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不同放牧制度对草原湖泊湖岸带生态系统中植被水分选择利用的影响
结题报告
批准号:
51779118
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
李畅游
依托单位:
学科分类:
E10.环境工程
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
樊才睿、刘禹、吴用、王静洁、姜涛、徐琼、马雪鑫、吴其慧
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中文摘要
北方寒旱区草原湖泊湖岸带生态系统在典型气候条件下,其植被生态需水过程存在其特殊性。以实测数据和调查数据为基础,应用统计数学、地质数学、模式辨识、遥感、稳定同位素等方法,将湖岸研究区按照植被类型的分布和放牧制度情况进行分区,分析放牧制度对其特征因子影响,建立起湖水与地下水补给响应关系,分析研究区内的植被、气象、土壤、景观生态、生态过程的水文响应机制的时空变化特征,在前期资料的基础上采集土壤水、湖水、地下水、雨水、雪水、植被水样品,测定其稳定同位素δD、18O,采集各个生长期内的植被叶片测定其稳定同位素δ13C,对比分析各样品中的δD、18O、δ13C的分布特征,确定湖岸植被生态需水选择利用机制,并建立参考作物系数模型和冠层涌源模型,对湖岸带植被蒸散发量进行模拟,探讨不同放牧制度下湖岸植被需水蒸发过程机制,揭示不同放牧制度下生态水文环境机理及演变过程。
英文摘要
The process of ecological water requirement for vegetation of the cold and arid area in the north shore of Grassland Lake ecosystem has its particularity under its typical climatic conditions.Based on the measured and investigated data,set the shore study area into different parts according to the distribution of vegetation types and grazing systems,using statistical mathematics ,geology mathematics, pattern recognition, remote sensing, stable isotopes and such methods , analysis the impact of grazing system to its special factors,set up the recharge response relationship between water and groundwater,analysis the temporal variation characteristics of hydrological response mechanism between Vegetation, meteorology ,soil, landscape ecology and ecological process,collect soil water, lake water, groundwater, rain, snow, vegetation water samples on the basis of preliminary data acquisition,make the determination of the stable isotopes δD、18O, collect the vegetation leaf blade in different growth period,measure its stable isotopeδ13C, comparison and analysis the distribution characteristics of δD、18O、δ13C in each sample,determine the use mechanism of lake shore ecological water requirement for vegetation, and establish the reference crop coefficient model and canopy sites model to simulate the vegetation evaporation quantity,explore the process mechanism of lake shore water requirement and evaporation for vegetation under different grazing systems,revealing the ecological and hydrological environment mechanism and evolution process under different grazing system.
呼伦湖做为我国北方第一大淡水湖,在调节气候,涵养水源方面具有其独到的作用,其所在的呼伦贝尔草原是全世界范围内最大的天然草原,草地水草肥美,与大兴安岭共同构筑了我国北方的生态屏障。但是近年来草原上牲畜-植被-水之间的问题一直困扰着草原的生态环境的和谐发展。因此本项目以呼伦湖湖岸带及周边草原为研究区域,进行放牧活动对草地生态水文、蒸散发及水分截留再分配影响的研究。主要研究结果如下:(1)三种放牧草场土壤物理性质变化无明显规律。土壤中氮磷钾等元素含量变化差异较大,总体显示随深度的增加逐渐增大。多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶活性退化程度变化趋势基本一致,均随土壤深度的增加而逐渐减小。对草地进行健康评价,休牧草场处于健康状态,轮牧草场处于亚健康状态或健康状态,自由放牧草场处于不健康状态。(2)三种放牧草场土壤入渗率为休牧草场>轮牧草场>自由放牧草场,利用Horton模型、Philip模型、Kostiakov模型模拟不同放牧制度草地土壤入渗过程,三种模型中Horton模型模拟效果最好,Kostiakov模型效果最差。(3)自由放牧草地植被蒸腾量为544.06mm,轮牧草地植被蒸腾量为553.78mm,休牧草地植被蒸腾量为568.29mm。土壤含水率与土壤蒸发量相关系数最高为0.503-0.558,参考作物模型计算不同放牧制度草地土壤蒸发量及蒸腾量,三种放牧草场的计算值和实测值基本变化趋势吻合。(4)三种放牧草场各个物种的单株植被截留量随植被株高、鲜重、叶面积增加而增大。三种放牧草场整体植被截留量与植被覆盖度和叶面积、降雨量相关性较好,截留量与降雨量呈对数相关关系,与降雨强度间的关系呈抛物线。利用植被的盖度、株高、生物量、叶面积指数与截留量间的关系,建立整体植被截留非线性回归模型,模型的模拟效果较好,相关系数可以达到0.89以上。在非线性回归模型的基础上改进王彦辉模型,对整体植被截留量进行模拟,模拟效果较好相关系数均达到0.9以上。
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:10.18306/dlkxjz.2019.12.009
发表时间:2019
期刊:地理科学进展
影响因子:--
作者:吴其慧;李畅游;孙标;史小红;赵胜男;韩知明
通讯作者:韩知明
DOI:--
发表时间:2019
期刊:水电能源科学
影响因子:--
作者:梁丽娥;李畅游;张正洪
通讯作者:张正洪
Effects of pH on phosphorus form transformation in lake sediments
pH值对湖泊沉积物中磷形态转化的影响
DOI:10.2166/ws.2021.356
发表时间:2021-10
期刊:Water Supply
影响因子:1.7
作者:Zhao Shengnan;Shi Xiaohong;Sun Biao;Liu Yu;Tian Zhiqiang;Huotari Jussi
通讯作者:Huotari Jussi
DOI:--
发表时间:2019
期刊:节水灌溉
影响因子:--
作者:樊才睿;张成福;史小红;孙标
通讯作者:孙标
DOI:10.3390/rs12244177
发表时间:2020-12
期刊:Remote Sensing
影响因子:5
作者:Zhu Yonghua;Luo Pingping;Zhang Sheng;Sun Biao
通讯作者:Sun Biao
冻融过程中湖泊污染物多介质迁移转化规律及机制研究
  • 批准号:
    51339002
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    302.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    李畅游
  • 依托单位:
寒区湖冰形成过程模拟及其对环境影响效应研究
  • 批准号:
    51169017
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    李畅游
  • 依托单位:
寒旱区典型气候和下垫面条件下湖泊面源污染及其效应研究
  • 批准号:
    51069007
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    李畅游
  • 依托单位:
寒旱区湖泊冰封期水动力学过程与水质污染特征研究
  • 批准号:
    50969005
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    李畅游
  • 依托单位:
干旱区草型湖泊富营养物质存在形态及其模拟模型研究
  • 批准号:
    50669004
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    李畅游
  • 依托单位:
干旱区草型浅水湖泊不同富营养化状态临界体系的研究
  • 批准号:
    50569002
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    李畅游
  • 依托单位:
干旱区草型湖泊富营养化控制及其水环境分析研究
  • 批准号:
    50269001
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    李畅游
  • 依托单位:
国内基金
海外基金