兰州市科研院所建成国内最大水量平衡自动模拟监测系统

信息兰州网消息 日前，记者从中科院西北研究院获悉，历时三年建设的“中国北方沙区水量平衡自动模拟监测系统——Lysimeter群”日前在中科院西北研究院沙坡头沙漠研究试验站建成并通过验收，这是中科院野外站网络首个完成的重点科技基础设施建设项目，这一科研重器的建成将有效提升我国沙漠研究能力。

经过3年建设，我国规模最大的水量平衡自动模拟监测系统-Lysimeter群在沙坡头站建设完成。Lysimeter群主体为36台（直径2.28m、表面积4m2、深度3.35m）大型称重式蒸渗仪，同时集成了移动大棚、智能降水模拟设施和地下水控制系统等，开发研制了Lysimeter群数据管理信息系统。项目从我国北方4个不同沙区实地采集风沙土和地带性土壤及典型固沙灌木填移至大型蒸渗仪内，模拟不同气候带降水和地下水位变化下沙地演变过程，连续精确监测植被-土壤-沙系统中降水入渗、地下水补给、土壤水动态、蒸散发、植物生长等过程，通过模拟、监测及各种状态的自动控制和数据的实时传输，实现北方沙区水量平衡的监测-模拟-集成研究，提升了我国沙区生态水文、逆境植物生理生态等方面的研究能力，促进了水文、生态及生物地球化循环等研究的交叉融合。

近年来，电子学、工程学、灌溉科学、土壤物理学和微气象学的不断发展，推动了蒸渗仪研究及其在世界范围的广泛应用。截至2006年，仅欧洲就拥有2452台蒸渗仪。

“建立大型智能称重式蒸渗仪组群实现跨学科研究，是现今发展趋势。”中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站（以下简称沙坡头站）站长李新荣告诉记者。例如，德国一所研究站安装了8台大型称重式蒸渗仪用于农田水量平衡的研究；瑞士一所蒸渗仪监测站安装了12台大型称重式蒸渗仪用于研究不同作物种类、不同耕作条件、不同土壤类型条件下的水分平衡与氮平衡关系。

与传统的蒸渗仪相比，沙坡头站本次建设的蒸渗仪群增加了自动模拟降雨系统、植物蒸腾观测系统、根系生长动态监测系统、自动地下水补给系统。通过氢氧稳定性同位素添加试验，系统可全面、自动化地精确监测沙区SPAC（土壤、植物、大气连续体）系统各水文过程，区分水分来源。这将为沙区水资源管理及生态系统可持续发展提供理论范式和数据共享与研究平台。

李新荣表示，建成的Lysimeter群是唯一实现了降水-地下水同步控制、模拟-量化系统控制、20m跨度的大型轻钢结构移动大棚和降水模拟器联动控制的系统。在建设和设备调试过程中，科研人员取得了一整套测试数据和设备参数，建立了工程建设规范和技术标准。验收专家组认为，该Lysimeter群建设将有力提升我国防沙治沙研究能力，进一步推动我国北方沙区关键科学问题的联网研究。

中科院野外站重点科技基础设施建设项目是野外站建设具有前瞻性布局的重要设施，是提升野外站科研能力和水平、推动野外站发展的重要工作。