国家重点基础研究发展计划（973计划）“我国农田生态系统重要过程与调控对策研究”2005年12月启动，南京土壤研究所孙波和杨林章主持了其中的第8课题“水热梯度带农田生态系统重要过程的演变规律与区域系统稳定性保持的调控对策”（课题编号：2005CB121108），项目执行期2005年12月－2010年11月，经费350万元。

主要研究内容：

根据我国主要农田生态系统类型区光、温、水、土资源的分布特点，沿南北热量梯度线（海南－广东－湖南－湖北－河南－河北－辽宁－吉林－黑龙江）、东西水分梯度线（河北－山西－陕西－甘肃－新疆）和长江流域水稻土带（四川－湖南－江西－江苏－浙江）开展联网研究；在已设置的长期试验地布置一些统一的测定和试验，共享中科院中国生态系统研究网络（CERN）和中国农业科学院农业长期试验网的长期试验数据，并进行区域样带调查，分析水热梯度带重要农田生态过程的时间和空间变化规律，揭示农田生态系统的高产稳定性、资源利用率和环境效应的变化规律及其关键控制因子，在国家尺度上提出农田生态系统宏观调控对策与措施。

关键科学问题：从农田生态过程的长期性（10年时间尺度）和大空间尺度（水热梯度变化样带尺度），从农田生态过程的综合效应（生产力形成、水分和养分利用率及水－气环境效应），阐明：1）水热梯度变化作用下，主要农田生态系统水分、养分循环过程的时空变化规律；2）水热梯度变化作用下，影响农田生态系统高产稳定性和资源利用高效性的关键因子；3）基于水热梯度变化样带尺度的农田生态过程的对比研究方法。