1978年2月，經黨中央國務院批准，在黑龍江省海倫縣、河北省欒城縣、湖南省桃源縣籌建全國三個農業現代化綜合科學實驗基地，同年中國科學院三個農業現代化研究所成立，黑龍江農業現代化研究所在海倫縣建立農業現代化綜合科學實驗站。實驗站主要圍繞黑土農田生態系統急需解決的重大技術問題開展綜合研究，並負責接待國內外來海倫縣的研究人員。1991年被中國科學院納入中國生態系統研究網路（CERN），主要從事黑土農田生態系統過程的長期定位試驗研究與區域農業可持續發展研究，標誌著海倫站進入一個新的發展時期。2002年，中國科學院長春地理研究所與黑龍江農業現代化研究所合併，整合為中國科學院東北地理與農業生態研究所，進入第二批知識創新試點，海倫站的研究力量、野外科研設施、儀器設備躍上一個更高的台階。 2005年7月通過國家有關部門的評估驗收，成為國家級生態網路台站。
根據國家資源環境安全戰略與建設東北優質商品糧基地的需求，研究區域農業資源、環境長期變化規律與發展態勢；農田生態系統物質循環、能量轉化過程與規律及其相互作用機制；農業生態系統結構功能及其提高生產力途徑；黑土退化機理與生態修復；區域農業持續高效發展模式與配套技術。為區域農業資源的持續利用、環境保護和農業經濟快速發展提供理論依據和技術支持。
海倫站在“八五”和“九五”期間主要完成課題42項，主要為國家科委、中國科學院和黑龍江科委項目，項目總金額為477萬元。主要從事黑土農業生態、黑土區作物高產攻關、水土流失綜合治理、農區畜牧業綜合發展等科研任務。在黑土農業生態方面研究取得了寶貴經驗。
設定了針對我站科研方向的長期定位實驗。如水肥耦合平衡場、土壤耕作、有機質、潛在養分、農業經營、連作、輪作等長期定位試驗，最長的已有15年，短的已有7―8年。
“九五”期間，海倫站和地方政府緊密結合，共完成示範面積10多萬畝， 推廣農業先進技術和農業最佳化模式100萬畝以上，創造了可喜的經濟效益，深受當地政府和民眾的歡迎。
