本项目以浑善达克沙地研究区，以研究区非饱和带岩性调查和自然生态系统中天然植被调查试验为基础，结合典型地区的天然植被蒸发蒸腾量试验资料，用全新的能量平衡、热量传输、湍流扩散理论研究通过垂向上有不同结构的冠层通量，建立计算自然生态系统天然牧草群落、乔木、灌木群落日蒸腾蒸发量的多维、多涌源能量模型，通过土壤水动力学模型、地下水动力学、现场实验等法模拟地下水位并对计算结果进行验证。利用遥感理论、冠层光合模型、植被蒸散发模型和土壤水热均衡模型的耦合技术探索冠层尺度天然植被蒸散发向区域尺度天然植被蒸散发转化的转化函数及尺度提升技术。利用经检验的多维、多涌源能量模型给出计算植被区域耗水总量的方法，为水资源承载能力分析提供生态需水量的科学依据，促进生态建设持续发展。提出这些模型在干旱寒冷区推广使用的条件、要求和修正方法。