專家信息:
莫興國(guó) ,男,1966年生于廣西桂林,F(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所創(chuàng)新基地研究員, 博士生導(dǎo)師。
教育及工作經(jīng)歷:
1987年獲南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)士學(xué)位。
1990年獲南京大學(xué)大氣科學(xué)碩士學(xué)位。
1993年獲中國(guó)科學(xué)院地理研究所自然地理學(xué)博士學(xué)位。
1996年2月至8月赴美國(guó)農(nóng)業(yè)部土壤耕作實(shí)驗(yàn)室訪問。
2001年8月至2002年8月獲英國(guó)皇家學(xué)會(huì)資助到Lancaster 大學(xué)進(jìn)行合作研究。
2007年2月-2007年10月到加拿大多倫多大學(xué)進(jìn)行合作研究。
社會(huì)兼職:
1.中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所客座研究員。
2.中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)委員會(huì)理事。
3.《土壤》雜志編委。
4.世界銀行、全球環(huán)境基金會(huì)關(guān)于黃淮海農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化項(xiàng)目的短期專家。
5.中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)水資源專業(yè)委員會(huì)委員。
6.中國(guó)地理學(xué)會(huì)會(huì)員。
7.國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)員和國(guó)際水資源協(xié)會(huì)會(huì)員。
8.Journal of Hydrology, Ecological Modelling, Agricultural and Forestry Meteorology, Hydrological Processes, Agricultural Water Management, African Journal of Plant Sciences, Biogeosciences和領(lǐng)域重要中文學(xué)報(bào)等雜志審稿人。
科學(xué)研究:
研究方向:
土壤-植被-大氣系統(tǒng)物質(zhì)能量傳輸轉(zhuǎn)化機(jī)理、尺度擴(kuò)展和不確定性理論; 區(qū)域式生態(tài)水文模型;陸地生態(tài)系統(tǒng)模型與遙感信息同化方法;生態(tài)系統(tǒng)水碳氮循環(huán)與氣候變化。
承擔(dān)科研項(xiàng)目情況:
1.科技部973項(xiàng)目課題 “氣候變化對(duì)北方典型農(nóng)業(yè)及生態(tài)脆弱區(qū)水資源的影響”。
2.863課題 “華北平原大田作物產(chǎn)量形成的協(xié)同模擬及區(qū)域仿真系統(tǒng)”。
3.973項(xiàng)目專題“陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)動(dòng)力學(xué)模型”。
4.國(guó)際合作項(xiàng)目課題“典型流域水量水質(zhì)對(duì)氣候變化的響應(yīng)”。
5.國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)項(xiàng)目“華北平原作物水分利用效率及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)”、“大流域水文循環(huán)對(duì)全球變化的響應(yīng)研究”、“非均勻地表/大氣水熱交換及其在流域水量預(yù)報(bào)中的應(yīng)用”、課題“農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水分運(yùn)行規(guī)律研究”。
6.中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目專題“松嫩平原農(nóng)業(yè)耗水及優(yōu)化配置研究”、“土地利用/土地覆被變化對(duì)流域水文過程的影響研究”。
7.所創(chuàng)新基地項(xiàng)目“華北平原地表水汽、CO2和熱量通量及尺度擴(kuò)展研究”。
科研成果:
1.系統(tǒng)開展了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量、水分和養(yǎng)分循環(huán)的田間試驗(yàn)觀測(cè)。針對(duì)SPAC系統(tǒng)關(guān)鍵過程和機(jī)理,揭示了地氣界面能量、水汽與CO2交換規(guī)律;揭示了作物冠層輻射傳輸機(jī)制、葉片氣孔導(dǎo)度時(shí)空變異性;構(gòu)建了氣孔導(dǎo)度與環(huán)境因子的關(guān)系式;推導(dǎo)出基于土壤溫度的表層導(dǎo)溫率和熱通量的定量關(guān)系。
2.自主開發(fā)了植被界面過程(Vegetation Interfaces Processes,簡(jiǎn)稱VIP)的生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)模型, 用于田間-流域-區(qū)域的跨尺度生態(tài)系統(tǒng)水分、能量、碳氮循環(huán)過程及其相互作用的模擬和預(yù)報(bào)。與國(guó)內(nèi)外其他類似模型相比,特別在三源(即受光葉、遮蔭葉和土壤)能量平衡的概念、地表產(chǎn)流的變蓄水容量方案、植被生態(tài)水文特征參數(shù)的動(dòng)態(tài)反演方法和模型與遙感信息融合方面做出了創(chuàng)新研究成果。VIP模型已在我國(guó)的華北、黃河、長(zhǎng)江上游、東北、新疆、內(nèi)蒙等地的農(nóng)田、草地生態(tài)系統(tǒng)和復(fù)雜下墊面區(qū)域得到廣泛應(yīng)用。
3.開展了生態(tài)水文過程模型與觀測(cè)數(shù)據(jù)融合、模型不確定性、尺度擴(kuò)展研究。應(yīng)用GLUE和敏感性分析方法,分析了VIP、LISFLOOD和新安江等模型的不確定性,探索了參數(shù)的取值空間和異參同效性,評(píng)估了模型預(yù)報(bào)的置信區(qū)間;首次采用集合卡爾曼濾波方法反演出生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的季節(jié)和年際時(shí)間變化規(guī)律;采用多目標(biāo)優(yōu)化方法反演了蒸騰和光合作用的關(guān)鍵參數(shù);基于不同分辨率數(shù)據(jù)的模擬分析, 提出了生態(tài)水文模型使用中的“1km分辨率法則”和尺度下延方法。
4.在氣候-生態(tài)-水文過程的相互作用方面,獲得如下成果:(i)提出了從控制表層土壤水分和葉片氣孔阻力兩方面入手的農(nóng)業(yè)節(jié)水評(píng)估方法;(ii)揭示了華北平原等區(qū)域的產(chǎn)量、蒸散量、水分利用效率等生態(tài)水文要素的時(shí)空演變及驅(qū)動(dòng)機(jī)制;(iii)揭示了生態(tài)水文過程對(duì)氣候變化和環(huán)境變化的響應(yīng)機(jī)制、提出了調(diào)控適應(yīng)方法。通過模型與統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法,揭示了黃土高原生態(tài)水文過程對(duì)氣候變化和生態(tài)建設(shè)措施的響應(yīng)機(jī)制,提出了蒸散耗水未必隨生態(tài)建設(shè)措施而變化,還草還林措施需要謹(jǐn)慎實(shí)施;針對(duì)華北平原冬小麥-夏玉米作物輪作系統(tǒng),采用南北比較、多站比較和區(qū)域分布式模擬,揭示了作物產(chǎn)量、水量平衡、能量平衡和碳循環(huán)對(duì)氣候變化情景的響應(yīng)。結(jié)論已被世界銀行、全球環(huán)境基金(GEF)和我國(guó)財(cái)政部聯(lián)合資助“黃淮海農(nóng)業(yè)對(duì)氣候變化的響應(yīng)和適應(yīng)計(jì)劃行動(dòng)”采納,為制定農(nóng)業(yè)的氣候變化適應(yīng)措施、保障國(guó)家糧食和水資源安全提供了科學(xué)依據(jù)。(iv) 將模型與能值理論結(jié)合,診斷了華北平原農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性,為水資源綜合管理提供科學(xué)依據(jù)。
論文專著:
發(fā)表論文:
英文論文:
1 Mo, X. G ., et al.,2009. Scale effects on actual evapotranspiration and gross primary production over a large basin. Hydrological Sciences Journal, 54(1): 160-173.
2 Mo, X. G ., et al., 2009. Optimization of ecosystem model parameters through assimilating eddy covariance flux data with an ensemble Kalman filter. Ecological Modelling, 217:157-173.
3 Mo, X. G ., et al., 2006. Parameter conditioning and prediction uncertainties of the LISFLOOD-WB distributed hydrological model. Hydrological Sciences Journal, 51(1): 45-65
4 Mo, X. G ., et al., 2005. Simulation of winter wheat production and water use efficiency with GIS and RS Data in the North China Plain. Ecological Modelling, 183:301-322.
5 Mo, X. G ., et al., 2005. Long-term water budget estimation with the modified distributed model LISFLOOD-WB over the Lushi basin, China. Meteorology and Atmospheric Physics, 90:1-16.
中文論文:
1 基于變異性范圍法(RVA)的河流生態(tài)流量估算 舒暢; 劉蘇峽; 莫興國(guó) ; 鄭超磊; 張守紅; 邱建秀 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào) 2010- 05-18
2 新安江模型在高寒無資料地區(qū)的水文過程模擬(英文) 舒暢; 劉蘇峽; 莫興國(guó) ; 王昆; 鄭超磊; 張守紅 Journal of Resources and Ecology 2010-06-30
3 降雨和水保措施對(duì)無定河流域徑流和產(chǎn)沙量影響 張守紅; 劉蘇峽; 莫興國(guó) ; 舒暢; 鄭超磊; 侯博 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2010-07-15
4 植被界面過程(VIP)生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)模式研究進(jìn)展 莫興國(guó) ; 劉蘇峽; 林忠輝 資源科學(xué) 2009-02-15
5 華北平原1951年至2006年風(fēng)速變化特征分析 劉蘇峽; 邱建秀; 莫興國(guó) 資源科學(xué) 2009-09-15
6 陸地生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力過程模擬集成研究 朱英浩; 莫興國(guó) ; 劉蘇峽 湖北大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版) 2009-12-25
7 植被界面過程(VIP)模型的改進(jìn)與驗(yàn)證 王昆; 莫興國(guó) ; 林忠輝; 張喜英; 舒暢 生態(tài)學(xué)雜志 2010-02-15
8 羊草草原碳循環(huán)過程的模擬與驗(yàn)證 程遷; 莫興國(guó) ; 王永芬; 林忠輝 自然資源學(xué)報(bào) 2010-01-15
9 用斜率和曲率濕周法推求河道最小生態(tài)需水量的比較 劉蘇峽; 莫興國(guó) ; 夏軍; 劉昌明; 林忠輝; 門寶輝; 吉利娜 地理學(xué)報(bào) 2006-03-30
10 基于遙感信息預(yù)測(cè)土壤水分研究 何玲; 汪志農(nóng); 莫興國(guó) 水土保持研究 2006-04-30
11 黃淮海地區(qū)冬小麥生產(chǎn)力時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析 莫興國(guó) ; 林忠輝; 劉蘇峽 自然資源學(xué)報(bào) 2006-05-30
12 基于 MODIS數(shù)據(jù)的無定河流域蒸散模擬 陳丹; 莫興國(guó) ; 林忠輝; 劉蘇峽 地理研究 2006-07-30
13 無定河區(qū)域1981~2001年植被生產(chǎn)力和水量平衡對(duì)氣候變化的響應(yīng) 莫興國(guó) ; 郭瑞萍; 林忠輝 氣候與環(huán)境研究 2006-07-30
14 植物根系水力再分配模型參數(shù)分析與尺度轉(zhuǎn)換 王昆; 劉穎慧; 高瓊; 莫興國(guó) 植物生態(tài)學(xué)報(bào) 2006-11-30
15 NDVI時(shí)間序列諧波分析與地表物候信息獲取 林忠輝; 莫興國(guó) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2006-12-30
16 基于MODIS遙感數(shù)據(jù)計(jì)算無定河流域日蒸散 何玲; 莫興國(guó) ; 汪志農(nóng) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2007-05-31
17 森林、草地和農(nóng)田典型植被蒸散量的差異 郭瑞萍; 莫興國(guó) 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2007-08-15
18 基于生物習(xí)性和流量變化的南水北調(diào)西線調(diào)水河道的生態(tài)需水估算 劉蘇峽; 夏軍; 莫興國(guó) ; 林忠輝; 劉昌明; 軒曉博; 吳春華 南水北調(diào)與水利科技 2007-10-25
19 氣候變化對(duì)無定河流域生態(tài)水文過程的影響 莫興國(guó) ; 林忠輝; 劉蘇峽 生態(tài)學(xué)報(bào) 2007-12-15
20 黃河沿岸陜?cè)^(qū)土壤水分的空間變化特征及其驅(qū)動(dòng)力因子分析 劉蘇峽 ; 毛留喜; 莫興國(guó) ; 趙衛(wèi)民; 林忠輝 氣候與環(huán)境研究 2008-09-20
21 新安江模型參數(shù)的不確定性分析 舒暢; 劉蘇峽; 莫興國(guó) ; 梁忠民; 戴東 地理研究 2008-03-15
22 CLIGEN生成干旱半干旱地區(qū)降水相關(guān)參數(shù)的驗(yàn)證 林忠輝; 莫興國(guó) 自然資源學(xué)報(bào) 2008-05-15
23 一種改進(jìn)的生成區(qū)域日降水場(chǎng)的方法及精度分析 林忠輝; 莫興國(guó) 地理研究 2008-09-15
24 基于VIP模型對(duì)內(nèi)蒙古草原蒸散季節(jié)和年際變化的模擬 王永芬; 莫興國(guó) ; 郝彥賓; 郭瑞萍; 黃祥忠; 王艷芬 植物生態(tài)學(xué)報(bào) 2008-09-15
25 作物生長(zhǎng)模型研究綜述 林忠輝; 莫興國(guó) ; 項(xiàng)月琴 作物學(xué)報(bào) 2003-09-20
26 華北平原1981~2001年作物蒸散量的時(shí)空分異特征 莫興國(guó) ; 薛玲; 林忠輝 自然資源學(xué)報(bào) 2005-03-15
27 夏玉米葉面積指數(shù)增長(zhǎng)模型的研究 林忠輝; 項(xiàng)月琴; 莫興國(guó) ; 李俊; 王玲 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 2003-10-01
28 不同水分條件麥田能量與CO_2通量變化特征研究 莫興國(guó) ; 陳丹; 林忠輝; 項(xiàng)月琴 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 2003-10-01
29 無定河流域水量平衡變化的模擬 莫興國(guó) ; 劉蘇峽; 林忠輝; 陳丹; 趙衛(wèi)民 地理學(xué)報(bào) 2004-05-23
30 基于水量平衡的流域生態(tài)耗水量計(jì)算——以海河為例 劉蘇峽; 莫興國(guó) ; 朱永華; 黃浩 自然資源學(xué)報(bào) 2004- 09-15
31 基于過程模型的河北平原冬小麥產(chǎn)量和蒸散量模擬 莫興國(guó) ; 林忠輝; 李宏軒; 項(xiàng)月琴 地理研究 2004- 10-25
32 無資料流域水文預(yù)報(bào)(PUB計(jì)劃)研究進(jìn)展 劉蘇峽; 夏軍; 莫興國(guó) 水利水電技術(shù) 2005-02-20
33 土壤水分及土壤-大氣界面對(duì)麥田水熱傳輸?shù)淖饔?劉蘇峽; 莫興國(guó) ; 李俊; 劉偉東 地理研究 1999-03-25
34 用GSVAT模型研究地表/大氣界面?zhèn)鬏?莫興國(guó) ; 林忠輝; 劉蘇峽 生態(tài)學(xué)報(bào) 1999-11-30
35 華北平原玉米田能量平衡、水分利用效率和表面阻力分析 莫興國(guó) ; 劉蘇峽; 林忠輝 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2002-05-30
36 基于SVAT模型的冬小麥光合作用和蒸散過程研究 莫興國(guó) ; 劉蘇峽; 林忠輝 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2002-11-30
37 用土壤溫度估算表層土壤導(dǎo)溫率與熱通量的研究 莫興國(guó) ; 李宏軒; 劉蘇峽; 林忠輝 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 2002-02-15
38 基于Penman-Monteith公式的雙源模型的改進(jìn) 莫興國(guó) ; 林忠輝; 劉蘇峽 水利學(xué)報(bào) 2000-05-28
39 水文循環(huán)研究中亟待加強(qiáng)的薄弱環(huán)節(jié) 劉蘇峽; 莫興國(guó) 中國(guó)科學(xué)基金 2000-08-23
40 玉米群體輻射傳輸特征 莫興國(guó) ; 林忠輝; 項(xiàng)月琴; 劉蘇峽 生態(tài)農(nóng)業(yè)研究 2000-02-15
41 中國(guó)陸地區(qū)域氣象要素的空間插值 林忠輝; 莫興國(guó) ; 李宏軒; 李海濱 地理學(xué)報(bào) 2002-01-23
42 土壤-植被-大氣系統(tǒng)水分能量傳輸模擬與試驗(yàn) 莫興國(guó) 地理研究 1994- 06-25
43 土壤-植被-大氣系統(tǒng)水分能量傳輸模擬與試驗(yàn) 莫興國(guó) 地理研究 1994-06-25
44 用平流 ─干旱模型估算麥田潛熱及平流 莫興國(guó) 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象 1995-12-15
45 引入平流影響的蒸散估算 莫興國(guó) 生態(tài)農(nóng)業(yè)研究 1995-11-15
46 冬小麥群體葉片氣孔導(dǎo)度差異性分析 莫興國(guó) ; 項(xiàng)月琴; 劉蘇峽 植物學(xué)報(bào) 1996-06-01
47 冬小麥能量平衡及蒸散分配的季節(jié)變化分析 莫興國(guó) ; 劉蘇峽; 于滬寧; 劉昌明 地理學(xué)報(bào) 1997-11-23
48 冠層表面阻力與環(huán)境因子關(guān)系模型及其在蒸散估算中的應(yīng)用 莫興國(guó) 地理研究 1997- 06-25
49 麥田能量平衡及潛熱分配特征分析 沈彥俊; 劉昌明; 莫興國(guó) ; 于滬寧 生態(tài)農(nóng)業(yè)研究 1997-02-15
50 麥田能量轉(zhuǎn)化和水分傳輸特征 莫興國(guó) ; 劉蘇峽 地理學(xué)報(bào) 1997-01-23
51 土壤-植被-大氣系統(tǒng)水分能量傳輸模擬和驗(yàn)證 莫興國(guó) 氣象學(xué)報(bào) 1998-06-20
52 區(qū)域蒸發(fā)研究綜述 莫興國(guó) 水科學(xué)進(jìn)展 1996-06-15
53 用NDVI時(shí)間序列確定作物物侯和作物類型判別 林忠輝; 莫興國(guó) ; 薛玲 第十四屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集 2003-10-01
54 黃土高原無定河流域水量平衡變化與植被恢復(fù)的關(guān)系模擬 莫興國(guó) ; 劉蘇峽; 林忠輝; 陳丹; 趙衛(wèi)民 全國(guó)水土保持生態(tài)修復(fù)研討會(huì)論文匯編 2004-07-01
55 基于NDVI遙感數(shù)據(jù)的華北平原農(nóng)田蒸散量時(shí)空分布 薛玲; 莫興國(guó) ; 鄭大瑋 2004年湖北省氣象學(xué)會(huì)年會(huì)學(xué)術(shù)論文詳細(xì)摘要集 2004-10-01
媒體報(bào)道:
莫興國(guó):氣候變化并非都是負(fù)效應(yīng)
8月30日,剛剛結(jié)束赴加拿大學(xué)術(shù)訪問的莫興國(guó),還沒有完全調(diào)整好時(shí)差。面對(duì)記者的提問,他并不急于回答,總是習(xí)慣性地閉上眼睛,思考片刻,而后表述精準(zhǔn)、比喻貼切,讓人不得不佩服一名科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)。
莫興國(guó),中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員, 博士生導(dǎo)師。
一個(gè)月前,他的項(xiàng)目回答了這樣一個(gè)問題——?dú)夂蜃兓氯A北平原作物產(chǎn)量到底是增還是減。答案同樣明確清晰,并且深入揭示了作用機(jī)制。這讓莫興國(guó)和他的研究團(tuán)隊(duì)感到驕傲。
核心對(duì)話
氣溫增加總體上將導(dǎo)致華北平原作物減產(chǎn)
記者: 目前,在全球范圍內(nèi),公眾對(duì)氣候變化的關(guān)注都達(dá)到了一個(gè)空前的高度。許多科研項(xiàng)目都放在了這一背景下進(jìn)行研究,包括農(nóng)業(yè)。根據(jù)您的研究結(jié)果,氣候變化下華北平原作物產(chǎn)量到底是增還是減?
莫興國(guó): 基于我們多年的田間實(shí)驗(yàn),我們開發(fā)了立足華北平原的VIP分布式生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)模型。針對(duì)華北平原冬小麥—夏玉米作物輪作系統(tǒng),采用南北比較、多站比較和區(qū)域分布式模擬,考慮華北平原土壤本底對(duì)作物生產(chǎn)力影響的空間分布,區(qū)別灌溉和雨養(yǎng)農(nóng)田,采用VIP模型模擬,我們發(fā)現(xiàn),若溫度增加,特別是夜間溫度增加,總體上將導(dǎo)致華北平原作物減產(chǎn),作物生長(zhǎng)季縮短是導(dǎo)致減產(chǎn)的主要因素之一。
當(dāng)然,這并不排除溫度升高到某個(gè)對(duì)作物更適宜的范圍,造成作物產(chǎn)量提高的例子。
大氣CO2肥效將減緩甚至扭轉(zhuǎn)升溫給作物產(chǎn)量帶來的負(fù)效應(yīng)
記者: 但我們又常聽報(bào)道,說氣候變化下小麥將會(huì)增產(chǎn)?
莫興國(guó): 這個(gè)跟我們的結(jié)論沒有矛盾。前面的減產(chǎn)結(jié)論是僅僅考慮溫度的因素。當(dāng)考慮大氣CO2肥效(二氧化碳濃度增高使作物的產(chǎn)量增加現(xiàn)象)等因素時(shí),這些因素會(huì)減緩升溫給作物產(chǎn)量帶來的負(fù)效應(yīng),從而導(dǎo)致作物產(chǎn)量增加。通過對(duì)歷史的模擬,我們也發(fā)現(xiàn),去掉化肥等農(nóng)業(yè)管理技術(shù)進(jìn)步措施的影響,過去60年,華北平原產(chǎn)量逐年增高仍與較適宜的溫度、降水和二氧化碳濃度等氣候條件相關(guān)?梢钥隙ǖ卣f,大氣中二氧化碳濃度的增加,對(duì)農(nóng)業(yè)作物起到了增產(chǎn)的作用。
記者: 增產(chǎn)的作用有多大?
莫興國(guó): 二氧化碳的施肥效應(yīng)對(duì)不同的作物效果不一樣。對(duì)C3(大豆、小麥和水稻等)作物來講,二氧化碳濃度加倍的時(shí)候,產(chǎn)量能夠增加20%左右。對(duì)C4(玉米、高粱等)作物,增產(chǎn)效應(yīng)不明顯。
溫度的升高使北方原本一些不能種植小麥的寒冷地區(qū),能種小麥了,造成了小麥的生產(chǎn)界限北移,也達(dá)到了增加產(chǎn)量的作用。
記者: 這些可不可以看做氣候變化的積極影響?
莫興國(guó): 從這個(gè)意義上講,尤其對(duì)我國(guó)北方一些溫度偏低的地方而言,是積極的影響。
減少灌溉量以保障水資源可持續(xù)利用
記者: 制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的另一重要因素就是水資源,尤其在華北平原,水資源的可持續(xù)利用與糧食生產(chǎn)幾乎形成了一對(duì)矛盾,您是怎么看這個(gè)問題的?
莫興國(guó): 糧食單產(chǎn)的增加,伴隨著作物耗水的相應(yīng)增加。據(jù)估計(jì),從上世紀(jì)六十年代到九十年代,華北平原小麥生長(zhǎng)季耗水增量達(dá)130mm,玉米耗水增量為90mm,冬小麥—夏玉米一年兩熟輪作體系的年耗水量從約700mm增加到目前將近1000mm。
記者: 怎么理解您所謂的耗水量?
莫興國(guó): 耗水量就是指作物生育內(nèi)所消耗的水量,主要包括作物蒸騰和棵間蒸發(fā)。
記者: 目前如此巨大的農(nóng)業(yè)耗水量,造成什么后果?
莫興國(guó): 黃淮平原南緣年降水量與此耗水量基本相當(dāng),而華北平原北部降水在500—600mm左右,灌溉需求極大。因此華北平原大部分地區(qū)地表水難以保障一年兩熟耕作制度的用水需求,農(nóng)田灌溉依靠抽取大量地下水維持,導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降,產(chǎn)生了一系列環(huán)境問題。水已成為華北平原農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵限制因素。
記者: 怎樣才能做到既保證糧食生產(chǎn),又保證水資源的可持續(xù)利用?
莫興國(guó): 按照我們最新的計(jì)算結(jié)果,華北平原地區(qū),每年的灌水量維持在240mm左右,不會(huì)對(duì)地下水造成過量開采,有望實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
另外,還應(yīng)該采取有效灌溉措施,控制灌溉次數(shù)和每次灌溉的水量,同時(shí)采取秸稈覆蓋和薄膜覆蓋的方式減少蒸發(fā),還有就是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育一些節(jié)水品種。此外,我們還建議,對(duì)一些水資源短缺的地方,應(yīng)該調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)構(gòu),因?yàn)樾←準(zhǔn)且环N高耗水作物,在一些干旱地方也采取玉米—小麥兩季連種的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,耗水量肯定是超過當(dāng)?shù)氐慕邓,不得不大量使用地下水灌溉,所以這些地方應(yīng)該縮小小麥的種植面積,或者種植例如棉花、油菜等低耗水的作物。我們已經(jīng)做出華北平原較高分辨率的耗水量、產(chǎn)量、水分利用效率的空間分布圖,期望能對(duì)地方?jīng)Q策發(fā)揮作用。
關(guān)鍵在于保證國(guó)家糧食安全
記者: 項(xiàng)目的最終結(jié)論能夠?yàn)橹笇?dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到哪些實(shí)際作用?
莫興國(guó): 地方農(nóng)業(yè)部門可以使用我們的模型來指導(dǎo)生產(chǎn)管理。例如針對(duì)今年的氣候條件,應(yīng)該采取什么樣的灌溉措施、什么樣的施肥措施能夠達(dá)到最好效益。
記者: 那在其他方面還能發(fā)揮作用嗎?
莫興國(guó): 在糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè),保證國(guó)家糧食安全方面的意義比較重要。
我們所建立的VIP模型與短期、中短期的氣候預(yù)報(bào)相結(jié)合,就能夠預(yù)測(cè)出在一定的氣候條件下,區(qū)域內(nèi)的糧食產(chǎn)量。比如現(xiàn)在是4月份,根據(jù)氣象資料,預(yù)測(cè)出未來兩個(gè)月的氣象條件是怎樣的,我們就能夠知道今年6月的小麥產(chǎn)量跟去年相比將是增加還是減少,以及增加多少減少多少。
西方國(guó)家每年也在預(yù)測(cè)我國(guó)的糧食產(chǎn)量,其研究結(jié)論影響著我國(guó)糧食安全保障的決策,為世界矚目。我國(guó)糧食安全需要大量基于我國(guó)的原始數(shù)據(jù),基于我們自主開發(fā)的立足國(guó)情的機(jī)理模型的研究結(jié)論可作決策支撐。
花絮
從田間到模型
雖然是學(xué)氣象出身,但莫興國(guó)的工作一直沒離開田間地頭。
1990年,他來到中科院地理科學(xué)與資源研究所讀博,當(dāng)時(shí)的一項(xiàng)“主要工作”就是蹲在田間地頭獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
“所里很早就開展了二氧化碳濃度變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的研究。” 莫興國(guó)記得剛到所里的時(shí)候,院子里放著幾十個(gè)高大的醫(yī)用氧氣瓶。“以前就是用那種瓶子往地里放二氧化碳來做實(shí)驗(yàn)!钡浆F(xiàn)在他還“收藏”著兩個(gè)小一點(diǎn)的氧氣瓶,“很精致的。”他說。
試驗(yàn)站在山東禹城,每年的作物生長(zhǎng)期——四、五月份,莫興國(guó)都要“泡”在那里。莫興國(guó)現(xiàn)在回憶起來那段“田園時(shí)光”,感到很美好。正是從那時(shí)就堅(jiān)持的田間試驗(yàn),為以后他們研究團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的VIP生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)模型打下了重要基礎(chǔ)。
人物檔案
莫興國(guó)
1966年生于廣西桂林。1988年和1990年在南京大學(xué)獲大氣科學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位。1993年在中國(guó)科學(xué)院地理研究所獲自然地理學(xué)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)方向博士學(xué)位,畢業(yè)后留所工作至今。 1996年起任副研究員。2004年起任研究員。
先后到美國(guó)農(nóng)業(yè)部土壤耕作實(shí)驗(yàn)室(National Soil Tilth Laboratory)、澳大利亞新南威爾士大學(xué)(University of New South Wales)數(shù)學(xué)系、英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)(Lancaster University)自然環(huán)境研究中心,加拿大多倫多大學(xué)(University of Toronto)地理系從事合作研究。任中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所客座研究員,中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)委員會(huì)理事,《土壤》雜志編委,世界銀行、全球環(huán)境基金會(huì)關(guān)于黃淮海農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化項(xiàng)目的短期專家,中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)水資源專業(yè)委員會(huì)委員,中國(guó)地理學(xué)會(huì)會(huì)員,國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)員和國(guó)際水資源協(xié)會(huì)會(huì)員。
已發(fā)表90多篇論文和論著(章),研究領(lǐng)域是氣候與生態(tài)水文。主要研究方向包括土壤—植被—大氣系統(tǒng)(SPAC)關(guān)鍵過程機(jī)理、生態(tài)水文過程綜合模型、氣候—生態(tài)—水文相互作用等。主持了多項(xiàng)科技部973項(xiàng)目課題、863課題、國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)項(xiàng)目。
來源: 科技日?qǐng)?bào)2010年09月01日