本实验室聚焦双碳目标下西北旱地粮食和特色优势农产品绿色生产、生态环境保护的重大区域科技需求，围绕农牧产业固碳减排与提质增效、农业绿色低碳技术与数字化应用、生态系统固碳增汇潜力与耕地产能提升等方面开展理论、方法与技术研究，支撑西北旱区农业绿色低碳发展。本实验室是本所与西北农林科技大学联合共建的农业农村部学科群重点实验室，是国家农业科技创新体系的重要组成部分，也是支撑农业高质量发展、乡村全面振兴的重要战略科技力量。本所实验室负责人为张绪成研究员。南京农业大学沈其荣院士担任学术委员会主任，中国农业大学张福锁院士和中国农业科学院周卫院士担任学术委员会副主任。
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