莫兴国

更新时间:2023-10-29 07:35

莫兴国, 1966年生于广西桂林。中国科学院地理科学与资源研究所创新基地研究员, 博士生导师。

个人经历

1983年获南京大学大气科学学士学位,

1990年获南京大学大气科学硕士学位,

1993年获中国科学院地理研究所自然地理学博士学位。

1996年2月至8月赴美国农业部土壤耕作实验室任访问学者,

2001年8月至2002年8月获英国皇家学会资助到Lancaster 大学进行合作研究。目前兼任中国科学院大气物理研究所客座研究员,中国农学会农业气象分会常务理事, 中国自然资源学会水资源专业委员会委员和国际水文科学协会会员。

主要研究领域

和方向土壤-植被-大气系统生态过程机理、尺度扩展和不确定性理论研究; 流域分布式水文模型研究;陆地生态系统模型与遥感信息同化方法研究;植被与气候相互作用研究。学术成就基于多年的野外试验和计算机模拟,开发了基于土壤-植被-大气系统动力过程、流域水文循环过程和植被动态过程的综合模型,用于生态系统多尺度水分、能量、CO2通量和生产力形成过程的分析、模拟和预报。在土壤-植被-大气系统物质传输、区域蒸发、流域水文循环和区域作物生产力的空间格局和驱动机制方面有创新性研究成果,多次被国内外同行引用。

主要成就

主持完成了多项国家自然科学的面上基金、国家自然科学重大计划基金项目面上基金、国家自然科学重大基金。在国内外刊物发表论文40篇,其中SCI论文8篇, 合作论著2部。

研究领域

研究领域是气候与生态水文。主要研究方向包括土壤-植被-大气系统(SPAC)关键过程机理、生态水文过程综合模型、气候-生态-水文相互作用等

研究项目

科技部973项目课题 “气候变化对北方典型农业及生态脆弱区水资源的影响”、863课题 “华北平原大田作物产量形成的协同模拟及区域仿真系统”、973项目专题“陆地生态系统碳循环动力学模型”、国际合作项目课题“典型流域水量水质对气候变化的响应”、国家自然科学基金会项目“华北平原作物水分利用效率及其对气候变化的响应”、“大流域水文循环对全球变化的响应研究”、“非均匀地表/大气水热交换及其在流域水量预报中的应用”、课题“农田生态系统水分运行规律研究”、中国科学院创新工程重要方向项目专题“松嫩平原农业耗水及优化配置研究”、“土地利用/土地覆被变化对流域水文过程的影响研究”、所创新基地项目“华北平原地表水汽、CO2和热量通量及尺度扩展研究”

学术成就

(1) 系统开展了农田生态系统能量、水分和养分循环的田间试验观测。针对SPAC系统关键过程和机理,揭示了地气界面能量、水汽与CO2交换规律;揭示了作物冠层辐射传输机制、叶片气孔导度时空变异性;构建了气孔导度与环境因子的关系式;推导出基于土壤温度的表层导温率和热通量的定量关系。

(2) 自主开发了植被界面过程(Vegetation Interfaces Processes,简称VIP)的生态水文动力学模型, 用于田间-流域-区域的跨尺度生态系统水分、能量、碳氮循环过程及其相互作用的模拟和预报。与国内外其他类似模型相比,特别在三源(即受光叶、遮荫叶和土壤)能量平衡的概念、地表产流的变蓄水容量方案、植被生态水文特征参数的动态反演方法和模型与遥感信息融合方面做出了创新研究成果。VIP模型已在我国的华北、黄河、长江上游、东北、新疆、内蒙等地的农田、草地生态系统和复杂下垫面区域得到广泛应用。

(3) 开展了生态水文过程模型与观测数据融合、模型不确定性、尺度扩展研究。应用GLUE和敏感性分析方法,分析了VIP、LISFLOOD和新安江等模型的不确定性,探索了参数的取值空间和异参同效性,评估了模型预报的置信区间;首次采用集合卡尔曼滤波方法反演出生态系统关键参数的季节和年际时间变化规律;采用多目标优化方法反演了蒸腾和光合作用的关键参数;基于不同分辨率数据的模拟分析, 提出了生态水文模型使用中的“1km分辨率法则”和尺度下延方法。

(4) 在气候-生态-水文过程的相互作用方面,获得如下成果:(i)提出了从控制表层土壤水分和叶片气孔阻力两方面入手的农业节水评估方法;(ii)揭示了华北平原等区域的产量、蒸散量、水分利用效率等生态水文要素的时空演变及驱动机制;(iii)揭示了生态水文过程对气候变化和环境变化的响应机制、提出了调控适应方法。通过模型与统计相结合的方法,揭示了黄土高原生态水文过程对气候变化和生态建设措施的响应机制,提出了蒸散耗水未必随生态建设措施而变化,还草还林措施需要谨慎实施;针对华北平原冬小麦-夏玉米作物轮作系统,采用南北比较、多站比较和区域分布式模拟,揭示了作物产量、水量平衡、能量平衡和碳循环对气候变化情景的响应。结论已被世界银行、全球环境基金(GEF)和我国财政部联合资助“黄淮海农业对气候变化的响应和适应计划行动”采纳,为制定农业的气候变化适应措施、保障国家粮食和水资源安全提供了科学依据。(iv) 将模型与能值理论结合,诊断了华北平原农田生态系统的可持续性,为水资源综合管理提供科学依据

学术论著

在国内外刊物发表学术论文 90余篇。代表性学术论文如下:

[1] Hu, S., X. Mo, Z. Lin, 2010. Emergy assessment of a wheat-maize rotation system with different water assignments in the North China Plain. Environmental Management

[2] Mo Xingguo, Suxia Liu, Zhonghui Lin and Ruiping Guo, 2009. Regional crop productivity and water use efficiency and their responses to climate change in the North China Plain. Agriculture, Ecosystem and Environment

[3] Mo, Xingguo, Suxia Liu, Dan Chen, Zhonghui Lin, 2009. Scale effects on actual evapotranspiration and gross primary production over a large basin. Hydrological Sciences Journal

[4] Mo, X., Jing M. Chen, Weimin Ju, T. Andrew Black, 2008. Optimization of ecosystem model parameters through assimilating eddy covariance flux data with an ensemble Kalman filter. Ecological Modelling

[5] Mo, Xingguo, Florian Pappernberger, Keith Beven, Suxia Liu, Ad de Roo, Zhonghui Lin, 2006. Parameter conditioning and prediction uncertainties of the LISFLOOD-WB distributed hydrological model. Hydrological Sciences Journal

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