实验室拥有一批国内知名的优秀中青年学者和结构合理的老中青研究队伍，有一支国内外合作的团队。围绕重点实验室的主要研究方向，从微观过程到宏观系统，开展陆地表水循环及地表过程的物理实验研究和综合系统数值模拟研究。

2004年－2008年期间，实验室在国内外学术刊物发表论文总计560篇，其中SCI检索论文141篇（标注实验室84 篇），EI和ISTP 142篇（标注实验室116篇），国内核心学术刊物发表论文329篇（标注实验室191篇）。提交咨询报告7份。出版/参与出版专著（编著）13部。获得11项专利，12项软件著作权。获国家、地方等各种奖励29项。过去5年期间已发表SCI、EI和CSCD学术论文的情况见图。

本室固定人员成果统计表

围绕重点实验室的主要研究方向，通过已有和正在申请的国家级，中科院级，各部委及研究所等的基金项目，从微观过程到宏观系统，开展陆地表水循环及地表过程的物理实验研究和数值模拟研究，取得了下列几方面有影响的研究成果：

1）. “土壤－植物－大气” （SPAC）系统水分化学物质循环调控与农业高效用水新方法（国家杰出青年科学基金项目、“863”重大专项课题、院知识创新重要方向性项目、院西部行动计划项目、国家自然科学基金项目等）。SPAC系统是流域水循环基本单元与基础，农田SPAC系统是人类活动最剧烈、耗水量最大、关系人类食物安全的陆地SPAC系统。陆地表层水资源日益紧缺的主要原因，是由于农田灌溉利用了大量的水资源，对陆地表层水循环影响最大。本成果从新的测试手段和方法、试验平台建设入手，以野外试验研究为主，瞄准SPAC系统中水分和化学物质循环过程方面的重要科学问题和农业节水的国家战略需求，以探讨清楚不同灌溉方式和耕作方式条件下农田水分、养分和盐分的循环运移机制以及提出节水灌溉、咸水灌溉和盐碱地治理新理论新方法为目标，研究提出了3种试验测定新方法（冠层截留测定方法、利用GIS技术的根系测定和分析方法、利用RS和GIS技术的土壤孔隙测定和分析方法），发现了滴灌、喷灌和地膜覆盖条件农田水分时空分布、农田蒸发和化学物质（养分、盐分）运移特征及相关的机理过程以及对作物生长、产量和水分利用效率的影响过程，提出了基于负压计和20cm蒸发皿的喷微灌灌溉计划制定方法，研究出了滴灌咸水灌溉技术、滴灌盐碱地开发利用技术体系，研究开发了3个系列7种模式的微灌技术及产品。在国内建立了比较系统的代表半湿润区（北京通州）、干旱半干旱区（宁夏平罗）、极端干旱区（新疆克拉玛依）、滨海缺水地区（天津静海）的农田水循环与农业节水网络化试验研究基地。在北京、宁夏、内蒙等地建立和初步建立了上述节水灌溉技术的多个万亩示范区。发表SCI论文17篇、国内中文核心刊物论文21篇，获得国家发明专利授权2项目，获得国家计算机软件著作权4项，研究成果得到水利部、国土资源部、农业部和国务院南水北调工程建设委员会办公室以及北京市水务局、宁夏农业综合开发项目办公室等国家部委和地方政府的认可。

2）. 坡地侵蚀过程与模拟（国家科技部项目、973项目、国家自然科学基金，中科院知识创新方向项目）。坡地是流域的基本组成单元。通过实验室及典型坡地野外观测试验，探讨坡地侵蚀和流域产沙规律，开展小流域侵蚀产沙模型研究，侵蚀产沙空间尺度变异规律研究，流域环境要素与侵蚀产沙的耦合关系及水沙变异成因研究，坡地改良利用及水土流失治理的应用基础研究。对我国不同地带表土结皮的研究，深化了对表土结皮过程及其对坡地产流产沙影响的认识；对黄土高原高含沙水流控制下的高强度侵蚀产沙机理研究，丰富了国际上对水沙规律的一般认识；较早开展了侵蚀产沙空间尺度问题研究，对该领域的研究增加了许多新的理解；在国内较早开展了东北黑土区的侵蚀机理研究，总结发现了许多新的规律。开展了不同自然地理类型坡地侵蚀产沙过程与流域环境特性之间关系的定量研究，揭示其地带性和区域性分异规律。研究成果对国家认识地理过程的规律、提高水土保持实效，具有重要的科学和实践意义。基于已完成的研究成果，发表论文140篇，其中SCI论文18篇，出版了三本学术论文集和两本专著。研究成果也在一些地方得到了很好的推广应用，获得了多项奖励。

3）. 流域产输沙变化过程及驱动机理研究（973项目，国家自然科学基金重点项目，院知识创新方向项目）。河流输沙是人类生活环境最为重要的因素之一，泥沙的侵蚀、搬运和堆积既能造福人类，又能给人类带来严重的灾害。黄河是闻名于世的多泥沙河流，泥沙问题最为严重。多泥沙河流在水流物理力学特性、侵蚀过程、输沙特性方面明显不同于少沙河流，国际上已建立的适用于少沙河流的泥沙运动、地貌过程的理论体系，不能完全解决我国黄河等多泥沙河流的治理问题。黄河流域特殊的高含沙水流和风力-水力耦合侵蚀产沙作用，在国际上并无现成的理论可以遵循，需要从黄河特有的自然地理条件出发，展开原创性研究，建立新的理论，从而为多泥沙河流的治理服务。我室河流过程研究团队，通过对野外实测资料的分析，深入研究了多营力侵蚀过程、高含沙水流的形成机理、气候-植被-侵蚀耦合关系等前沿问题，取得了原创性的成果。主要包括：建立了黄河中游多沙粗沙区的风水两相侵蚀产沙过程模式、砂质河流和砾石河流河型的统一判别模式，提出了河道输沙功能的定量指标、水沙两相流冲淤双临界的概念，揭示了在坡面－沟道系统中泥沙的存贮-释放机制、高含沙水流的形成和发展过程、黄土高原降水-植被耦合关系及其临界现象、黄土高原地区及整个黄河流域产沙模数的尺度效应的原因、我国滇西北山地河流地貌定量特征等，发现了宽变幅水沙两相流冲淤过程中的两个临界值，阐明了现代黄河下游持续淤积的原因，确定了上世纪60年代中期以来黄河三角洲造陆速率减慢的重要原因。研究成果解释了黄土高原地区的高强度侵蚀产沙机理，阐明了大江大河的物质迁移、形态塑造与河流环境的演变过程，为减轻长江与黄河等河流泥沙灾害、降低洪水威胁提供了理论基础。研究成果丰富了流域系统理论的科学内涵，受到国际同行的高度评价，产生了较大的国际影响。关于坡沟系统中高含沙水流的论文，Geografisca Annaler主编在审稿意见中认为“这是一篇高价值的论文”，在发表时配发了封面照片。关于风水两相侵蚀产沙机理的成果，Geomorphology审稿人认为是“对理论地貌学的贡献”，被安排在该刊2006年全年第一篇的显著位置发表。关于“风力和水力作用对不同粒径组泥沙产沙行为的影响”的成果，因为其重要性，也被安排在Earth Surface Processes and Landforms杂志当期的首篇发表。研究成果进一步确定了我所河流地貌在全国的领先地位，保持了我所在多泥沙河流地貌研究领域中的国际领先水平。在应用方面，许炯心关于黄河多沙粗沙区输沙量变化的研究成果为黄土高原地区淤地坝的建设提供了重要决策依据，受到了全国政协原副主席钱正英的高度重视。钱正英分别致信许炯心和黄河水利委员会主任，高度肯定这一成果。“人民黄河”、“中国水土保持”杂志和黄河网、黄河报均对这一成果进行全文转载，产生了很大的影响。2004-2008年共发表相关论文95篇，其中SCI收录论文33篇，CSCD收录论文62篇。研究成果获2007年度国家科技进步二等奖。

4）. 基于环境同位素与水文观测的中国北方流域水循环机理研究（973项目，国家自然科学基金项目，中科知识创新方向项目）。阐明流域水循环演变规律是实现水资源可持续利用、“人－水和谐”的重要支撑，本成果以地球系统科学理论为指导，将实验流域过程研究的自下而上途径，与以土地利用变化/土地覆被遥感数据为基础的自上而下的研究途径有机结合，充分发挥环境同位素、“3S”等新技术的优势，多尺度观测。多尺度信息融合，基于中国生态系统研究网络（CERN）及水循环研究网络，系统开展了中国环境同位素研究，国内首次建立了中国环境同位素网络（China-Isotope: China Isotope Research Network in Waters），使我国环境同位素水文学研究实现了与国际研究的同步。该网络包括中国大气降水同位素网络（CHNIP）、大江大河同位素网络（CHNIR）及重点流域水循环研究等。针对我国北方水资源短缺问题，重点研究变化环境下水资源形成与演变规律，为水资源可持续利用提供科学依据。选择典型流域，开展水循环实验与比较的原创性研究。通过新建、院内整合及“院地合作”方式，建成了国内唯一的同时具有物理模拟、化学同位素分析、及野外实验流域水循环研究实验平台和地下水自动监测网络。建立了水循环观测网络。确立了变化环境下水循环综合实验观测体系，发明了土壤水水分观测及采样等多项技术专利。系统研究了不同尺度山区水循环变化机理，水保工程等人类活动对水循环影响机理，科学评估土地覆被/利用变化对山区径流减少、平原河流干枯、湖泊消失及地下水位下降等的影响。推动我国半干旱半湿润地区水文学的发展。总计发表SCI论文18篇，EI论文8篇，国内核心期刊22篇.在国内外学术大会做40多次学术报告，获得36届国际水文地质大会最佳发表奖。获得到国际原子能机构的国际合作项目支持。先后获得水利部黄河水利委员会、水文局理论技术类及水文局科技进步奖重大奖、一等奖。

5）. 陆地水循环综合模拟系统（HIMS）（973项目，国家自然科学基金重点项目，中科院知识创新重要方向性项目）。陆地水循环综合模拟，涉及到流域、跨流域和区域水循环的多尺度、多要素（降水、蒸散发、地表水、土壤水、地下水、经济社会用水等）、多过程的观测信息与数值系统模拟集成，是支撑水资源管理的基础性关键技术，在水资源开发、评价、规划和水生态保护等方面有着迫切的应用需求。针对该方向科学问题的复杂性（非线性、不确定性、多过程集成的尺度问题）和涉及学科多要素、多过程综合难点科学与技术问题，坚持以陆地水循环综合系统模型（HIMS）为核心平台研究与创新。重点研究科学问题：流域水循环非线性过程与时空变异性，观测与模拟的相互联系与支撑关系，多尺度多要素陆地水循环过程的综合与集成。解决的科学研究难点与瓶颈问题：流域水循环非线性理论与分布式系统模拟；陆地水循环最为重要的蒸散发的遥感反演，水循环多过程耦合及水文模拟技术的无缝集成及综合模拟系统。HIMS涉及到水循环多尺度（流域、跨流域、区域乃至全球）、多要素（降水、蒸散发、地表水、土壤水、地下水、经济社会用水等）和多过程（截留、下渗、融雪、调蓄、汇流、侵蚀、污染等）的数值模拟集成，其结构具有开放、兼容的特点，并与GIS/RS技术联系紧密。HIMS在水文模型库与模型定制技术、流域水循环非线性分布式水文模拟、区域蒸散发定量遥感模型与尺度转化等方面有突出的创新和特色，取得了新的成果与进展，在国内国际产生了重要影响。重点实验室在陆地水循环综合模拟的方法论与系统平台（HIMS）建立，成果特色突出，得到国际国内同行的高度评价，发表系列学术论文和专著以及省级自然科学一等奖等奖励，达到国内外同类研究的先进水平。该研究方向提出的系列研究成果在我国黄河、淮河、海河以及西北等地区水资源管理得到应用，为华北水资源安全评价、南水北调重大调水工程、气候变化对水资源的影响与适应性对策、淮河流域水资源配置等国家重大需求，提供了有力的科技支撑（见代表性成果5附件）。

基于陆地水循环及地表过程重点实验室平台和应用基础科学研究成果，本实验室研究人员主持或者主要参加了一系列国家需求的水资源安全咨询应用研究。例如，主持了中国工程院重大咨询项目“西北地区水资源配置、生态环境建设与可持续发展战略研究” 中的水与生态环境课题研究；主持了中国工程院重大咨询项目“东北地区水土资源配置、生态与环境保护与可持续发展战略研究” 中的生态与环境课题研究；主持了中国科学院重要咨询项目“饮用水安全、中国水问题出路”、中国科学院重大咨询项目“黄河断流对策、长江洪水对策”等；主持了中国科学院重要方向性项目中的“华北水资源安全”研究，水利部全国水资源综合规划重要专题“水资源数量和质量联合评价方法及其应用研究”、水利部淮河水利委员会“淮河流域水环境承载能力研究”及“淮河流域闸坝对河流水环境的影响研究”、海河水利委员会的“海河流域生态环境承载力分析研究”；主持和承担了国家发展改革委员会委托的“气候变化对水资源影响的适应性评估与管理”国际合作项目；承担和完成了中央政策研究室“流域水资源调控与生态保护对策”研究；主持承担了中国科学院水资源中心的中国科学院蓝皮书“中国水资源观察（I）：气候变化对北方水资源影响及适应性对策”等。主要参加了中国科学院重大咨询项目“关于应对环境危机保障国民生存的建议”、“我国水问题研究”以及“新疆生态建设和可持续发展战略研究”，主持了其中课题7的“塔里木河河道整治与生态建设”等。中国科学院“水资源发展路线图”、“中国农业发展路线图”等多个重大或重要项目的咨询研究。、参加了水利部“水利科技战略研究”，民政部“中国减轻旱灾风险国家报告”水资源和干旱的撰写。在水安全的国家需求研究方面，为国家提交若干水资源评价、水资源安全和生态需水、生态环境建设方面的重要咨询报告。