东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中具有"压舱石"的重要作用。但是由于耕地长期高强度利用及用养失衡导致土壤发生退化,东北黑土区的农业可持续发展受到严重制约。在此背景下,1978年原中国科学院黑龙江农业现代化研究所在东北黑土区中部的黑龙江省海伦市建立了中国科学院海伦农业生态实验站。自建站以来,围绕黑土地农田生态系统的结构和功能,建立了一系列的长期定位试验,经过长期对农田生态要素的监测和研究,划分了黑土肥力变化演化的3个时期,提出了区域尺度上的土壤有机质阈值,阐述了不同养分管理模式下的土壤养分演变规律,证实了通过农田作物的合理配置能够利用生态平衡调控有害生物对作物的危害。通过系谱法选育高产优质"东生号"系列大豆新品种10个,并且进行了成果转化和大面积推广应用。通过研发肥沃耕层构建关键技术,创建了东北黑土地保护利用模式,在黑龙江省的十几个产粮大县示范推广。通过基础理论研究—关键技术研发—大面积推广示范,长期试验示范为东北黑土地保护和区域农业可持续发展起到了重要的科技支撑。