三江平原农业活动胁迫下的区域生态环境过程及安全调控研究

三江平原是我国"新增千亿斤粮食建设规划"的核心区域，研究该地区农业活动胁迫下区域生态环境过程与安全调控原理具有重要的理论和现实意义。本项目拟选择三江平原农业活动过程中三类典型开发模式下的生态与环境单元为研究对象，即生态开发型、经济开发型和传统开发型；通过多元信息遥感反演与原位定量观测，建立生态与环境要素时空数据库、景观单元物质迁移观测与断面水文水质观测数据库；通过开展系统的研究，解析中高纬温带-冻融区农业活动胁迫下的区域生态水文过程、景观单元物质土水界面迁移及污染物迁移转化过程；构建并拓展模型系统，辅以模型集成与优化耦合，借助生态设计与情景分析等方法，以探明农业活动与流域污染物迁移响应机制；运用历史重建、趋势预测与情景分析，建立环境异常识别体系，最终提出区域生态环境安全范式。该研究成果将补充完善中高纬温带-冻融区生态水文学理论，为三江平原农业开发的可持续发展提供科学指导。

三江平原是我国“新增千亿斤粮食建设规划”的核心区域，研究该地区农业活动胁迫下区域生态环境过程与安全调控原理具有重要的理论和现实意义。本项目针对三江平原季节性冻融和农业开发的特征，分别从景观单元尺度、流域尺度和区域尺度三个方面分析了农业活动与生态环境演变的响应。通过开展三江平原农田氮磷平衡核算研究、土地利用变化对土壤元素分布特征的影响研究以及冻融农区表层土吸附特征研究，明确了景观单元尺度下物质运移和转化规律；通过开展三江平原典型流域非点源污染模拟研究，探明了农业活动胁迫下污染物在流域尺度的迁移过程，评价了农业非点源污染负荷对人类开发活动的响应；通过以EcoHAT系统为基础耦合水文循环、元素循环和植被生长过程，构建了遥感驱动的分布式氮磷迁移模型，进而实现在整个三江平原尺度模拟计算氮磷迁移过程；最后在深入探讨三江平原土地利用变化对区域生态环境影响的基础上，通过建立区域生态安全评价指标体系对三江平原生态安全进行综合评价，并应用GM（1,1）模型开展了生态安全预警研究，提出生态安全调控措施。该项目研究成果将补充完善中高纬温带-冻融区生态水文学理论，为三江平原农业开发的可持续发展提供科学指导。