記榮獲2017年度國家自然科學獎二等獎參與者莫興國研究員
記榮獲2017年度國家自然科學獎二等獎參與者莫興國研究員
據中國科學院地理科學與資源研究所官方網站報道：
地理資源所成果「流域徑流形成與轉化的非線性機理」榮獲2017年度國家自然科學獎二等獎
1月8日，2017年度國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。由中國科學院院士夏軍、劉昌明領銜，中國科學院地理科學與資源研究所莫興國研究員、占車生研究員等組成的核心團隊完成的項目「流域徑流形成與轉化的非線性機理」榮獲國家自然科學獎二等獎，這是地理資源所陸地水循環及地表過程院重點實驗室榮獲的首個國家自然科學獎。
徑流形成與轉化非線性機理是地學水文科學領域重要的前沿與科學難題，也是流域防洪、供水、水利工程安全設計和水資源管理迫切需要解決的重大需求問題。夏軍領銜的團隊歷經數十年，通過大量水文觀測實驗與資料分析，針對徑流形成與轉化的三個關鍵科學問題：水文產匯流非線性、蒸散發非線性以及流域分散式系統的非線性，開展了系統深入的研究，探索從響應單元到流域尺度徑流形成與轉化的非線性機理，提出了有新的發現並得了國際上認可的成果，其中包括：在國際上發現了徑流形成的產流量與土壤濕度、降雨強度和下墊面組合的時變非線性指數規律，揭示了非線性系統響應函數的水文物理機制，創建了水文時變增益非線性系統模型（TVGM），解決了徑流非線性精準計算的理論難題,明顯提高了徑流預報精度；發現了徑流形成非線性過程水量轉化中關鍵的SPAC系統土壤蒸發與總蒸騰比例，建立了葉面積指數、表層土壤含水量與土壤蒸發/總蒸騰比例之間的函數關係，揭示了SPAC系統界面過程水分與能量的非線性交換機制；創建了流域分散式時變增益非線性系統模型（DTVGM），解決了單元系統徑流形成向流域空間分異擴展及其與多要素耦合的難題，揭示了流域徑流形成過程與流域下墊面人類活動和氣候變化影響的響應機制，提出了量化水文模擬不確定性新的方法。成果應用到我國江河湖庫防洪減災、水質水量聯合調度以及重大調水工程的水管理，產生了突出的社會經濟效益。該成果展示了水為紐帶產生的社會服務功能的聯繫和重要影響力，為促進地球科學水文學的非線性研究做出了貢獻。
該獲獎項目由中國科學院院士崔鵬、林學鈺和汪集暘聯合推薦。夏軍及其獲獎團隊感謝院士們的推薦，感謝組織和同事們一直以來的支持與幫助，他們表示要抓住科技創新的大好機遇，產出更多的科技成果，解決科學難題，服務國家需求。
早在2017年7月份，筆者就注意到中國科學院地理科學與資源研究所的「流域徑流形成與轉化的非線性機理」項目在預評選公示中也是二等獎，因在這個研究團隊中有莫興國研究員，也讓我多了一份關注。
在2018年1月3日，筆者在桂林與莫興國研究員有個碰面，在離國家科學技術進步獎大會頒獎還有5天時間，這位低調的仁兄到是什麼都沒說，8號頒獎公布，他們中國科學院地理科學與資源研究所團隊的地理資源所成果「流域徑流形成與轉化的非線性機理」榮獲2017年度國家自然科學獎二等獎，我為有這樣一位嚴謹的科學公關和科學態度的仁兄感到高興和自豪。
莫興國，1966年生於廣西桂林。中國科學院地理科學與資源研究所創新基地研究員，博士生導師，已帶出10餘名博士研究生。
1983年獲南京大學大氣科學學士學位，
1990年獲南京大學大氣科學碩士學位，
1993年獲中國科學院地理研究所自然地理學博士學位。
1996年2月至8月赴美國農業部土壤耕作實驗室任訪問學者，
2001年8月至2002年8月獲英國皇家學會資助到Lancaster大學進行合作研究。目前兼任中國科學院大氣物理研究所客座研究員，中國農學會農業氣象分會常務理事,中國自然資源學會水資源專業委員會委員和國際水文科學協會會員。
莫興國研究的領域和方向：和方向土壤-植被-大氣系統生態過程機理、尺度擴展和不確定性理論研究；流域分散式水文模型研究；陸地生態系統模型與遙感信息同化方法研究；植被與氣候相互作用研究。學術成就基於多年的野外試驗和計算機模擬，開發了基於土壤-植被-大氣系統動力過程、流域水文循環過程和植被動態過程的綜合模型，用於生態系統多尺度水分、能量、CO2通量和生產力形成過程的分析、模擬和預報。在土壤-植被-大氣系統物質傳輸、區域蒸發、流域水文循環和區域作物生產力的空間格局和驅動機制方面有創新性研究成果，多次被國內外同行引用。
莫興國研究員的主要成就：主持完成了多項國家自然科學的面上基金、國家自然科學重大計劃基金項目面上基金、國家自然科學重大基金。在國內外刊物發表論文40篇，其中SCI論文8篇,合作論著2部。參與的「流域徑流形成與轉化的非線性機理」項目榮獲2017年度國家自然科學獎二等獎
莫興國的學術成果：
（1）系統開展了農田生態系統能量、水分和養分循環的田間試驗觀測。針對SPAC系統關鍵過程和機理，揭示了地氣界面能量、水汽與CO2交換規律；揭示了作物冠層輻射傳輸機制、葉片氣孔導度時空變異性；構建了氣孔導度與環境因子的關係式；推導出基於土壤溫度的表層導溫率和熱通量的定量關係。
（2）自主開發了植被界面過程(VegetationInterfaces Processes,簡稱VIP)的生態水文動力學模型,用于田間-流域-區域的跨尺度生態系統水分、能量、碳氮循環過程及其相互作用的模擬和預報。與國內外其他類似模型相比，特別在三源（即受光葉、遮蔭葉和土壤）能量平衡的概念、地表產流的變蓄水容量方案、植被生態水文特徵參數的動態反演方法和模型與遙感信息融合方面做出了創新研究成果。VIP模型已在我國的華北、黃河、長江上游、東北、新疆、內蒙等地的農田、草地生態系統和複雜下墊面區域得到廣泛應用。
（3）開展了生態水文過程模型與觀測數據融合、模型不確定性、尺度擴展研究。應用GLUE和敏感性分析方法，分析了VIP、LISFLOOD和新安江等模型的不確定性，探索了參數的取值空間和異參同效性，評估了模型預報的置信區間；首次採用集合卡爾曼濾波方法反演出生態系統關鍵參數的季節和年際時間變化規律；採用多目標優化方法反演了蒸騰和光合作用的關鍵參數；基於不同解析度數據的模擬分析,提出了生態水文模型使用中的「1km解析度法則」和尺度下延方法。
（4）在氣候-生態-水文過程的相互作用方面，獲得如下成果：(i)提出了從控制表層土壤水分和葉片氣孔阻力兩方面入手的農業節水評估方法；(ii)揭示了華北平原等區域的產量、蒸散量、水分利用效率等生態水文要素的時空演變及驅動機制；(iii)揭示了生態水文過程對氣候變化和環境變化的響應機制、提出了調控適應方法。通過模型與統計相結合的方法，揭示了黃土高原生態水文過程對氣候變化和生態建設措施的響應機制，提出了蒸散耗水未必隨生態建設措施而變化，還草還林措施需要謹慎實施；針對華北平原冬小麥-夏玉米作物輪作系統，採用南北比較、多站比較和區域分散式模擬，揭示了作物產量、水量平衡、能量平衡和碳循環對氣候變化情景的響應。結論已被世界銀行、全球環境基金（GEF）和我國財政部聯合資助「黃淮海農業對氣候變化的響應和適應計划行動」採納，為制定農業的氣候變化適應措施、保障國家糧食和水資源安全提供了科學依據。(iv)將模型與能值理論結合，診斷了華北平原農田生態系統的可持續性，為水資源綜合管理提供科學依據。
望莫興國研究員及其團隊在科學創新之路上百尺竿頭更進一層，把科研成果變成生產力，更好的服務於人民。
2018年1月12日於艾墨軒
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