荒漠化地区水文过程及其生态响应研究

荒漠化是我国最主要的环境问题之一，本研究以荒漠化典型地区- - 科尔沁沙地为研究区，采取野外试验、数据分析、遥感反演、模型构建和数值模拟相结合的方法，揭示沙丘、过渡带、草甸及其梯级生态系统地下水-土壤-植被-大气连续体水-热-盐耦合运移机理,明晰沙丘-过渡带-草甸梯级生态系统水文过程，定量分析典型区大气水、植物水、地表水、土壤水及地下水间的转化关系,结合典型区植被生态状况，经地区综合、尺度转换及其效应分析，构建荒漠化地区生态水文耦合模型，确定典型区水文过程与植被空间格局的关系,进而通过情景分析，辨析区域荒漠化进程对极端水文过程的响应规律,最终揭示荒漠化地区水文过程及其对植被生态的影响机理。本研究可创建一套系统、完整、可操作的荒漠化地区生态水文的研究方法，不仅能丰富完善荒漠化地区生态水文学的基本理论，也能为生态水文格局合理构建、天然生态系统健康维持、退化生态系统恢复重建等提供理论基础和科学依据。

荒漠化是最严重的环境-社会-经济问题，荒漠化地区自然环境恶劣，大气水文生态过程等基础研究相对薄弱，导致水文、生态调控治理措施缺乏科学依据，难以达到预期效果。本项目以荒漠化的科尔沁沙地、巴拉嘎尔河流域、鄂尔多斯高原为研究领域，采取观测试验、机理研究、模型构建与模拟分析相结合的方法，在科尔沁沙地开展了沙丘-过渡带-草甸梯级生态系统GSPAC水-热-盐耦合运移机理，典型区“五水”转化关系，典型区水文过程与植被空间格局的关系以及区域荒漠化进程对极端水文过程的响应等研究；在荒漠化的巴拉嘎尔河流域开展了流域土壤侵蚀机理，不同时间尺度下降水趋势及极端事件以及不同气候条件下动物食草率预测模型等研究；在鄂尔多斯高原北部重点开展了地貌辨识及上覆沙层厚度反演研究。此外，针对全国以及黄河、海河等干旱半干旱、半湿润地区典型流域，开展了干旱、荒漠化演变规律以及生态水文过程等研究。.本项目执行期间，建立了高标准、自动化的科尔沁沙地近地面大气-水文-生态观测网。发表SCI论文23篇，累计IF为59.978，平均IF为2.608，最高IF为6.417。其中，IF大于2.0的论文16篇，IF大于3.0的论文8篇，JCR1区SCI论文14篇，JCR2区SCI论文6篇。发表EI论文3篇，会议论文2篇，核心期刊论文27篇。出版专著1部，登记软件著作权2项，获批专利1项。培养博士5名、硕士22名、博士后3名。主办了“全国水资源水环境青年科学家论坛”和“第18届CIGR国际农业工程大会水土工程分会”大型国内和国际学术研讨会。研究人员参加国际学术会议22人次，做分组报告17次，参加国内学术会议21人次，做分组报告8次。项目负责人及主要参加人员入选教育部创新团队发展计划和科技部重点领域创新团队等国家级创新人才支持计划，获其它省部级奖励及荣誉8项。.本项目不仅能丰富和完善荒漠化地区生态水文学理论，也可为荒漠化防治、生态系统健康维持等提供理论基础与技术支撑。主要研究成果被水利、农业、林业和环保等部门所采用，成果转化及应用效果显著。