中国科学院黄土高原地球关键带与地表通量野外观测研究站(以下简称“黄土高原关键带站”)，是国内较早建立的地球关键带与地表通量综合观测和研究的野外台站。黄土高原关键带站由中国科学院地球环境研究所、中国科学院生态环境研究中心和陕西洛川国家地质公园联合共建，依托单位为中国科学院地球环境研究所。黄土高原关键带站包括1个主站和4个辅站，分别为洛川主站和延安顾屯、延安羊圈沟、庆阳南小河沟、定西龙滩辅站，主站位于黄土高原中部陕西省洛川县黑木沟。
2019年，黄土高原关键带站正式进入中国科学院野外台站行列，并纳入中国生态系统研究网络站(CERN)的管理。该站以黄土高原地球关键带演化与自然和人为因素影响为主线，构建观测体系，既考虑宏观和微观地貌类型的差异，又考虑生物和工程治理措施的不同，系统研究自然和人类活动对黄土关键带结构、地表物质能量通量、生态系统服务变化等的影响，加强人地耦合系统研究，促进自然科学和社会科学的交叉，为黄河流域生态保护和高质量发展、乡村振兴、“美丽中国”建设等提供数据支撑和智库支持。
1 主要研究方向黄土高原关键带站立足黄土高原，面向黄河中游，开展季风区地球关键带和地表通量长期定位观测和数据积累，研究黄土高原独特地质背景下关键带结构、过程和功能的演变及未来变化趋势，阐明气候变化和人类活动的定量影响，建立世界一流的关键带和地表通量观测、研究、示范和服务平台，为地球关键带科学作出突出贡献，为黄河流域生态保护和高质量发展等国家战略提供持续的科技支撑。目前主要的研究方向如下：
(1) 黄土高原关键带结构、组成与演化历史；
(2) 黄土高原关键带水土过程观测与模拟；
(3) 黄土高原关键带生态过程观测与模拟；
(4) 黄土高原关键带人地系统耦合与区域发展。
2 研究成果与科学贡献建站以来，黄土高原关键带站围绕黄河流域生态保护和高质量发展、乡村振兴、“美丽中国”建设等国家需求，以及地球关键带学科前沿，开展了长期、系统的定位监测和试验研究，取得了一系列重要成果，为黄土高原乃至黄河流域生态保护和人地关系协调提供了重要的理论与技术支撑。主要成果有以下3个方面。
(1)黄土高原关键带结构、组成与演化历史。系统开展了黄土高原风尘序列研究，提出黄土关键带形成演化的“季风控制论”；重建黄土-红黏土序列中C4植被多次扩张历史，提出了东亚C4植被扩张的季风控制新假说；利用黄土-古土壤序列中碳酸盐碳同位素变化，探讨了降水-植被耦合关系对轨道参数、极地冰盖和/或二氧化碳胁迫的不同响应。定量重建了黄土高原古降水和古温度变化，揭示了陆地植被对古温度变化的重要调控作用。
(2)黄土高原关键带生态过程观测与模拟。全面开展了黄土高原生态系统过程与服务研究，揭示了黄土高原关键带土地利用格局与生态过程的多尺度作用机理；提出了关联生态系统过程与服务的模型框架，建立了黄土高原不同尺度生态系统结构-过程-服务同步观测体系，揭示了黄土高原关键带不同生态系统服务形成与相互作用的机理；面向关键带可持续性的科技需求，提出了面向可持续发展的关键带类型划分指标体系和方法框架。
(3)黄土高原关键带水土过程观测与模拟。定量重建了黄土高原过去500年温度、降水、干旱指数等气候要素序列，分析了气候变化的时空特征、规律及可能驱动机制；阐明了黄土高原和黄河流域过去60年流域径流输沙和水沙关系的时空尺度特征与驱动机制；研究了季风区黄土关键带多尺度土壤水文过程，阐明了土壤水文过程对重大生态工程的响应机制；评估了黄土高原生物和工程治理的环境效应，阐明了小流域水土过程的响应规律和机制。
(4)黄土高原关键带人地系统耦合与区域发展。构建了黄土高原自然-社会经济复合系统水资源可持续利用定量耦合分析框架，研发了具有生态系统服务定量识别、物质量与价值量评估、土地利用/覆被和管理情景模拟、优化决策等功能的区域生态系统服务综合评估与优化模型系统(SAORES)。
3 人才培养与队伍建设黄土高原关键带站现有固定人员29人，其中研究员12人、副研究员8人、正高级工程师1人、助研5人、工程师3人，包括中国科学院院士2人、美国科学院院士1人、美国人文与科学院外籍院士1人、国家杰出青年基金获得者2人、国家优秀青年基金获得者3人、中国科学院青年创新促进会成员8人。近5年来，黄土高原关键带站已培养博士后15人、博士和硕士23名，目前在站研究生和博士后16人。研究生中3人获得中国科学院院长优秀奖、10人获得“三好学生”称号、6人次获得国家奖学金。
4 科研能力与技术平台黄土高原关键带站针对黄土高原不同的气候、植被和地貌类型，针对5个大流域布有5个站点，总面积约101.3 km2；13个重点观测小流域，总面积约22.12 km2。
洛川主站。观测流域为黑木沟流域，总面积8.2 km2，重点观测小流域面积约1.1 km2，办公区占地面积8.83亩。建有完整的黄土高原小流域地球关键带观测体系，包括地表通量观测场1座、关键带结构演化原位观测断面5个、地下水位原位观测井5个。
延安顾屯辅站。设有治沟造地和未治沟造地对比大流域和小流域各1对，每条流域出口均建有卡口站。建有地表通量观测场1座、全坡面土壤水热原位观测场1个、0—30 m深土壤水热原位观测场3个、地下水位原位观测井15个、0—5 m土壤水分监测点238个等。
延安羊圈沟辅站。羊圈沟辅站设有不同植被类型的微型小区24个、不同土地利用类型的径流小区24个、不同覆被格局的坡面集水区2个、固定监测坡面5个、固定植被生态水文过程监测样地10个、土壤水分监测点84个、水文卡口站3个、雨量气象站点6个等。
庆阳南小河沟辅站。南小河沟辅站由中国科学院地球环境研究所与黄河水利委员会西峰水土保持科学试验站联合共建，设有退耕还林和还草对比小流域1对，每条流域出口建有水文卡口站，观测径流量和输沙量。拥有地表通量观测场1座、近地面温湿度和土壤水分观测点12个、自动气象站点2个、地下水文观测点6个等。
定西龙滩辅站。设有不同植被恢复格局的长期定位监测小流域7个，不同植被类型长期定位监测样带8条，其中包括全灌木植被恢复小流域、全牧草植被恢复小流域、全自然植被恢复小流域、全农田小流域及其他3个不同植被配置小流域。龙滩站现有实验办公用房1层，建有卡口站2个、气象观测场地1个、地表热量平衡原位观测场地2个、地表径流与植被水分利用观测场地6个等。
5 开放与交流黄土高原关键带站先后与美国、英国、德国、比利时、加拿大、澳大利亚、日本等国家的知名高校和科研机构建立了实质性的合作关系，同时也与中国科学院院内其他研究所和部分高校等国内相关单位开展了实质性合作研究。近年来，黄土高原关键带站累计承担主要科研任务22项，累计经费约1.55亿元，其中包括国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重大项目和重点项目、国家自然科学基金中英关键带重大国际合作项目、中国科学院重点部署项目等。当前，黄土高原关键带站已成为国内外开展黄土高原地球关键带与地表通量研究的重要合作平台，未来计划建设成为世界上一流的地球关键带和地表通量观测基地和数据共享平台，服务黄河流域生态保护和高质量发展等国家重大战略，并持续推动中国和世界地球关键带和地表通量研究的发展。
近5年来，黄土高原关键带站多次接待地方政府、国内外知名科学家的考察和访问。黄土高原关键带站还是陕西省多所高校的本科生实习基地，以及中、小学生的科普基地；中央与地方媒体还曾与黄土高原关键带站合作，拍摄电视宣传片，介绍中国洛川黄土以及黄土高原、黄土的形成、黄土地貌等，在为黄土地质遗迹保护和科学研究作出了积极努力的同时，也为社会公众提供了新颖别致的科普宣传。
(相关图片见封三)