湿地下垫面冷湿空间过程数值模拟研究

通过对典型积水沼泽湿地下垫面小气候环境要素、能量平衡要素的定位观测和近地大气边界层探测，建立湿地下垫面二维和三维边界层数值模式，耦合改进的SHAW界面过程模型，研究分析典型积水沼泽湿地小气候要素特征及地-气界面水汽、能量垂直交换过程规律，探索湿地近地大气边界层温湿度廓线结构特征、湿地与相邻农田生态系统之间的能量与水分交换规律，从景观层面揭示湿地冷湿气候效应的形成机制和影响范围，服务于湿地管理、湿地恢复和人工湿地的构建等湿地生态工程模式和管理技术。

按照项目计划任务，在项目研究区域三江平原地区的洪河自然保护区湿地、三江自然保护区的抓吉湿地和中国科学院三江平原沼泽湿地生态站湿地综合试验场，分别建立了不同尺度的湿地冷湿效应要素观测网络体系并进行了连续3年的野外观测和数据积累；引入SHAW界面过程模型并通过添加湿地积水层的方式对模型进行了改进，使之能够适用于有地表积水的沼泽湿地水热过程模拟，分析揭示了典型平原积水沼泽湿地小气候要素特征及地-气界面水汽、能量垂直交换过程规律；构建了二维湿地单一下垫面大气边界层数值模式和三维湿地-农田复杂下垫面大气边界层数值模式；利用构建的大气边界层数值模式模拟了湿地和湿地-农田下垫面大气边界层温、湿廓线的结构特征及其变化，证实了大面积积水沼泽湿地具有“冷湿岛”的小气候特性，并定量揭示了湿地“冷湿”气候效应的时空变化规律。 .全面完成了项目预期的研究目标和对应的考核指标，迄今为止，本项目在国内外核心期刊和重要国际会议上发表研究论文全文12篇（含录用待刊2篇），其中SCI收录2篇，EI收录3篇，CSCD收录7篇；在国际和国内学术会议做专题报告或讲座12人次；受理发明专利2个；编写了专著《中国泥炭地碳储量及碳循环》第六章。在本项目的资助下，聂晓博士生和拱秀丽硕士生顺利完成她们的学业，获得了博士和硕士学位。另外，后期参加本项目工作的陈卫卫和张世春博士相继中标国家自然科学基金青年基金项目各1项。本项目的部分研究成果获得了2011和2012年吉林省自然科学学术成果二等、三等奖各1项。