生態(tài)系統管理學(xué)的基礎生態(tài)學(xué)過(guò)程研究
研究項目1999年末開(kāi)始以生態(tài)系統管理的基礎生態(tài)學(xué)過(guò)程為主題開(kāi)展了系列的研究工作，迄今已在國內外發(fā)表研究論文50余篇，參編專(zhuān)著(zhù)2部。在研究小組成員及課題合作者的共同努力下，在以下幾個(gè)方面取得了重大的學(xué)術(shù)創(chuàng )新和研究成果：  電容表| 電力分析儀| 諧波分析儀| 發(fā)生器| 多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量?jì)x| 光度計| 電壓計| 電流計|
（1）提出了生態(tài)系統管理的理論框架。在對生態(tài)系統管理學(xué)產(chǎn)生的歷史背景和發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行全面評述的基礎上，從生態(tài)系統的生態(tài)學(xué)完整性與邊界和時(shí)空尺度，生態(tài)系統的結構、功能與生態(tài)系統整體性，生態(tài)系統演替與系統動(dòng)力學(xué)特性，生態(tài)系統的干擾與系統穩定性，生態(tài)系統的復雜性與不確定性，生態(tài)系統多樣性與可持續生態(tài)系統，生態(tài)模型與數據收集和監測，人類(lèi)活動(dòng)對環(huán)境影響的雙重性等方面系統地論述了生態(tài)系統管理的生態(tài)學(xué)基礎。并指出綜合研究全球或區域尺度生態(tài)系統管理模式的重要性及其相關(guān)的重大科學(xué)問(wèn)題，對生態(tài)系統管理學(xué)的發(fā)展起到一些積極的推動(dòng)作用。 
（2）開(kāi)發(fā)了植物蒸騰－光合作用統合模型。近兩年的研究工作，成功地把Farquhar(1980)的植物光合作用生理化學(xué)模型與 Ball et al. (1987) 的CO2同化速度-氣孔導度關(guān)系和葉面蒸騰的水氣輸送方程相結合，創(chuàng )新性地開(kāi)發(fā)了基于氣孔行為的蒸騰-光合作用統合模型和水分利用率模型。該模型的構建為開(kāi)展生態(tài)系統植被生產(chǎn)力形成的生理化學(xué)機制模型研究奠定了基礎，為開(kāi)展土壤/植被/大氣系統的能量物質(zhì)輸移與植被生產(chǎn)力形成生態(tài)學(xué)過(guò)程的耦合解析，特別是水資源的生產(chǎn)力容量分析提供了一種新的思路和方法。 
（3）闡述了環(huán)境脅迫條件下的植物生理反應及其反射光譜特征。研究工作以玉米和大豆為對象，探討了它們在土壤水分和養分脅迫條件下，氣孔導度、蒸騰和光合作用速度以及水分利用率的變異規律，建立了相應的估算模型。同時(shí)，我們還系統地觀(guān)測了環(huán)境脅迫條件下的玉米，大豆和3種木本植物的反射和投射光譜，初步建立了利用反射光譜特征參數估算葉片水分狀態(tài)的草本和木本植物通用經(jīng)驗模型，證明了采用遙感技術(shù)診斷植物的環(huán)境脅迫狀態(tài)，評價(jià)植物生理參數的可能性。 
（4）構建了基于非相似介質(zhì)概念的土壤導水率模型。利用從文獻收集的402個(gè)數據集構成的數據庫和八個(gè)模型對土壤飽和導水率進(jìn)行了標定，證明了基于非相似介質(zhì)概念模型的優(yōu)越性。進(jìn)而我們又應用非相似介質(zhì)概念，開(kāi)發(fā)出了一種估算各種土壤非飽和導水率的模型。該模型將土壤物理異質(zhì)性引入土壤水分模擬，為這方面的研究提供了一種新方法。模型的主要輸入項是土壤容積密度、顆粒大小分布、土壤持水特性、土壤飽和導水率。與其它模型相比，該模型得出的結果更能準確地預測土壤非飽和導水率。 
（5）提出了一種以生態(tài)生理為基礎的植物根系分布與水分吸收模型。這種估算模型的輸入變量為：葉片、土壤和大氣的水勢，太陽(yáng)輻射，潛在蒸發(fā)散，根長(cháng)，土壤容積密度、顆粒大小分布等土壤物理特性都較易獲取。通過(guò)模型估計值與實(shí)測值的比較，我們認為模型在描述根系水分吸收上精度還是較高的。同時(shí)，我們還檢驗了模型對輸入變量變化的反應，指出模型對葉水勢和根長(cháng)兩項因子最為敏感。 
（6）建立了一個(gè)反映碳循環(huán)和水循環(huán)過(guò)程的斑塊尺度生產(chǎn)力模型。以已有的數據、理論和植被參數為基礎，并借助GIS和RS技術(shù)，將斑塊尺度的生產(chǎn)力過(guò)程模型擴展成為景觀(guān)尺度的生產(chǎn)力過(guò)程模型（EPPML），并應用模型對長(cháng)白山森林生態(tài)系統水循環(huán)和碳循環(huán)的時(shí)間變化特征、年總值的空間分布格局，凈初級生產(chǎn)力的季節變化和空間分布格局特征。 
（7）在農田生態(tài)系統管理方面，我們實(shí)現了稻田生態(tài)系統的優(yōu)化調節、米麥間套作群體田間結構的優(yōu)化配置，同時(shí)還得出了紅壤丘陵地區雙季稻光合特征，以及太行山前平原養分脅迫下的夏玉米生理反應與光譜特征。 
（8）在水資源管理方面，對不同植被冠層類(lèi)型、不同區域尺度的植被蒸發(fā)散模型的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜合評述，并考察了幾種實(shí)際蒸散計算方法在土壤水分模擬中應用，同時(shí)模擬了長(cháng)白山植被蒸騰量的空間變化特征。還在華北高產(chǎn)糧區研制了一種新的冬小麥節水增產(chǎn)灌溉模式，揭示了當地農田土壤水可利用量,首次提出2m―3 m土層土壤水被作物吸收利用的條件，并得出了可利用土壤水的數量指標。