中国科学院沈阳应用生态研究所的前身是中国科学院林业土壤研究所，成立于1954年，由东北林业研究所筹备处、东北土壤研究所筹备处、中国科学院长春综合研究所农产化学研究室土壤微生物部分合并组成，是以林业、土壤、植物、微生物与环境科学为基础的生物学、地学研究所；1987年更改为现名。半个世纪来，本所积极投身于国民经济建设主战场，为国家林业和农业发展、生态环境保护和经济建设做出了重大贡献，共获得科技成果518项，其中：国家级科技奖30项，省、部级科技奖186项，出版专著297部，发表论文8100余篇，其中SCI收录论文1157篇，授权专利272项。
2001年，本所被中国科学院批准为国家知识创新工程试点单位，进一步凝炼了学科发展方向：围绕国家农业、林业可持续发展及生态环境建设中急需解决的重大问题和应用生态学的发展需要，在森林生态与林业生态工程、土壤生态与农业生态工程、污染生态与环境生态工程领域开展应用基础性研究工作，丰富和发展森林生态学、农田生态学和污染生态学的基础理论，为我国主要退化生态系统恢复与重建，改善生态环境，保障食物安全提供科学依据与关键技术。本所二十一世纪的发展目标是：建设成为国家应用生态学研究基地和高级人才培养基地，成为国际上有重要影响的应用生态学研究中心。
本所设有森林生态与林业生态工程、土壤生态与农业生态工程、污染生态与环境工程三个研究单元；是国家森林与土壤生态重点实验室、国家土肥资源高效利用工程实验室、中国科学院陆地生态过程重点实验室、中国科学院污染生态与环境工程重点实验室、辽宁省陆地生态过程与区域生态安全重点实验室、辽宁省生态公益林重点实验室、辽宁省植物资源与利用重点实验室、辽宁省土壤环境质量与农产品安全重点实验室、辽宁省肥料工程技术中心等的依托单位；在不同地带、不同类型地区设有七个研究基地，其中长白山森林生态系统定位研究站、沈阳农业生态系统实验站、会同森林生态系统研究站为国家级野外观测研究站、乌兰敖都荒漠化试验站为国家林业局荒漠化防治监测站、清原森林生态试验站、大青沟生态研究站、沈阳树木园为所级野外研究平台；此外，还拥有东北地区最大的生物标本馆。
为进一步提升整体研究水平和国内外影响力，研究所于2005年开始在沈阳市沈北新区建设占地346亩的新园区，现已建成14500平方米的实验大楼和4000平方米研究生公寓，并投入使用。
本所现有职工322人，其中，中国工程院院士1人、研究员48人、副研究员与高级工程师65人、中初级专业技术人员186人；本所设有生态学、微生物学、土壤学、植物学、森林培育、环境科学硕士学位授予点，生态学、土壤学、微生物学、环境科学博士学位授予点，并设有生态学、微生物学、土壤学博士后流动站，目前在学研究生311人，其中：博士研究生137人、硕士研究生174人、在站博士后27人。
本所与美国、英国、德国、比利时、俄罗斯、瑞士、日本等40多个国家的近百个科研机构开展卓有成效的合作研究与学术交流，与国内知名高校和相关企业建立了产学研联盟。
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