半干旱沙丘-草甸相间地区蒸散发时空尺度效应与耦合拓展

Desertification in the semiarid area is the greatest environmental, social and economic issue the world faced. Water vertical transfer is the dominant processes of hydrological cycle in the desertification areas, however, the deep understanding of the processes of evapotranspiration (ET) at different spatio-temporal scales are still seriously obstructed due to the insufficient knowledge of ET and its driving forces. Taking the typical desertified Horqin Sandy Land as the study area, this proposed project will conduct in situ observations of transpiration and ET, at three levels of leaf, plant and community and at different time scales, of different plants in typical sand-meadow area. Based on the observed data, this project will: 1) reveal the variations of ET under different spatio-temporal in different vegetation types; 2) analyzed the scale effects and its driven factors; 3) establish ET temporal scale expansion model from instantaneous to daily and daily to growing season; develop ET spatial up-scaling model from leaf to plant and plant to community; 4) on this basis, selecting the variables of spatio-temporal coupling transfer to explore the coupled spatio-temporal scale expansion model of ET. This project will play an important role in enriching and advancing the semiarid area eco-hydrology subject, and also will provide technical information for prevention of desertification, maintenance of ecosystem health and highly efficient using of sandy plant resources.

半干旱地区荒漠化是当今世界面临最大的环境-社会-经济问题之一。荒漠化地区水文过程的主要特点表现在水分垂向运移占据主导地位，但目前对蒸散发尺度效应及其驱动力的认识不足，仍严重阻碍着人们对不同时空尺度下蒸散发过程的深入了解。本项目以我国荒漠化典型区科尔沁沙地为研究对象，依托试验区成体系的先进仪器平台和丰富的前期数据积累，通过对沙丘-草甸相间地区典型植被不同时间尺度下叶片、单株及群落尺度蒸腾和蒸散发的原位测试与分析，揭示不同植被类型区不同时空尺度下的蒸散发规律；剖析蒸散发时空尺度效应及其驱动力；建立由瞬时→日和由日→生长季的蒸散发时间尺度扩展模型；构建由叶片→单株→群落的蒸散发空间尺度提升模型；在此基础上，遴选时空耦合传递变量，探索蒸散发时空尺度耦合拓展模式。本研究不仅可丰富和完善半干旱地区生态水文学理论，也可为荒漠化防治、生态系统健康维持与沙生资源高效利用等问题提供技术依据。

半干旱地区荒漠化是当今世界面临最大的环境-社会-经济问题之一。荒漠化地区水文过程的主要特点表现在水分垂向运移占据主导地位，但目前对蒸散发尺度效应及其驱动力的认识不足，仍严重阻碍着人们对不同时空尺度下蒸散发过程的深入了解。以我国荒漠化典型区科尔沁沙地为研究对象，依托试验区成体系的先进仪器平台和丰富的前期数据积累，本项目取得如下进展：丰富了科尔沁沙丘-草甸相间地区大气-水文-土壤-生态原位观测网络，揭示了沙丘、草甸不同植被类型区蒸散发变化规律，明确了沙丘、草甸不同植被类型区蒸散发尺度效应与环境驱动力，构建了沙丘、草甸不同植被类型区蒸散发时空尺度拓展方法。项目主要取得如下成果：在国内外高水平期刊发表学术论文18篇，其中SCI收录7篇，CSCD收录11篇；申请国家发明专利2项，授权实用新型专利1项，登记软件著作权3项；培养研究生7名；项目成果获内蒙古自然科学一等奖；参加国际学术会议5人次，做会议报告5人次，参加国内学术会议24人次。本研究不仅可丰富和完善半干旱地区生态水文学理论，也可为荒漠化防治、生态系统健康维持与沙生资源高效利用等问题提供技术依据。