地理位置
秦嶺橫貫我國中部，其南北分屬北亞熱帶和暖溫帶，是我國南北氣候區的天然分界線，是長江、黃河兩大水系的自然分水嶺，也是古北界和東洋界生物的交匯區。秦嶺的森林植被不僅在水平地帶上具有獨特的過渡性特徵，同時在海拔梯度上也呈現明晰的垂直帶譜。對秦嶺森林生態系統的研究不僅具有十分重要的理論意義和現實意義，而且在全國森林生態系統總體研究中占據著重要地位。
自然條件
陝西秦嶺森林生態系統國家野外科學觀測研究站的前身是秦嶺火地塘森林生態系統定位研究站，始建於八十年代初，位於陝西省寧陝縣境內。火地塘教學試驗林場處於秦嶺中段南坡，北緯33°18'～33°28'，東經108°21'～108°39'之間，年平均溫度8～10℃，年降水量900～1200mm，年蒸發量800～950mm，年日照時數1100～1300h，無霜期170d，海拔範圍在800～2500m之間。建站初期研究面積為13257公頃（原寧陝火地塘教學試驗林場），1988年經陝西省人民政府批准，將原來的林場分為寧東林業局火地塘林場和西北林學院火地塘教學試驗林場，研究面積縮小為2037公頃。為了加強對整個秦嶺林區的研究，1987年又在秦嶺西部的寶雞市辛家山林業局建立了氣象、水文、土壤等因子的觀測點，後因為經費緊張，於1997年停止觀測。考慮到秦嶺獨特的地理位置，2009年在秦嶺中段北坡太白山國家級自然保護區蒿坪管理站建立了森林理水功能觀測點，以便比較秦嶺南北坡森林在水分循環中的作用。火地塘林區植物資源豐富，種類繁多。據《陝西樹木志》記載，陝西省有木本植物101科、321屬、1224種，其中火地塘就有83科、206屬、524種（包括6個亞種、51個變種、3個變型、17個栽培種），分別占陝西省的82.1℅、64℅和43℅。在206個屬中，屬於溫帶分布的有65屬，占總屬的31.55℅；屬於熱帶、亞熱帶分布的有61屬，占總數的30.36℅；屬於東亞分布的有35屬，占總屬的17.41℅；屬於東亞和北美洲間斷分布的有28屬，占總屬的13.93℅；屬於中國特有屬的有12屬，占總屬的5.9℅（占中國特有屬的13.0℅，秦嶺特有屬的63.2℅）。根據第一批《中國珍稀瀕危保護植物名錄》（1987）和《中國植物紅皮書》（1992）中的記載，秦嶺有21種珍稀瀕危木本保護植物，而在火地塘就達15種，占秦嶺分布的71%。從上述情況看，火地塘林區是科學研究和植物引種馴化的理想地段。
研究內容
從“六五”至“十五”期間，秦嶺生態站根據國家林業局科技司的部署和要求，在持續進行常規定位觀測的同時，以秦嶺林區主要森林類型華山松、油松、銳齒櫟林等為對象，從事了以下研究：
1. 華山松林研究
①華山松林水源涵養功能及水量平衡
②華山松林生物量和生產力測定與分析
③華山松針葉及其營養元素含量動態
④華山松群落結構、動態及能量特徵
⑤華山松林木個體生長與分化
2. 油松林（包括人工林）研究
①油松林水源涵養功能及水量平衡
②油松生物生產量的測定及其與生態因素的相關分析
③油松林生物循環及營養元素含量動態
④油松林的群落類型及結構特徵
3．銳齒櫟林研究
①銳齒櫟林水源涵養功能及水量平衡
②銳齒櫟林營養元素的時空分布及概算
③銳齒櫟生物量的測定與分析
④銳齒櫟林群落類型和結構特徵
⑤銳齒櫟林水分動態及產流規律
⑥銳齒櫟林生態系統的地球化學循環及其對水質的影響
⑦人文活動對銳齒櫟林水文功能的影響
⑧銳齒櫟林木個體生長分析
⑨銳齒櫟林葉面積與葉乾重
4．太白紅杉林研究
①秦嶺太白紅杉林群落學特徵及其類型劃分
②秦嶺太白紅杉林結構組成
③秦嶺太白紅杉林的分類與排序
5．華北落葉松林研究
①秦嶺林區華北落葉松人工林對林地土壤的影響
②秦嶺林區華北落葉松人工林生物量測定
6．秦嶺巴山冷杉林研究
秦嶺巴山冷杉林的群落學特徵及類型劃分
7．樺木林研究
樺木林的結構、類型及其穩定性究
8．森林土壤研究
①火地塘林區不同林地土壤水分動態及土壤徑流特徵
②秦嶺南坡銳齒櫟林、松櫟混交林林地土壤特性
③火地塘林區不同土壤類型化學性質
④火地塘林區銳齒櫟林土壤酸化特徵
⑤秦嶺南坡青杄林、青杄－華山松－紅樺混交林林地土壤特性
⑥火地塘林區主要森林生態系統林木根系與土壤相互作用機理
⑦火地塘林區主要樹種根際微生態系統土壤性狀
9．秦嶺火地塘林區的植被類型劃分及GIS在該區森林資源信息管理中的套用
2006年成為國家級生態站後，根據我國生態環境建設、林業可持續發展的要求，針對陸地生態系統對全球變化回響等熱點問題，研究內容主要包括：
1．森林生態系統的結構與動態：群落結構與特徵，生物多樣性及動態，干擾與恢復規律，景觀結構及動態等。
2．主要森林類型的碳收支及對大氣環境的影響：主要建群中碳收支規律、凋落物分解及動態、林地C02釋放動態規律，森林碳通量。
3．森林的理水功能及對水環境的影響：林區逕流規律及動態模擬，森林對水質的影響及機理。
4．森林生態系統對全球變化的回響。
5．森林生態系統的信息傳遞與逆境生理生態。
6．森林生態系統管理與可持續經營。
設施
秦嶺生態站在火地塘林區設有氣象站2個；碳通量觀測塔1個，生態因子梯度觀測塔1個；集水區面積800公頃的巴歇爾槽1個，集水區面積為8公頃的三 角形薄壁堰2個；20㎡的徑流觀測場8個，100㎡的壤中流觀測場10個，固定標準地10個；實驗室30㎡，標本室30㎡，辦公室30㎡，建有陝西境內珍稀瀕危植物遷地保護園1處。在太白山國家級自然保護區蒿坪管理站建有巴歇爾槽1個，三角形薄壁堰1個，複式量水堰1個，徑流場3個。在西北農林科技大學校本部有森林生態研究室48㎡，生態實驗室96㎡，計算機16台、雷射、彩色噴墨和針式印表機數台、掃瞄器和數位化儀各1台。自80年代初在火地塘開展森林生態系統定位研究以來，購置了可供野外調查、室內分析以及數據處理的儀器設備200多台（件），價值人民幣600多萬元。
