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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
结题报告
批准号:
51779116
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张圣微
依托单位:
学科分类:
E0901.工程水文与水资源利用
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏腾飞、张晓晶、宋海清、张睿、徐冉、张鹏、郝祥云、刘丹丹
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中文摘要
干旱半干旱区草地生态系统生产力主要受少且多变的降水和放牧影响,全球变化背景下降水时空格局的改变及放牧策略的调整将对草地生态水过程产生重要影响。研究表明过度放牧和降水改变是草地退化的主要影响因素,但改变降水和不同放牧条件对草地水文、土壤和植被过程的影响及其交互作用机制仍不明确。本项目拟通过在我国温带典型草原锡林郭勒草原进行改变降水和不同放牧处理试验,通过收集水文土壤要素在不同处理条件下的变化数据,开展改变降雨对不同放牧条件下土壤水分、蒸发和入渗等水文过程的影响研究;并结合植被观测数据分析改变降雨对不同放牧条件草地物种、群落及生物量的影响规律;最终运用数据分析和模型相结合的方法揭示不同放牧条件与降雨对草地水文土壤植被过程的交互影响机制。本研究对丰富草地生态水文理论体系,揭示草地水文、土壤和植被动态响应关系有重要意义,可为人类和自然双重变化环境下草地生态水文过程研究和草原可持续管理提供科学依据。
英文摘要
Grassland ecosystem production in arid and semiarid is mainly limited by low and variable precipitation and grazing. Spatio-temporal changes of precipitation pattern and grazing regimes under the globe change background supposed to have significant influence on grassland eco-hydrological process. Although previous studies identified that the main factors causing the degradation are overgrazing and precipitation variation, they have not examined how and to what the extent the grassland hydrological, soil and plant process have been influenced and interactive effected by altered precipitation and grazing or enclosure. This proposed project supposed to initiate a new experiment in a typical temperate grassland in Xilingol steppe to manipulate precipitation and grazing. The objectives of the proposed project are (1) to study soil moisture, evapotranspiration and infiltration and so on hydrological process response to altered precipitation and grazing or enclosure by collecting hydrological and soil data from different treatments, and (2) to quantify species composition, community and biomass variations under altered precipitation and grazing or enclosure by integrate plant observation data, and (3) to integrate experimental results into data analysis and models to improve our understanding of grassland hydrological, soil and plant process and their interactive effects of altered precipitation and grazing or enclosure. This proposed project will rich and perfect the theoretical foundation of grassland eco-hydrology, and also have significant meaning for confirming grassland hydrological, soil and plant interactive response with each other. The expected results of this project will provide scientific support to grassland eco-hydrological research and grassland sustainable development under human and natural caused environmental change.
内蒙古草原的迅速退化正在引起严重的生态环境问题。尽管研究表明引起草地退化的主要因素有过度放牧、农恳开发和气候变化,但对自然水文过程的改变原因和程度、触发草地退化的水文条件等问题还没有足够认识。本项目以正镶白旗草原为主要研究区,建立生态-水文试验基地,进行野外定点连续气象、水文、土壤、植被要素观测。并结合研究区其他生态水文过程观测-试验资料和遥感数据,通过水文学、生态水文学、土壤学和遥感科学的交叉结合,全方位研究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。项目主要开展了内蒙古典型草原生态系统土壤水分变化及其对改变降雨的响应研究;不同放牧条件下草原土壤水分变化及其影响因素研究;草地植被生物量和物候在不同降雨和放牧情况下的变化特征;基于生态水文模型的草地生物量估算及其与降雨和放牧的关系。研究结果可以丰富和完善草地生态水文理论,揭示草地水文、植被、土壤动态响应关系,为草地退化过程预测提供支撑,最终为退耕还草策略、实现草原生态水文过程与人类社会经济发展和谐统一提供科学依据。.通过本项目的实施,取得了如下研究成果:.1、获得研究区2018-2021年的气象和土壤水分连续观测数据集,连续四年植被调查和土壤调查数据集,同时获取多年水文观测资料、遥感资料,整合以上数据建立研究区的流域生态水文数据集;.2、得到了不同放牧和降雨试验对草地水文土壤植被过程的交互影响规律,并构建了能够模拟不同放牧和降雨情景的草地生态水文模型;.3、在本项目的资助下发表论文20篇,其中SCI期刊收录3篇,EI收录期刊1篇,另有2篇英文和2篇中文论文投稿中,申请专利5项,获批1项;.4、项目执行期间共培养硕士研究生9名,毕业6名,支持1人获得国家奖学金,5人获内蒙古自治区奖学金,25名本科学生完成本科毕业论文,项目组成员1人晋升为高级实验师;.5、项目执行期间项目组成员多次参加相关学术会议,同时邀请国内外学者赴研究区考察并及学术交流。.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2020
期刊:农业工程学报
影响因子:--
作者:张璐;朱仲元;张圣微;王慧敏
通讯作者:王慧敏
DOI:10.13869/j.cnki.rswc.2019.06.030
发表时间:2019
期刊:水土保持研究
影响因子:--
作者:高露;张圣微;朱仲元;徐冉;张鹏
通讯作者:张鹏
DOI:10.13870/j.cnki.stbcxb.2020.04.027
发表时间:2020
期刊:水土保持学报
影响因子:--
作者:张璐;朱仲元;王慧敏;王飞
通讯作者:王飞
Soil microbial community variation with time and soil depth in Eurasian Steppe (Inner Mongolia, China)
欧亚草原土壤微生物群落随时间和土壤深度的变化(中国内蒙古)
DOI:10.1186/s13213-021-01633-9
发表时间:2021-05
期刊:Annals of Microbiology
影响因子:3
作者:Zhao Hongbin;Zheng Wenling;Zhang Shengwei;Gao Wenlong;Fan Yueyue
通讯作者:Fan Yueyue
DOI:10.13869/j.cnki.rswc.2021.03.044
发表时间:2021
期刊:水土保持研究
影响因子:--
作者:张鹏;张圣微;徐冉;高露;高文龙;杜银龙
通讯作者:杜银龙
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:
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:
    59万元
  • 批准年份:
    2020
  • 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