基于荒漠生态服务评估的沙尘暴危害区域降尘规律及溯源研究

Based on the key question of dust fall researched, we will select 18 ecological stations from China Terrestrial Ecosystem Research Network to observe the quantities and process of dust fall for the desert ecosystem services assessment in China and sandstorm forecast. We will determine and compare the 18O and 30Si between the areas of sandstorm harmed and sources of sandstorm, and get the background values of stable isotopes. With the observation and investigation, the distribution pattern and trend of dust fall in areas of sandstorm harmed will be obtained with IBIS model.

基于目前降尘研究现状和存在问题，充分利用中国陆地生态系统定位研究网络台站的仪器设备和稳定观测队伍的优势，采用18个生态站同时联网观测方式深入研究沙尘暴危害区域降尘特点和变化过程，掌握降尘动态变化规律，为荒漠生态服务评估和沙尘暴预报提供依据；采用稳定同位素溯源技术，测定比较我国不同区域和沙尘源区18O和30Si，全面掌握我国8大沙漠4大沙地2大戈壁沙尘源区的稳定同位素背景值，理清研究区域沙尘来源；在观测和调查数据基础上，采用IBIS模型推算和提出降尘量分布格局和典型沙尘暴发生过程中降尘量分布趋势，为荒漠生态服务精确评估、荒漠生态系统健康管理及沙尘暴综合治理提供技术支撑。

降尘量是评估荒漠生态服务的基础数据和关键数据，也是反映当地大气空气质量的关键指标。虽然过去已有多人开展过观测，但观测地点多数都是在城市，观测目的往往是监测大气污染，难以反映野外降尘量的实际情况。为此，本项目选择18个生态站采用统一观测方法开展了4 年的野外观测的点降尘量连续观测并测定了降尘和沙尘源区地表沉积物的稳定同位素和等常量元素含量。.经过4年研究，首次获得了我国8大沙漠4大沙地及戈壁地表沉积物的18O、30Si和13C 3种稳定同位素背景值和Si、Na、K 、Fe、Ca、Al和Mg 7种常量元素背景值，确定了北京、磴口等沙尘暴严重危害区域降尘主要来源。.针对降尘收集存在着“二次起尘”、缸内气流阻挡降尘进入等降低收集效率问题，研发了智能型降尘缸，已申请两项发明专利。在大量观测研究基础上，研究确定了我国绝大多数降尘量位于10-2000 t•km-2•y-1 之间，可划分为4个等级区；降尘最大值一般发生4-5月份左右；年降尘量大小顺序为：春>夏>秋>冬；年降尘量与沙尘天气和沙尘暴发生的总天数密切相关等方面的我国降尘量空间格局和分布规律。.项目提出的稳定同位素沙尘溯源技术为国内外首创，填补了沙尘研究领域空白，可在国内外相关研究领域应用推广。项目研发的智能降尘缸可在全世界范围推广使用。