科尔沁沙地蒸散发时空分异规律及空间尺度提升研究

Desertification is the greatest environmental, social and economic issue the world faced. The desertified regions have harsh environment and the basic research of ecohydrological processes are still relatively inadequate, which leading to many ecological governance policies lack scientific basis in the implementation process, and can not achieve the expected effects. Taking the Horqin Sandy Land as the study area, this proposed project will conduct in situ observations and experiments of individual stem sap flow, leaf area index, soil evaporation, shrub evapotranspiration, hydrology, meteorology, soil, topography and flux at a number of ecohydrological selected sites. Based on the observed data, this project will: 1) obtain the point and regional scale dynamically changed evapotranspiration data of sandy ecosystem with typical shrub vegetations (i.e., Artemisia halodendron, Caragana microphylla, Salix gordejevii); 2) find reliable method and theory for scaling up the sap flow from individual stems to the whole shrub transpiration by using leaf area expansion scalar; 3) clarify the driven factors of surface evapotranspiration variations; 4) verify the results of surface evapotranspiration between point and regional scale; and 5) ultimately develop a scaling up method which can be used to convert point evapotranspiration to regional scale and evaluate the appliance effect of the up scaling method. This project will play an important role in enriching and advancing the desertified ecohydrology subject, and will provide technical information for scientifically evaluating of the water carrying capacity of desertification area as well as restoration/reconstruction and resource utilization of the fixing vegetation.

沙漠化是当今世界面临最大的环境-社会-经济问题之一，这些区域自然环境恶劣，生态水文过程基础研究相对不足，导致很多生态治理政策在实施过程中缺乏科学依据，不能很好地达到预期效果。本项目以科尔沁沙地为研究对象，通过对多个生态水文试验点植被单枝茎流、叶面积指数、裸土蒸发、灌丛蒸散发以及水文、气象、土壤、地形、通量要素的原位观测与试验；获取沙地生态系统典型灌丛植被（差巴嘎蒿、小叶锦鸡儿、黄柳）动态变化的单点和区域尺度蒸散发数据；以叶面积为扩展纯量，寻求从单枝向单株蒸腾耗水可靠的尺度转换方法和理论；在此基础上，剖析地表蒸散发时空分异规律及其影响因素，验证单点与区域尺度地表蒸散发估算结果；发展从单点向区域地表蒸散发可靠的尺度提升方法和理论，并对其适用效果进行评估。本研究对于丰富和完善沙漠化地区生态水文学具有重要学术价值，也可为沙漠化地区水分承载能力科学评价及固沙植被恢复重建与资源利用等问题提供技术依据。

荒漠化地区蒸散发规律研究是开展水文循环、生态过程、全球气候变化等研究的重要环节。本项目以我国荒漠化典型区——科尔沁沙地为研究对象，通过野外观测试验、机理研究、模型构建、模拟分析与适用性评估等工作，在位于科尔沁沙地东南缘的内蒙古农业大学科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区生态水文试验基地，开展了系列基础性研究。揭示了典型灌丛植被不同尺度蒸腾耗水规律，构建了尺度提升方法；揭示了人工杨树蒸腾耗水规律，构建了尺度提升方法；构建了参考作物蒸散发ET0估算模型，并对其适用效果进行了评估；模拟了沙丘-草甸梯级生态系统蒸散发过程，并对模型适用效果进行了评估。.本项目执行期间，建立了沙地生态系统水文、气象、土壤、植被与水热通量数据库；正式发表SCI论文5篇，累计影响因子为11.231，平均影响因子为2.608，最高影响因子为3.191；正式发表EI论文1篇，CSCD论文7篇，已录用CSCD论文2篇；联合培养硕士研究生6名，均取得硕士学位；项目组成员参加国际学术会议4次，做报告4次，参加国内学术会议4次；项目负责人获2017年度高等学校科学研究优秀成果奖（科技进步奖）一等奖，获2016年度内蒙古自治区科技进步奖二等奖，入选内蒙古自治区高等学校“青年科技英才支持计划”。.本研究对丰富和完善干旱半干旱地区生态水文学具有重要的学术价值，也可为沙漠化地区水分承载能力科学评价及固沙植被恢复重建与资源利用等问题提供技术依据。