寒区气象因子和综合环境观测试验
标准气象场位于葫芦沟流域出口附近高山草甸试验场内。2009年5月1日至2009年5月26日完成基本建设，于2009年6月1日正式投入使用。气象场规格25m×25m，内设地面常规气象观测项目、一套ENVIS环境观测系统和降水对比观测以及蒸散发。地面常规气象观测项目主要有：空气干湿球温度，降水量，地表温度，浅层地温，水面蒸发，日照时数，冻土深度等。
ENVIS环境观测系统
观测要素包括：辐射、温、湿、风、压、CO2通量、降水、土壤表面热流、土壤温度、土壤体积含水量等，通过ENVIS数采系统自动存储数据。
标准降水观测场
在标准气象场内，新建一个地面降水观测场，作为降水观测校准的标准数据。新建一个大型标准降水观测场，采用世界气象组织推荐的DFIR型（Double Fence Intercomparison Reference）防风圈，它是以称重降水传感器为中心，由木质或铁质叶片制成的栅栏围成的内、外两圈的正八边体，外高内低，以提高固态降水的捕获率，保证降水量准确、可靠的测量。
坑式雨量器（Pit Gauge）。将雨量器放置在安置了防溅网的坑内，雨量器的口与地面齐平。雨量器与坑边要有足够的距离，以防雨水溅入。用高强度塑料或金属做成的（中央开口以放入雨量器）防溅网跨架在坑口，坑内要有排除积水的设备。WMO（1984）给出了这种坑式雨量器的设计图。
综合环境观测系统
葫芦沟寒区生态－水文过程集成研究观测试验小流域沿海拔梯度布设7套综合环境观测系统和1套涡动相关系统，海拔由底到高，分别布设在高山草甸草原带（标准气象场内，2980m）、高寒灌丛草甸带（季节性冻土区，3250m），高山草甸带（季节性冻土区，3380m）、沼泽化草甸带（多年冻土，3711m）和高山寒漠带（多年冻土，4164m）。
高山草甸观测场 —2008年9月上旬布设在葫芦沟流域高山草甸区，地理位置38.2oN，99.9o E，海拔3380m。观测降水（雨雪量计）、辐射4分量、2层风速和风向（二维超声）、2层气温和湿度、8层地温和土壤含水量、3层地热通量、地表红外温度、日照时数、积雪深度等项目的观测（积雪深度探头于2009年7月架设），以研究高山草甸季节性冻土区水文—土壤—植被—气候相互作用规律，揭示高山草甸涵养水源作用和机理。
高山沼泽冻土观测场 — 2008年9月上旬布设在葫芦沟流域北坡高山沼泽化草甸多年冻土区，地理位置38.2o N，99.9o E，海拔3700m。观测项目同上。研究多年冻土地区水热传输和耦合过程特征。
高山寒漠带观测场 — 布设在葫芦沟流域高山寒漠带，地理位置38.2o N，99.9o′ E，海拔4160m。观测项目同上。以研究作为主产流区的高山寒漠带水文效应和机理，同时也为高山积雪水文提供基础数据支持。
三角洲梯度塔观测系统 — 布设在葫芦沟三角洲气象场内，主要包括一套背景（10m气象梯度塔）气象站，包含有辐射探头、四层温湿风、八层土壤地温、八层土壤含水量、两层土壤热通量板以及雨雪量计。
涡动协方差系统 — 布设在葫芦沟三角洲气象场内，它采用涡度相关原理，利用快速响应的传感器来测量大气下垫面的物质交换和能量交换。开路涡动协方差系统的核心由CR1000数据采集器、CSAT3三维超声风速风向传感器、LI-7500 开路CO2/H2O 气体分析仪（EC150）组成。