亚太地区环境革新战略项目 (APEIS) 在中国5种主要生态系统类型区 (草地 : 海北、耕地 : 禹城、稻田 : 桃源、林地 : 千烟洲、荒漠 : 阜康) 建立了一个以连续观测能量、水分和碳素通量为中心，包括气象、水文、土壤、植被等各项生态要素的监测网络系统，被称之为APEIS-FLUX系统。作者首先对APEIS-FLUX系统的观测数据进行了初步分析，表明该系统稳定可靠，它可以实时地提供高质量、高精度、长期而连续的通量及生态要素的观测数据。对数据的比较清楚地反映出了不同生态系统类型区的水热碳通量的差异性。其次，利用APEIS-FLUX数据对美国航空航天局 (NASA) 的MODIS数据产品进行比较验证后发现，除部分产品如地表面温度 (MOD11) 等与观测数据较吻合以外，大部分数据产品如土地覆盖 (MOD12)，叶面积指数 (MOD15) 和光合速率与净第一性生产力 (MOD17) 等都与观测数据相差深远，有必要对其处理程序和模式进行修正。为此，我们利用APEIS-FLUX的数据作为MOD15和MOD17的生成模型 (BIOME-BGC) 的输入数据，并对该模型的有关参数进行了修订。结果表明，该模式在通过修正后，可以很好地模拟植被的生长过程及其相应的水热碳循环过程。

田间模拟施肥进步和灌溉模式的定位试验在中国科学院桃源农业生态试验站进行。结果表明施肥制度和水分管理模式显著地影响水分和养分的转化过程和生产效益。单施N的产量效应为4.5 kg/kg，而NP或NPK配施养分总的产量效应分别为8.8 kg/kg和8.0 kg/kg；有机物料循环的增产率为56.8%，在有机物料循环的基础上配施NPK化肥最大的增产率可达到80.1%；化肥应用的进步可使水稻产量增长62.5%或通过施肥实现的水稻产量中由于化肥应用所占的贡献份额为38.4%，有机无机肥配合水稻产量增长80.1%，或通过施肥达到的产量中有机无机肥配合所占的份额为44.4%。本区双季稻年灌溉需水量为5838 m³/hm²，年变异C.V = 8.3%。晚稻灌溉占全年的71%，7~9月是灌溉需水高峰期，占全年灌溉量的68%。生产灌溉效率 (灌溉水量与产量之比)：生物量3.67 kg/m³，精谷量1.48 kg/m³。常规管理田间水分分配为：蒸散占1/2，翻耕整地占1/6，植物构成占1/21，田间渗漏占1/14，其它环境耗水 (维持) 占1/5。耕灌雨养管理翻耕整地和田间渗漏比例过高。不同灌溉处理试验表明：双季稻生产的灌溉，以早稻保持水层灌溉，晚稻按需配额灌溉的模式比较适宜。

利用安装在准噶尔盆地南缘多汁盐柴类荒漠上的涡度相关系统与配套的微气象观测系统所得数据，分析了显热、潜热与CO₂通量的日过程和季节变化特点及各通量间的相互关系。数据显示了一个明显违背植物水分关系一般规律的现象：当水汽 (潜热) 通量明确显示土壤水分亏缺时，净光合 (CO₂通量) 却未受到影响。因此推测当地原生植物的根系在积盐严重的土壤上层没有发育，所以其水分状况与光合能力不受上层土壤干湿的影响，观测到的水汽通量的变化主要由土壤蒸发的变化造成的。

监测并分析了高寒草甸二种不同植被类型的生态环境条件、植物种类组成、生物量变化规律及其差异。研究表明：距离相近且海拔高度基本相同的矮蒿草草甸和金露梅灌丛草甸二种群落内部，由于受地形部位影响，虽然降水基本相同，但地表受热及蒸发量不同，土壤湿度存在明显差异。受上述环境条件特别是受土壤温湿度条件的限制，二种群落内的植物种类不同，地下、地上生物量的变化也不同，一般在山地阴坡主要分布着以金露梅灌丛为优势种外，多以线叶蒿草、小蒿草、羊茅、及其它杂草类为伴生种的金露梅灌丛草甸植被类型，而主要分布于滩地的矮蒿草草甸多以垂穗披碱草等植物为伴生种的湿中性植被类型，属典型的高寒草甸植被类型。生物量监测结果的比较分析表明，群落的地上生物量为：矮蒿草草甸 > 金露梅灌丛草甸；地下生物量随植被类型的不同，其峰值与谷值出现时间不一致。年内地下净生产量为：金露梅灌丛草甸 > 矮蒿草草甸。地下生产量周转值为：矮蒿草草甸 > 金露梅灌丛草甸。

利用遥感手段估算区域水汽通量对研究区域气候变化及生态系统功能评价颇具意义。但是由于估算模式涉及时空差异很大的地表特征参数很难完全通过遥感数据获得，因此MODIS水汽通量数据产品 (MOD16) 至今尚未问世。本研究以中科院禹城综合实验站2002年4~5月份冬小麦田的涡度相关实测水汽通量为标准，验证MOD16算法所估算的农田水汽通量，结果表明直接使用MOD16算法计算的麦田水汽通量比实测水汽通量平均偏大近20%。对其中的作物三基点温度、空气动力学阻抗计算方法和植被覆盖度进行修正，修正后的MOD16计算结果和实测值非常吻合，1:1曲线斜率为0.9706，相关系数R₂为0.8845。这为利用MODIS数据大面积估算农田水汽通量提供了科学依据。

在太行山低山区将自然植被移入蒸渗仪，观察当降水分别为常年平均降水量的80%、90%、100%、110%和120%等5种处理条件下，植被生产力和土壤的不同反映。研究发现：受验植被对降水反映敏感，降水每增加10%，植被生产力增加15%左右，预示未来全球变化导致的降水变化会对太行山低山区植被产生影响。同时在利用野外实验结果对WAVES模型进行验证的基础上，模拟了不同温度和降水变化情景下，土壤水分的可能变化趋势。结果表明：增温和减少降水对土壤水分负作用明显，尽管降水增加可改善土壤的水分供应状况，但降水增加10%对土壤水分的正面影响，大体被3^oC的增温抵消。由于模型模拟中采用的是与目前没有改变降水条件的实验相同的植被 (LAI)，而植被生长在太行山这一半湿润、半干旱地区又受土壤水分控制，因而估计未来气候变化情景下的植被变化与土壤水分的变化趋势相似。