近日，内蒙古农业大学高永教授团队采用用最新的“三温模型+热红外成像”方法在野外对毛乌素沙地采煤沉陷区和非沉陷区地表裸露土壤蒸发及主要生态修复树种的蒸腾进行了观测，量化了沉陷对土壤蒸发及植物蒸腾的影响。这也是第一个实现在现场原始非扰动条件下非接触式实测出风沙区采煤沉陷区土壤蒸发和植物蒸腾的研究。成果以《采煤沉陷对地表土壤蒸发和植被蒸腾的影响》为题，于8月16日在《应用基础与工程科学学报》首发。

　　采煤沉陷严重破坏了风沙区本就脆弱的生态环境，导致荒漠化进程加剧。因此矿区的生态修复问题备受关注。学术界普遍认为沉陷会降低土壤含水量，从而减少土壤蒸发和植物蒸腾，致使生态环境进一步恶化。但是，由于观测手段受限，沉陷区土壤蒸发和植物蒸腾一直无法有效观测，以致于该假说至今未得到验证。

　　“三温模型”是北京大学邱国玉教授提出得测算蒸散发的一种方法。由于该模型的核心参数是表面温度、参考表面温度和气温，故被称为“三温模型”。该模型具有参数少、计算简单、应用范围广、结果精准等特点。红外热成像技术能观测人体肉眼不可见的红外波段光谱，并将其转变为可见的热图像，具有高通量性、非接触性、高分辨等特征。“三温模型+热红外成像”的方法在草坪、作物、荒漠植物的蒸腾速率测量上取得了较为理想的结果。

　　研究区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇(38°50′—39°50′N，109°30′—110°30′E)。该区域为典型的大陆性季风气候，年平均气温 7.3℃，全年温差较大，极端最低气温-31.4℃，极端最高气温 36.6℃。年均降水量 362 mm，年均潜在蒸发量 2297.4~2838.7 mm。研究区年平均风沙日数为 26 d，年平均风速为 3.6 m/s，沙暴日数平均为 17d。土壤主要以风沙土为主，植被主要以人工植被为主，包括：柠条、沙柳、沙棘、小叶杨等。其中，零星生长沙蓬和油蒿等小灌木及草本植物。本研究选取沙柳、油蒿、沙棘、柠条四种修复树种进行研究。

　　研究结果表明：

　　(1)沉陷区不同深度土层含水量均低于非沉陷区。与非沉陷区相比，沉陷区 10 cm 层土壤含水量降幅最小为 5.7%;50 cm 层土壤含水量降幅最大为 27.6%。

　　(2)滑动型沉陷稳定后，由于土壤含水量的减少，导致沉陷区土壤水分存在一定程度的亏缺，进一步降低了土壤蒸发量及植物蒸腾量，观测期沉陷区土壤累计蒸发量为2.97 mm，沙柳累计蒸腾量为16.53 mm，油蒿累计蒸腾量为 11.05 mm，与非沉陷区比分别减少 1.20 mm、3.77 mm、2.13 mm。

　　(3)柠条累计蒸腾量为 13.64 mm，高于沙柳和沙棘。通过植物蒸腾量发现，在雨养条件下，柠条更适合风沙采煤沉陷区的生态恢复性造林。