课题基金 / 基金详情

降雨放牧控制对退化草原高光谱和能量耦合影响机制的空天地协同研究

批准号:
52079063
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
张圣微
依托单位:
学科分类:
工程水文与水资源利用
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张圣微

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
干旱半干旱区草地生态系统受少且多变的降水和放牧影响,是草地退化的主要因素,全球变化背景下降水时空格局的改变和地方放牧策略的调整将对草地生态水文过程产生综合作用。但不同降雨和放牧下退化草原土壤、植被及其高光谱特征和不同处理条件下退化草原能量平衡过程仍不明确。本项目拟通过在退化草原进行降雨和放牧控制试验,收集地表水文、土壤、植被和能量在不同处理条件下的变化数据,开展降雨和放牧对土壤植被能量过程的影响规律与互作机理分析;开展近地面高光谱观测,明确控制降雨和放牧下土壤植被变化的高光谱响应机制;通过获取无人机和卫星遥感数据,明晰土壤和植被与地表能量变化的耦合机制,以实现对退化草原高光谱和能量影响机制的空天地协同研究。本研究对丰富草地生态水文实验方案和理论体系,揭示水文、土壤、植被和能量动态响应关系有重要意义,可为人类-自然双重干预下的退化草原生态水文和能量平衡过程研究以及草原可持续管理提供科学依据。
英文摘要
Grassland ecosystem in arid and semiarid is mainly limited by low and variable precipitation and grazing. Overgrazing and precipitation variation are the main factors causing grassland degradation. Spatiotemporal changes of precipitation pattern and local grazing regimes under the globe change background supposed to have significant integrated influence on grassland eco-hydrological process. However, there are not examined know how and to what the extent the degradation grassland soil, plant, hyperspectral characteristics and energy balance process under altered precipitation and grazing. This proposed project supposed to initiate a new experiment in a degradation grassland to manipulate precipitation and grazing and collecting the hydrology, soil, plant and energy data from different treatments. The objectives of the proposed project are (1) to study the law and interaction mechanism of soil, plant and energy process response to altered precipitation and grazing, and (2) to clear the response mechanism of hyperspectral to soil and vegetation change by integrate near-surface hyperspectral observations, and (3) to figure out the coupling mechanism of soil and plant to energy change from acquiring drone and satellite remote sensing data. Finally, a space-air-ground collaborative study on the hyperspectral and energy impact mechanisms of degraded grassland will be achieved. This proposed project will rich and perfect the methodological and theoretical foundation of grassland eco-hydrology, and also have significant meaning for confirming grassland hydrology, soil, vegetation and energy interactive response with each other. The expected results of this project will provide scientific support to degradation grassland eco-hydrological and energy process research and grassland sustainable development under human and natural caused environmental change.
内蒙古草原是我国北方重要的生态安全屏障,承载着历史文化与经济社会发展的重任。然而,其生态系统极其脆弱,历史上由于受到气候变化和人类活动的双重扰动,草原退化问题不仅一直困扰当地经济、生态和畜牧业发展,还是农牧民收入及国家生态和粮食安全的重要威胁。尽管研究表明降水时空格局的改变和放牧策略的调整会对草地生态水文过程产生综合作用,但不同降雨和放牧条件下退化草原的水文、土壤、植被过程及其伴生的地表能量平衡过程的响应机制尚待深入研究。本项目针对内蒙古锡林郭勒草原退化区,设计了人工控制降雨与禁牧放牧的双因素控制试验,定点持续的观测水文、土壤、植被和地表辐射能量的变化。通过分析不同降雨和放牧处理下的土壤、植被和能量过程的响应规律,揭示了土壤和植被变化对地表辐射收支过程的影响机制。同时,引入地表成像高光谱观测,深入探讨了在不同处理条件下地物高光谱的变化特征。最终,通过无人机和卫星遥感数据,对区域植被和能量过程进行反演,进一步明确了土壤和植被与地表能量变化之间的耦合关系,从而实现对退化草原高光谱特征和能量影响机制的空-天-地协同研究。
不同放牧和阻风下草地空气动力差异及其对土-气界面水热通量的作用机理
  • 批准号:
    52279017
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    张圣微
  • 依托单位:
改变降水对内蒙古典型草原禁牧与放牧草地水文土壤植被影响机制研究
  • 批准号:
    51779116
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    张圣微
  • 依托单位:
科尔沁沙地典型生态系统水热通量传输机理及其与植被耦合关系试验和模拟研究
  • 批准号:
    51569017
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    张圣微
  • 依托单位:
内蒙古典型草原水文过程及其扰动与触发草地退化的水文临界条件实验与模拟研究
  • 批准号:
    51269014
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    张圣微
  • 依托单位:
国内基金
海外基金