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荒漠绿洲水热过程与生态恢复技术
[unavailable]
完成单位中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
登记(发布)日期2006
中文摘要“荒漠绿洲水热过程与生态修复技术”是在中国科学院“引进杰出人才”项目“内陆河流域水热动力模拟(2003401)”;中国科学院知识创新工程项目黑河流域水-生态-经济综合管理试验示范第三课题“额济纳绿洲生态环境综合治理试验示范(KZCX1-09-03)”;科技部重大基础研究前期研究专项“GSPAC系统水、汽、热、溶质运移系数的模拟推定与适用性评估(2005CCA05200)”的共同资助下完成的。 1、研究意义 针对西部环境和生态科学重大研究计划项目的科学问题,选择典型的具有干旱地区较多的景观-天然绿洲、过渡带与荒漠带的黑河下游地区进行水-生态-土壤系统试验模拟研究。荒漠绿洲系统中的水文-生态耦合过程的模拟及其建模的理论与方法将为全流域的集成提供理论保证;尤其是荒漠绿洲系统中不同模拟方法可为流域上、中游类似景观的模拟提供借鉴依据,进而促进全流域集总模型的开发和集成。旨在解决维护流域不同生态系统健康的水资源需求与对水环境的适应性等关键问题,为干旱地区经济发展、生态环境保护与水资源优化管理提供技术支持与理论保证。 2、研究内容 (1)植物水热资源的模拟:分析植物的生长及动态特征的变化,植物的地上部分和地下的根系进行量化;分析植物的蒸腾作用和气孔调节作用机制,并探讨植物蒸腾作用和气孔调节之间的复杂关系;对绿洲天然植被蒸散发进行模拟,确定胡杨与柽柳等天然植被的耗水过程,分析影响植物蒸腾的生物因子和环境因素的作用值;初步建立植物参数化模型和SPAC水分传输的综合模型,模拟植物结构影响冠层能量平衡过程,探讨植物状态参数,生理参数和蒸发蒸腾的相互关系。(2)荒漠绿洲系统水文-生态耦合试验模拟:选择能代表荒漠绿洲典型土壤、植被、水文耦合系统特点的小区域,进行荒漠区、过渡区、荒漠绿洲区不同生态系统中的水分传输野外试验,依据区域土壤水分特征曲线实验室测定和野外动态观测资料,建立不同岩性结构土壤剖面的饱和-非饱和土壤水分运移模拟模型,以试验数据为基础,确定不同地下水变动条件下荒漠绿洲群落的响应关系。(3)水热空间演化和机制:分析包括近地面层大气地湍流运动、土壤水热运动、陆面过程(冠层地叶面温度,土壤温度,冠层含水量,土壤含水量)、陆面的生态过程。同时进行对区域性的水文参数测量,给出渗透系数、潜水蒸发系数、给水度、降水入渗补给系数,计算出模型的参数,探讨水热空间演化机制。(4)不同水文情境下生态系统的响应:选择不同地下水位埋深区,进行植物群落、土壤特征、非饱和带水分状况的野外调查,综合典型区大气、水文、生态耦合过程的试验模拟结果,预测不同水文情境下生态系统的响应以及不同生态系统条件下的水分运移规律,实现区域水文-生态耦合分析模拟。以此为基础,在给定绿洲生态适宜地下水位,天然绿洲、人工绿洲保护区范围的条件下,优化配置水资源,促进地区水、生态、经济的协调持续发展。 3、研究成果 首次对额济纳绿洲的土壤-植被-大气系统水热传输和陆面水文过程进行长期观测,建立了初步的土壤-植被-大气模拟模型,形成了极端干旱区水-土-气-生的初步理论。通过对额济纳绿洲主要植物耗水量的研究,首次提出了极端干旱区地下水-土壤水-植物水-大气连续体(GSPAC)的水分循环模型,提出了土壤含盐量是决定该地区植被类型变化与分布的主要生态因子之一的新观点。本课题经过10年的多学科联合攻关,总结出了荒漠河岸林抚育技术体系;戈壁造林技术体系;荒漠灌木寄生中药材技术和优质牧草培育技术。初步形成了极端干旱区绿洲的护、封、育、造的各项技术。在示范区的带动作用下,由于各项技术操作简单、投资较少、效益较高,已在内蒙古额济纳地区进行推广。2000~2007年,共完成试验面积1000hm^2,示范面积为32110ha^2。通过试验示范使示范区的人工草地鲜草产量达到5.87~7.6万kg/hm^2,戈壁苁蓉的嫁接成活率从20%提高到30~40%,戈壁造林成活率达75~80%。
中文关键词水热传输 ; 生态恢复 ; 荒漠绿洲
成果类型应用技术
语种中文
国家中国
中图法分类号X171.4
URLhttp://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001340065
来源机构中国科学院西北生态环境资源研究院
资源类型成果
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242136
推荐引用方式
GB/T 7714
[unavailable]. 荒漠绿洲水热过程与生态恢复技术[Z]. 应用技术,2006.
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