中國生態系統研究網路水分分中心

中國生態系統研究網路水分分中心是CERN設定的用於管理分布於全國不同區域的CERN陸地生態系統台站水環境長期監測的專業分中心。CERN水分分中心掛靠在中國科學院地理科學與資源研究所，本身也是地理科學與資源研究所的一個研究團隊，屬於中科院網路觀測與模擬重點實驗室的一部分。

基本介紹

• 中文名：中國生態系統研究網路水分分中心
• 主管部門：中國科學院

研究方向

中國生態系統研究網路水分分中心的學科研究方向瞄準生態水文學研究。作為生態學與水文學的交叉學科，生態水文學得到廣泛重視，亦在我國諸多研究機構和高校蓬勃開展開來。生態水文學的含義十分廣泛，研究內容也涵蓋從機理過程到政策管理的諸多領域，根據自身特點和研究隊伍構成，主要開展生態水文過程野外觀測方法的研究和生態水文過程模擬研究。

科研條件

（1）生態水文觀測儀器。在生態水文學過程觀測、模擬過程中，水分分中心在大型蒸滲儀技術的引進、研製和套用、渦度相關技術的引進、研製和套用、實驗遙感技術方法的研製和套用、大孔徑閃爍儀技術的引進和套用、同位素技術的引進、研製和套用等方面做了許多先導性和開創性的工作，引進、發明了許多相關的儀器設備。

（2）理化分析實驗室。全自動化學分析儀:Smartchem全自動化學分析儀又叫離散式化學分析儀或間斷式化學分析儀。使用經典的比色法。利用機器人技術，全自動取樣針把試劑和樣品精確地加入比色杯中，攪拌混勻，反應。然後利用高精度雙光束數字檢測器測量吸光度。對於不同的測量參數，Smartchem可以自動選擇相應的波長並測量，不需要更換模組，常規測量客戶只需要編排測試順序，裝載試劑和樣品，然後機器進入自動測量模式。

套用領域：土壤浸體液、水體等液態樣品硫酸根、氯離子、磷酸根、硝酸根、銨根等自動分析測定。

連續流動分析儀：德國BranLubbe AA3型連續流動分析儀，具有氨態氮、硝態氮、磷酸根、DOC分析模組。儀器組成如下：採樣器，xyz採樣器大容量隨機存取採樣器。xyz採樣器有270或540個樣杯並可使用各種不同的樣品杯與試管。AA3泵，是一種高精度蠕動泵，將樣品、試劑及空氣泡按確定的流量泵入系統中。AA3化學模組，化學模組包含反應需要的全部組成例如:混合圈、滲析器、加熱池、鎘柱等等。每個方法的組件安裝在一個分析模組上。一個分析盒支持2個化學模組。AA3數字比色計，數字比色計包含檢測器和AA3的所有模組的電子控制單元。帶有AACE軟體的個人計算機，AACE軟體是Bran+Luebbe提供的連續流動程式包。它控制AA3模組、程式和開始運行、顯示運行圖表、報告結果等。套用領域：土壤浸體液、水體等液態樣品磷酸根、硝酸根、銨根、DOC自動分析測定。

乾濕沉降儀（APS-3A）：具有採集降水和降塵功能；微型印表機現場列印數據，也可通過顯示器人工採集數據；3.具有採集混合樣和分段樣兩種模式，設定LO每天采一個混合樣，7天為一個採樣周期；L1分段採樣，連續降雨每天最多能采8個水樣；冰櫃製冷（3～5℃）保存樣品；自動記錄降水起止時間，降水次數，降水總時間以及降雨量,共可存儲32個周期數據（7天一個周期、每天可存40場次降水數據）；具有降水採集過濾裝置。

（3）信息化軟硬體。在信息化建設方面，水分分中心已配備了伺服器、資料庫系統等相關軟硬體，開通了水分監測數據管理平台；正在致力於水分監測數據質控平台開發，為分中心和各台站提供數據質控的軟體手段。

科研成就

1.生態水文過程的觀測方法研究進展

中國生態系統研究網路水分分中心長期致力於與生態水文過程相關的野外實驗觀測方法研究，除了作為CERN核心任務的野外台站水環境長期監測規範的研究之外，水分分中心分別在大型蒸滲儀技術的引進和套用、渦度相關技術的引進和套用、實驗遙感方法的套用、大孔徑閃爍儀技術的引用和套用、同位素技術的引進和套用等方面做了許多先導性和開創性的工作，為我國生態水文過程的野外觀測技術和方法的發展做出了獨特的貢獻。

（1）CERN陸地生態系統水環境的長期監測規範

長期聯網監測不同區域陸地生態系統水環境動態是CERN長期監測的重要內容之一，是研究陸地生態系統水循環和生態水文過程的重要基礎。水分分中心作為負責制定和實施陸地生態系統水環境長期監測的職能部門，領導制定了CERN陸地生態系統水環境長期監測規範：確定了CERN台站長期監測的水環境指標、規範了監測的場地設定方法和監測頻率、統一了觀測方法和設施、提出了監測數據的質量控制標準和數據共享規範等。正在就長期監測數據的質量管理規範進行深入歸納和研究。

CERN陸地生態系統水環境的監測呈現四個特點，首先水環境的監測是定點觀測，以CERN所屬的野外生態試驗站為基地，在台站的觀測場地或特定位置設定觀測點進行定點觀測，監測點位置固定；其次水環境的監測是長期監測，尺度一般設定百年以上，是用來長期監測生態系統結構和功能演變的一部分，由於是長期監測，一些反映短的時間尺度的過程指標往往不是CERN監測關注的對象；再次水環境監測是聯網監測，是將分布在我國不同區域和不同生態類型的台站聯合起來，按照統一的規範實施統一的觀測，而不是各個生態站自行獨立的觀測；最後水環境監測來看仍然是點尺度上的觀測，設定的觀測點有限，沒有在流域尺度上對水分運動過程進行較大規模的觀測，亦沒有結合遙感進行不同下墊面的大尺度觀測。

CERN陸地生態系統水環境的長期監測包括對水量、水質和水分運動三個方面的野外監測，具體的指標包括土壤濕度、地下水位、徑流、水面蒸發和地表蒸發等多種水文指標，以及不同水體（降水、靜止地表水、流動地表水、地下水、土壤水等）中的八大離子、COD、礦化度和pH值等水質指標。數據涵蓋農田、森林、草地、荒漠和沼澤生態系統類型，數據最早到1998年，從2004年開始，採用統一的監測規範和監測方法，利用台站-分中心-綜合中心3級質控體系控制數據質量，經過3級質量控制的監測數據對社會開放共享。

CERN水環境長期監測數據是研究我國不同區域生態水文過程的重要基礎數據。水分分中心對2003-2007年間CERN 31個典型陸地生態系統監測地表水和地下水、6個湖泊和海灣生態系統、1個城市生態系統地下水體pH、礦化度(電導率)狀況進行了初步分析，揭示了我國不同生態系統，不同區域水質pH值和礦化度的基本特徵，初步分析了其形成機制，顯示了CERN長期監測數據的重要意義。

（2）大型蒸滲儀技術的套用

大型稱重式蒸滲儀(Lysimeter)是測量蒸發、研究土壤水與地下水交換規律的一種重要儀器，在渦度相關觀測技術成熟以前，大型稱重式蒸滲儀曾經是第一個用於蒸發觀測的“標準儀器”。1983-1984年，在黃秉維支持下，唐登銀等與澳大利亞聯邦科工組織麥克洛伊先生合作，以麥氏稱重蒸滲儀為原型，在禹城站研製大型蒸滲儀。該蒸滲儀原狀土體表面積3m2，深度2m，設備總重量超過10t，蒸發測定解析度達到0.02mm，成為國內第一個測定蒸發的標準儀器。1990年，以此蒸滲儀為參照，李寶慶等又研製了更深土柱的大型蒸滲儀，曾是我國最大的稱重式蒸滲儀（3.14m2×5m大型回填土土柱，約32t重），增加了土壤地下水位模擬控制裝置。1990年代中期，CERN鑒於蒸發測定的重要性，考慮到禹城站的蒸滲儀具有國際先進水平，並得到了CERN專家組的充分肯定，決定由水分分中心負責在幾個重點生態站推廣和配備這一設備。從1994-1996年，在唐登銀研究員的領導下，水分分中心和禹城站組成了一支儀器建設隊伍，在黑龍江海淪站、內蒙古草原站、奈曼站、河北欒城站、河南封丘站、江西鷹潭站、青海海北站建設了7台同一規模的大型稱重式蒸滲儀（3m2×2m）。2008年，又為中國地質科學院水文地質環境地質研究所建造了一台大型土壤蒸發滲漏儀，是我國具有原狀土體最深的一台大型土壤蒸發滲漏儀（3m2×6m大型原狀土土柱，約36t重）。

在中國生態系統研究網路水分分中心建造的大型蒸滲儀基礎上，利用這些儀器觀測的數據，許多科學家從事了相關的科學研究，這些研究包括對蒸發過程的測量與評價，不同作物不同生育階段耗水規律的分析，以及多年耗水規律的揭示；還有利用大型蒸滲儀揭示和模擬農田土壤水和地下水的交換過程規律，以及作物根系吸水過程特徵；大型蒸滲儀數據亦可以為模擬和標定SVAT過程模型參數提供許多支撐。水分分中心對大型蒸滲儀的推廣套用為相關學科的科學研究的深入起到了重要作用。

（3）渦度相關技術的套用

渦度相關技術是公認的測定近地表層CO2和水熱通量的標準方法，所觀測的數據得到微氣象學、水文學、地理學和生態學家們的認可，並已經成為檢驗各種模型估算精度的可靠資料。水分分中心對渦度相關技術在我國的引進吸收、觀測研究和套用發展等方面起著重要的引導作用。

早在1990年，陳發祖研究員和日本岡山大學科學家開展合作研究，研究組獲得了具有國際領先水平的通量觀測儀器，包括三維的超聲風速溫度儀（DAT-600, KAIJO, 日本）和快速反應的CO2/H2O紅外分析儀（Advanet-E009，日本）。在此之前，陳發祖研究員組織研製了我國第一台CO2/H2O脈動測定儀（1989年），研究組攜上述儀器參加了HEIFE實驗，利用國外的CO2/H2O脈動測定儀和自行研製的同類儀器，在我國第一次實現了採用渦度相關技術對生態系統尺度的光合速率開展“對比”和“梯度”觀測。上個世紀90年代中後期，在國家自然科學基金的支持下，先後在山東禹城農田，甘肅張掖綠洲，內蒙古草原，淮河流域和西藏高原等生態系統進行了一系列短期觀測研究，在我國首次使用渦度相關係統進行通量顯熱通量，水汽通量和CO2通量的野外觀測並取得了一系列的科研成果，特別是首次得到了青藏高原農田生態系統水分利用效率日變化曲線。同時與張仁華研究員共同合作，運用定量實驗遙感方法和渦度相關技術結合，提出了利用遙感數據估算植被吸收二氧化碳的模型，做出了我國第一張華北地區二氧化碳通量的分布遙感圖。

進入二十一世紀，在中國科學院知識創新工程重大項目和973項目的支持下，水分分中心直接參與了中國陸地生態系統通量觀測研究網路（ChinaFLUX）近十年的建設與發展。ChinaFLUX利用渦度相關技術開展不同生態系統CO2和水熱通量觀測研究，全面實現和提高了我國對典型陸地生態系統CO2和水熱通量的綜合觀測研究的能力，水分分中心在其中發揮了重要的作用。中國通量網的能力建設是我國進行通量觀測研究的重要里程碑，水分分中心作為項目的技術負責單位，通過大量的調研，提出了高起點和跨越式的建設發展思路，引進了當時國際上最先進的儀器設備，並隨後在我國選擇了8個台站建立了CO2和水汽等通量渦度相關的長期觀測系統。以ChinaFLUX觀測數據為基礎，在這個平台上發表了百餘篇SCI論文，二百餘篇CSCD論文。其觀測系統集成、數據質量控制和數據管理與綜合研究的能力達到了國際先進水平，並引導了中國區域碳通量觀測事業的發展，通過中、日、韓三國的國際合作(CarbonEastAsia)項目的實施，實現了共建亞洲區域碳水通量網路的發展目標。

為有效地推進這一技術和數據的套用，水分水分分中心特別在渦度相關數據後處理，特別是通量方法學的研究方面開展了深入的研究。首先，基於渦度相關技術測定植被/大氣間CO2和水熱通量，以3個台站（長白山，千煙洲和禹城）的高頻原始數據為例，利用Ogive函式確定適宜的平均周期，提出了確定適宜的渦度相關數據平均周期時需要考慮生態學和微氣象學的相關原則：（1）可以分辨CO2和水熱通量的日變化特徵；（2）可以分辨短周期的零星事件的影響；（3）可以捕捉大部分低頻通量成分。結果表明，在長期CO2通量研究中，平均周期30min是適宜的。但對於森林地區（如長白山和千煙洲），應該適當延長平均時間可得到更加準確的通量結果，特別需要量化研究平均周期60min和120min對森林碳平衡特徵的影響。其次，從微氣象學的理論講，在地勢平坦、植被冠層均質且開闊條件下的通量觀測站上所獲得的渦度相關CO2和水熱通量數據是最值得信賴的，但是，在現實的陸地生態系統中難以完全滿足渦度相關技術的基本假設條件，從而導致CO2和水熱通量的測定值存在著一定的不確定性。水分分中心針對這一問題，通過介紹國外流行的坐標旋轉校正方法，並以4個不同台站的數據為例，具體分析了不同的校正方法對通量結果的影響。最後，針對夜間觀測數據問題，由於夜間湍流交換弱，在夜間觀測的渦度相關數據存在較大的不確定性和誤差，在分析國外關於夜間數據處理方法的基礎上，提出了一個改進和簡化的方法（平均值比較法）來評估夜間數據的可靠性，保證了數據評估方法的一致性。

（4）熱紅外定量實驗遙感方法的套用

實驗遙感方法是將地面遙感觀測塔與衛星遙感信息結合起來，定量研究遙感信息並構建具有物理基礎的定量遙感模型的一種遙感研究方法。它能將地面遙感信息與衛星遙感信息相結合，為衛星遙感信息的套用提供堅實的地面基礎和物理機制，是遙感技術發展的一個重要方向。水分分中心是我國最早開展熱紅外定量實驗遙感的單位之一，當時根據學術動態和地理所的需要，左大康所長果斷決策，唐登銀站長積極支持，將傳統的研究地表蒸散的微氣象學與遙感方法結合起來，在禹城試驗站同時建立60米通量觀測塔和30米高的高塔遙感平台。在特殊的國情下，運用投入少的資源節約型的高塔遙感平台, 長期連續開展多時相、多角度、多光譜觀測，在進行地物波譜研究的同時，根據禹城綜合試驗站的水循環研究方向，在禹城站遙感試驗場的30米高塔遙感平台上獲取衛星相同波段的多光譜模擬遙感信息，在高塔四周構建8種不同土壤水分和作物長勢，獲取套用目標信息，從而能夠有效開展節約型的土壤水分、地表蒸散、作物缺水和作物估產遙感建模試驗。事實證明這種具有中國特色的遙感試驗場，在建立遙感作物估產模型、遙感土壤水分模型、遙感地表蒸散模型等方面起到了重要作用，發展了我國的熱紅外定量實驗遙感並取得了一批科研成果。

在進行高塔遙感觀測的同時，水分分中心還研製和創新了一系列的儀器設備和方法，用來改進地面實驗遙感中的觀測，這些設備包括：(1)針對真實地物的熱紅外比輻射率測定技術，發展了運用熱像儀觀測的方法研究微尺度（分米尺度）地物的基本屬性（輻射溫度）、基本定義（比輻射率等）和基本定律（布朗克定律）的尺度效應，建立了野外和模擬遙感試驗場，開展了星-地協同的同步觀測；(2)研製開發了一個用於熱紅外多角度遙感的實驗室模擬裝置；(3)研製開發了三種不同方式的以紅外溫度計為檢測器的熱紅外比輻射率測定裝置，可以分別運用於室內實驗和野外實驗；(4)研製開發了漫射熱輻射源物體方向比輻射率測量測定裝置，解決了漫射熱輻射源物體方向的比輻射率測量的技術難題，實現了野外連續多角度的地物比輻射率快速測量（被動測量），這是航空航天遙感平台直接實時測量地物比輻射率是熱紅外遙感界一直追求和奮鬥的目標；(5)研製開發了利用CO2雷射測定地物的方向比輻射率的地面試驗和測定裝置；(6)解決了準直熱輻射源物體方向比輻射率測量方法問題，研製了觀測儀器，實現了室內連續多角度的地物比輻射率的快速測量（主動測量）；(7)設計了一種結構簡單，易於拆卸安裝的可用於野外的地物輻射全方位多角度的測定平台，可以方便地用於野外的近地面遙感測量，用於遙感方向性定量模型研究。

實驗遙感方法研究與禹城試驗站的旱澇鹼綜合治理，農田蒸散與水量平衡研究相結合，產出了一大批的研究成果，陳述彭先生評價，地理研究所的實驗遙感在全國遙感界獨樹一幟。這些研究成果奠定了《定量熱紅外遙感模型及地面實驗基礎》（張仁華著）的出版，是我們實驗遙感研究的總結之作，也是我國實驗遙感研究的經典著作。

（5）大孔徑閃爍儀技術的套用

對生態系統通量的觀測研究，大部分都是局限於一個“點”進行的，如前面介紹的渦度相關方法，其觀測的通量能代表僅僅是測點附近幾十到幾百米範圍內狀況。為了研究更大範圍（如區域尺度）內的生態系統交換，僅僅靠有限的“點”觀測來簡單推算更大範圍的通量顯然是有很大的誤差。利用遙感模型結合遙感數據是實現由點到面進行尺度擴展的最有效的方法，但是遙感方法本身並不能直接測量下墊面的各種通量。為了對擴展區域中的部分像元結果進行地面定標以及對反演的結果的實驗驗證，像元尺度的通量觀測是解決上述問題的最好方法之一。

大孔徑閃爍儀（Large Aperture Scintillometer，LAS）是可以直接測量像元（公里）尺度非均勻下墊面顯熱通量的儀器，是實現傳統地面通量的尺度擴展以及遙感通量地面驗證的最好方法。為此，水分分中心於2002年率先利用從荷蘭購買的兩套LAS儀器，並且於2003年和2004年在北京小湯山農田上（下墊面相對均勻）進行了連續觀測，為了驗證LAS的可靠性，我們同時還進行了包括渦度相關在內的微氣象觀測。通過對兩種方法得到的顯熱通量對比分析，結果表明：兩者之間的變化趨勢非常一致，平均相對誤差為12.2%，基於LAS的觀測結果，結合遙感數據和模型，我們還首次獲得了華北平原的感熱通量區域分布圖。

2009年，我們用LAS儀器在山東禹城農田進行了顯熱通量觀測，其結果和渦度相關的結果進行了比較，研究重點是分析LAS在觀測中的不確定性和誤差。根據理論分析和實際的觀測結果表明，無論白天還是夜間，用LAS測量像元尺度上的顯熱通量（H_LAS）是可行的，與渦度相關方法得到的結果（H_EC）總體相關性比較好，日變化趨勢非常一致，兩者之間的絕對誤差一般小於±50Wm-2。當白天顯熱通量較小時，H_LAS比H_EC偏大，反之則H_LAS偏大。其誤差和不確定性的可能原因：下墊面的非均勻性，風速風向變化將會改變兩者通量貢獻區（Footprint）的範圍。另外，其他參數（如波文比，零平面位移和地表粗糙度等）的不確定性都可能影響LAS的觀測結果。這些研究結果為LAS的套用提供了重要基礎。

（6）穩定同位素技術在生態系統水分特徵研究套用

由於同位素效應的存在，H218O和HD16O成為土壤、植被、大氣和海洋間不同形式水分運動的良好示蹤劑，成為涉及大氣、水文和生態等多種學科的重要研究工具。測定液態、氣態和固態水穩定同位素δ18O和δD可以提供大量有關大氣水汽來源區域、大氣中水相變過程的重要信息，以及流域水循環過程的示蹤等。傳統的水穩定同位素信息由於受到採樣與分析的儀器和技術的限制，大多局限於較大空間尺度水分運動規律和較粗時間解析度的條件下，對於田間尺度的水分運動過程和水碳通量研究的同位素套用，則依賴於新的方法和技術的發展。

2004年，在水分分中心的主導下，地理資源所引進了德國Finnigan公司生產的最新型穩定同位素比值質譜儀MAT253，開始了穩定同位素技術在田間尺度的生態系統水文過程研究的技術套用。通過在禹城站的實驗觀測分析，提出了一個簡化的土壤水同位素混合模型，揭示了作物根系吸水的空間分布特徵，是國內套用同位素技術在農田SPAC水分運動過程研究較早的成果之一。

高時間解析度和連續的大氣水汽δ18O和δD同位素比值和通量數據將為陸地生態系統水循環(包括植物蒸騰和土壤蒸發過程)及其相關的大氣過程特別是涉及相變過程的科學研究提供更多有價值的信息，也將促進氫氧穩定同位素技術在水文學、大氣學和生態學等相關領域中的廣泛套用。2006年，CERN水分分中心引進國際上第一台水汽H218O、HD16O 和H216O雷射穩定同位素氣體分析儀(TGA100A, Campbell Scientific Inc., USA)，並在此基礎上，與美國耶魯大學森林與環境學院Xuhui Lee教授合作開發了大氣水汽18O/16O和D/H線上標定系統，改進原有兩點校正為三點校正，利用樣品和旁路氣泵設計剔除歧路管壓力變化的影響等問題，解決了儀器非線性回響難題，成功構建了大氣水汽δ18O和δD同位素比值和通量的原位連續觀測系統，其觀測精度(小時尺度)可以達到甚至優於同位素質譜儀(Finnigan MAT253)的觀測精度，具備了大氣水汽δ18O和δD同位素比值和通量的原位連續觀測能力。

中國生態系統研究網路水分分中心對TGA100A水汽同位素原位連續測量系統的野外套用一直在進行中，取得了一系列的原創性的成果。2006-2007年首次實現了北京大氣水汽δ18O 和δD原位連續觀測研究，探討了大氣水汽和降水δD, δ18O和過量氘(d=δD-8*δ18O)的變異特徵及其環境控制。2008年在欒城農田生態站完成了對冬小麥和夏玉米的土壤-植物-大氣系統水汽δ18O和δD同位素比值和通量原位連續觀測實驗，首次實現了大氣水汽δ18O和δD的原位連續觀測及其與渦度相關相結合的技術實現，並在此基礎上展開多項有關蒸散分割的研究。2009年在內蒙多倫草地生態定位研究站對草原生態系統開展了土壤-植物-大氣系統水汽δ18O和δD原位連續觀測實驗。

中國生態系統研究網路水分分中心已經擁有了基於WC-CRDS和OA-ICOS技術的Picarro公司和Los Gatos Research公司的大氣CO2的δ13C和水汽δ18O和δD的穩定同位素儀器。將以大氣CO2的δ13C穩定同位素儀器和大氣水汽δ18O和δD穩定同位素儀器為基礎，構建大氣CO2的δ13C和水汽δ18O和δD的聯合觀測系統。水的穩定同位素技術在生態水文過程中的研究正在蓬勃發起，由CERN水分分中心在國內的推動與技術引進有力地促進了我國在這一領域的研究工作。

2.生態水文過程的模擬研究進展

中科院地理科學與資源所除了致力於生態水文過程野外觀測方法和技術的引進、吸收和研究之外，也同時開展了相關生態水文過程的模擬模型研究，尤其是在地表蒸發過程機理與模擬研究方面，長期引導國內的研究，CERN水分分中心也直接參與了大量的模擬模擬模型研究工作。

蒸發過程的機理與模擬研究一直是地理資源所的傳統研究優勢。在上一代的科學家中，先後在黃秉維先生、左大康研究員和唐登銀研究員的帶領下，老一輩科學家們在禹城站、大屯站和欒城站圍繞蒸發和地表能量平衡過程開展了大量的研究，出版了如《農田蒸發研究》、《作物與水分關係研究》等一系列經典著作，仍然是我國研究蒸發的必讀書籍，老一輩的研究人員主要在觀測方法、手段、以及遙感技術方面做出了傑出貢獻，在模擬上也做了初步的探索。

進入21世紀，水分分中心與野外台站緊密配合，積極參與羅毅研究員（CropS模型）、莫興國研究員（VIP模型）和於強研究員模型的實驗和驗證工作，發展以水碳耦合過程機理為基礎的冬小麥光合-蒸散過程模擬模型，成為我國研究土壤-植物-大氣系統水碳過程耦合模擬研究的前沿研究成果，進一步確立了地理資源所在我國蒸發過程模擬研究中的優勢地位。由上述三位研究員分別構建的冬小麥光合-蒸散過程模型分別有所側重，CropS模型和VIP模型逐漸發展成分散式的生態水文過程模型，而ChinaAgroSys模型則在SVAT模型機理上有更深入的發展，尤其是考慮植物水分的動態平衡，將葉片水勢與土壤水勢聯繫起來，動態模擬葉片水勢過程，從而更好地反映植物水分狀況，改善了對氣孔及冠層導度的模擬。

人才培養

中國生態系統研究網路水分分中心現有在編人員6人，其中研究人員4人，技術支撐人員2人。其中研究員級別1人，副研究員級別2人，助研級別3人。建成了一支學歷層次高、專業結構合理、團結協作的研究隊伍。在開展科學研究和業務工作的同時，水分分中心也十分注重研究生的培養工作，共培養博士生8名，碩士研究生16名；另外引進博士後8名，客座研究人員8名；對水分分中心的科學研究形成了有力的支持。