力开展的喀斯特石山区生态综合治理工程使喀斯特水系统内的覆被条件发生重大改变。定量评价喀斯特石漠化综合治理导致的土地利用/覆被变化对喀斯特水资源安全保障和喀斯特作用碳汇强度的影响意义重大。然而，天然喀斯特水系统的水文地质结构复杂，边界和径流排泄量常难以准确测定，从而大大降低了相关评价的精度。基于喀斯特水-碳通量大型模拟试验场的控制性实验，是准确评价各种土地利用类型对喀斯特水-碳通量影响和进一步完善石漠化综合治理监测评价指标体系的有效方法。
水碳通量设置大型碳水综合试验场以水为主线，主要剖析植被－土壤－岩石相互作用过程碳迁移转化规律，定量解析土地利用变化（设置多个土地利用类型，包括裸岩地、撂荒地、玉米地、草丛、灌丛）、全球变化背景下喀斯特作用的碳汇效应与驱动机制。试验场主要由喀斯特碳捕获子系统（大池）和水生生物固碳子系统（小池）组成，大池长宽高为20m×5m×2.5m，每个池子的集雨面积约为100m2，采用流量计、CTDP300、土壤CO2仪等仪器对流量、水化学、土壤理化性质、DOC/DIC等指标进行长期观测。通过多年连续不断的气象、水文和水化学自动监测研究，揭示喀斯特环境不同土地利用条件对水—碳通量过程的调控规律，预测在全球变化背景下喀斯特环境中水资源和喀斯特作用碳汇的变化趋势，为喀斯特水资源的可持续利用和生态环境建设提供新的科学支撑。
图5.喀斯特生态系统水-碳-氮模拟观测平台
（五）喀斯特不同岩土组构与土地利用类型蒸渗观测平台
喀斯特山区岩石裸露，土层较薄，土壤蕴涵水分较少，生态环境极其脆弱，“工程性”缺水严重。喀斯特土壤水分既是岩溶作用的驱动力和岩溶植被的生命之泉，又是土壤流失的作用因子，更是喀斯特系统中表层水体的重要储存库，对岩溶区生态地质环境安全和社会经济发展具有十分重要的意义。因喀斯特地区分布最广的两类岩石是石灰岩和白云岩，二者在岩石孔、裂隙发育程度、风化作用方式、喀斯特形态、土层厚度、碎石含量及风化壳持水性能等方面都有较大差异，故在喀斯特地区很难直接测量蒸散发，因此，我们通过利用蒸渗仪进行模拟石灰岩、白云岩不同岩土组构、黄壤旱地以及水田来开展土壤蒸散发的观测研究。
观测平台中涉及6台大型蒸渗仪，蒸渗仪筒体长宽高的尺寸为2*2*2m，主要由称重平台、传感器、基座、数据采集器及数据中心组成。两个筒体中填充的岩石为石灰岩，土壤为石灰岩裂隙状石灰土，其底部1m深全部用石灰岩石块填充，上部1m出分别由土石比为1:1和1:4的土壤和条形石块进行装填；另两个筒体中填充的是白云岩，土壤为白云岩片状石灰土，其底部全部用通过2cm网筛的白云岩碎石装填，土层厚度分别为20 cm 和5cm；最后两个筒体是模拟的黄壤旱地和水田，其底部1m高全部用石灰岩碎石填充，旱地试验区上部的土壤深度为1m，水田试验区上部的土壤深度为80cm（留有20cm水层）。称重传感器为梅特勒-托利多，量程7.5t，等级C3级；蒸发测量系统为西安淼森，MSL-E,1、2区总量程为30t，其余为22.5t，测量精度300g；渗漏传感器为西安中航，L6D-C3-10，量程10kg，等级C3级。对蒸散发、渗漏量等进行实时监测，同时定期对渗漏水的PH值、电导、温度、阳离子、阴离子等指标进行测定。
通过利用蒸渗仪进行实时观测与定期采样分析两种手段，可靠确定地面蒸发，植物蒸腾，地下径流量及其时间变化，以及水化学指标分析，揭示喀斯特土地蒸散发的变化规律，为喀斯特地区水循环和生态水文过程研究和喀斯特地区水土资源的协调利用和生态恢复与重建提供可靠科学数据。
图6.蒸渗模拟观测平台