现代黄河三角洲地下水-土壤-大气相互作用模式研究

Based on long-term observation data of groundwater, soil salinity, precipitation, evapotranspiration, digital elevation in the Modern Yellow River Delta, the project target to develop ground water dynamic model, soil salinity pattern and change model and climate dynamic model, to further coupling these models to develop a integrated model for assessment of co-relationship between ground water, climate and soil salinity. By integrate these time series analysis with spatially distributed land quality and landcover change, time series and spatial distributed model of interactive of ground water-soil-climate will be developed to understand the process and ecological responses of such interactive. The project will develop a new method for research of spatio-temporal process. The models will enable digital analysis and simulation and forecasting of interactive of water-soil-climate to support the implementation of national strategy of high efficient ecological economic zone.

以时间序列的定点观测数据、具有空间结构特征的土壤采样数据、时间序列气象数据、数字高程等多元数据，建立现代黄河三角洲地下水变化过程模型、土壤盐分时空分布模型和大气降水与蒸发时空变异模型，进而建立地下水动态及降水蒸发变化与土壤盐渍化时空耦合模型，并与多时相遥感解译的土地质量和土地覆被数据进行相关分析，从时间和空间两方面建立黄河三角洲水-土-气作用模式，解析土壤水盐动态及其生态响应，为研究地学时空过程问题提供一种新的方法和手段，实现黄河三角洲水-土-植被-大气相互作用的数字化分析、预测与模拟，为黄河三角洲高效生态经济区建设提供科学决策依据。

地下水-土壤-大气相互作用下的土壤水盐动态是解析黄河三角洲生态系统演化的核心问题。本研究以长时间序列定点观测数据、具有空间结构特征的土壤采样数据、时间序列气象数据等为基础，研究黄河三角洲地下水-土壤-大气关键界面过程上的水盐交互在季节和年际等不同时间尺度上的变化过程与特征。基于水盐过程的时空语义表达，研究土壤水盐界面间相互作用的逻辑关系，通过数据结构重组，利用数据挖掘方法，对黄河三角洲复杂地下水-土壤-大气相互作用模式进行了知识发现，并解析黄河三角洲土壤盐渍化时空过程和机制。在此基础上，以黄河三角洲主要农作物冬小麦为对象，深入分析了水盐动态对冬小麦物候期及产量的影响。基于对长时间序列水盐数据的挖掘和关联分析，实现了黄河三角洲水-土-植被-大气相互作用的数字化分析，为分析复杂河口三角洲系统生态演化、为黄河三角洲高效生态经济区建设提供科学依据。