个人信息
李冰冰
学历背景
(1) 2024.12—至今，榆林学院，建筑工程学院，校内副教授
(2) 2024.01—2024.11，榆林学院，建筑工程学院，讲师
(3) 2019.09—2023.12，西北农林科技大学，环境科学，硕博连读(博士)
(4) 2017.09—2019.06，西北农林科技大学，环境科学，硕博连读(硕士)
(5) 2013.09—2017.06，宁夏大学，环境科学，理学学士
研究方向
一直从事生态水文过程解析与模拟方面的研究，聚焦黄土高原为代表的水资源短缺和生态脆弱区，在揭示植被根系与土壤水分相互作用规律和土壤水平衡解构与变化机理等方面形成了较好的学术积累。
研究成就
主持的科研项目
主持国家自然科学基金青年项目1项(42407491)、陕西省教育厅专项1项(24JK0750)、榆林学院高层次人才科研启动基金1项(2024GK18)和榆林市横向项目1项(H2024060225-8)。
代表性论文
发表科研论文20余篇，以第一作者发表SCI论文6篇，均为中科院1区TOP期刊，单篇最高他引70余次。另外，以第一作者发表中文核心A类论文1篇，并于2023年入选为高被引论文。
论文清单如下：
1. Li Bingbing, Yang Wuchao, Wu Xijun, Li Zhi*. Partitioning and controlling factors of evapotranspiration: 2. Dynamics and controls of ratio of transpiration to evapotranspiration at multiple timescales in agroforestry system. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2024, 374: 109192. DOI: 10.1016/j.agee.2024.109192. (中科院1区TOP，IF=6.6，榆林学院为第一单位).
2. Li Bingbing, Shi Peijun, Li Zhi*. Partitioning and controlling factors of evapotranspiration: 1. Hydrological modeling constrained with isotope-based water balance decoupling. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2024, 364: 108908. DOI: 10.1016/j.agee.2024.108908. (中科院1区TOP，IF=6.6，榆林学院为第二单位).
3. Li Bingbing, Xiaoping Wang, Li Zhi*. Plants extend root deeper rather than increase root biomass triggered by critical age and soil water depletion. Science of The Total Environment, 2024, 914: 169689. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.169689. (中科院1区TOP，IF=9.8).
4. Li Bingbing, Yang Yi, Li Zhi*. 2021. Combined effects of multiple factors on spatiotemporally varied soil moisture in China’s Loess Plateau. Agriculture Water Management. 258: 107180 (中科院1区TOP，IF=6.6).
5. Li Bingbing, Biswas Asim, Wang Yunqiang, Li Zhi*. 2021. Identifying the dominant effects of climate and land use change on soil water balance in deep loessial vadose zone. Agriculture Water Management. 245: 106637 (中科院1区TOP，IF=6.6).
6.Li Bingbing, Wang Yunqiang, Robert L Hill, Li Zhi*. 2019. Effects of apple orchards converted from farmlands on soil water balance in the deep loess deposits based on HYDRUS-1D model. Agriculture, Ecosystems & Environment. 285: 106645 (中科院1区TOP，IF=6.6).
7.李冰冰, 王云强, 李志*. 2019. HYDRUS-1D模型模拟渭北旱塬深剖面土壤水分的适用性. 应用生态学报, 30(2): 398-404 (中文核心A类)
获奖情况
1. 2024年获批1项国家自然科学基金青年项目；
2. 2024年榆林学院青年教师教学竞赛“二等奖”；
3. 2024年建筑工程学院“我追赶我超越”中获“先进个人”称号；
4. 2023年入选为高被引论文(以第一作者于2019年发表的中文核心A类论文)
研究内容图解
图1 技术路线图
创新成果展示
(1)评估了水文模型模拟深剖面土壤水的适用性。基于长期观测的土壤水分数据，通过优化土壤水力参数，模拟渭北旱塬农地和苹果园10 m深剖面土壤水分的垂直分布和时间变化(图2)，评价模型的适用性，为应用水文模拟技术解构土壤水平衡动态演变提供了依据。相关论文发表在2019年SCI检索期刊"Agriculture, Ecosystems & Environment"和2019年北大核心检索期刊《应用生态学报》
图2 降雨量及土壤水随时间变化特征
(a：降雨量；b：农地；c：果园)
(2) 采用了多种方法解构土壤水平衡。联合稳定性和放射性同位素解构了长期平均土壤水平衡(图3)，进一步约束水文模型优化难以实测的模型参数，并量化了方法间的不确定性来源，为探索准确解构土壤水平衡提供了依据。相关论文发表在2024年SCI检索期刊“Agriculture, Ecosystems & Environment”。
图3 不同土地利用下土壤水及其同位素含量的剖面特征
(a：土壤含水量和土壤储水量；b：氢同位素；c：氧同位素；d：氚同位素含量)
(3) 识别了气候变化和土地利用类型在土壤水平衡中主导性。利用小波相干分析和单因素线性回归发现，降雨对土壤水平衡的影响大于温度，特别是降雨方差变化的作用远大于降雨均值变化(图4)。实际蒸散发量受到气候变化主导，而地下水补给受到土地利用类型控制，为分析环境变化与水文过程相互作用机理提供了途径。相关论文发表在2021年SCI检索期刊“AgricultureWater Management”。
图4 土壤水平衡各组分与气候因子的双变量小波相干
(4) 明确了研究区土壤水和根系分布特征。基于GLEAM遥感数据和典型黄土区实测土壤含水量和根系分布剖面，全面分析了黄土高原区域土壤水和根系分布特征，并进一步进行了归因分析和生根策略探讨(图5)，明确了地方生态文明建设需求的强烈。相关论文发表在2024年SCI检索期刊"Science of The Total Environment"和2021年SCI检索期刊"Agriculture, Water Management"。
图5 深厚黄土中根系生根策略随林龄和土壤含水量变化的概念模型
研究历程和创新点
一直从事生态水文过程解析与模拟方面的研究，聚焦黄土高原为代表的水资源短缺和生态脆弱区，在揭示植被根系与土壤水分相互作用规律和土壤水平衡解构与变化机理等方面形成了较好的学术积累，为黄河流域生态保护和高质量发展提供一定理论依据。具体研究历程和创新点如下：
1. 识别了土地利用和气候变化在土壤水平衡中的主导性。前期评估了水文模型HYDRUS-1D模拟渭北旱塬深剖面土壤水分的适用性，受到广泛关注，应用生态学报(2019)已被下载1000余次、引用70余次，并于2023年入选为高被引论文。基于气候数据评估土地利用变化对土壤水平衡各组分影响，发现农地转为林地并随林龄增加，蒸散发量增加，而土壤蓄水量和地下水补给明显减少(Agriculture, Ecosystems & Environment,2019, IF=6.4)。结合未来气候变化情景，发现蒸散发受气候变化主导，而深层渗漏受土地利用变化控制(Agriculture,water management, 2020, IF=6.5)。
2. 明确了黄土高原植被根系分布及其生根策略。前期分析了长武塬深剖面苹果树根系与土壤水分特征及其相互作用，发现细根根长密度及其累积分数分别适用于表征浅根植被和深根植被下土壤水分状况(干旱地区农业研究, 2023)。结合文献综述黄土高原24个点位，整理了145个10米深根系和水分剖面，发现根系参数具有较大空间变异性，以植被类型控制为主，气候变化作用为辅。首次提出D95/D50与β的关系来表征植被生根策略，发现当林龄和土壤水耗竭程度分别大于25.7±3.6年和35.7±15.1%时，生根策略由增加根系生物量向增加根系深度转变(Science of The Total Environment, 2023, IF=9.8)。
3. 优化了土壤水文过程的解构与模拟。深厚黄土中深层渗漏的估算和蒸发蒸腾的分割难度较大，导致缺乏对水循环各组分的解构和量化研究。为此，联合氢氧稳定性和放射性同位素解构土壤水平衡。基于同位素示踪技术约束水文模型，提高了模型分割蒸发蒸腾和解构土壤水平衡的精度(Agriculture, Ecosystems & Environment,2024, IF=6.4)。基于优化参数后的水文模型HYDRUS解构土壤水平衡，发现农地和果园下T/ET动态变化及其控制因子均具有时间尺度依赖性(Agriculture, Ecosystems & Environment, 2024, IF=6.4)。
综上所述，针对深厚黄土中土壤水平衡难以解构和环境变化影响土壤水平衡的机理不清问题，本人进行了方法创新，利用同位素示踪技术优化水文模型，联合多种方法分解量化土壤水平衡各组分，为解决相关科学问题提供了重要的方法补充，取得的结果为黄土高原环境变化不利影响的应对、水资源管理和生态建设提供了决策信息。
社会应用价值
扎根黄土，问水于根：一位生态水文研究者的实践与担当
在广袤而苍茫的黄土高原上，水，是生命线，也是发展的瓶颈。千百年来，人们在这里耕作、植树，努力改善着生态环境，但也常常面临着一个两难的抉择：更多的绿色，是否意味着更少的水资源？如何在这片生态脆弱的土地上，既能守护青山绿水，又能保障农业民生与高质量发展？这正是我们研究团队多年来试图解答的核心问题。
我的科研旅程，始于对黄土高原“土壤水库”的深度探索。我们深知，要回答上述宏观问题，必须首先厘清脚下这片深厚黄土中水分的“来龙去脉”。早期，我们像一位严谨的“会计师”，借助水文模型（HYDRUS-1D），首次系统评估了渭北旱塬地区深达数十米的土壤水分动态。这项工作如同建立了一套精准的“记账方法”，很快得到了同行们的广泛认可，相关论文成为了高被引文献，这让我们确信，找准了问题的关键入口。
故事的第一重应用价值，在于为“退耕还林”的科学实施提供了精准的“水账本”。随着国家生态建设的推进，黄土高原上许多坡耕地变成了林地。绿色多了，风景美了，但水资源压力真的缓解了吗？我们的研究发现了一个需要高度警惕的现象：当农地转为林地，尤其是随着树木长大，整个生态系统的“胃口”（蒸散发量）会显著增加，而能够储存于土壤中和补给地下水的“余粮”（土壤蓄水量和地下水补给）却明显减少。这就像家庭开支，收入（降水）有限，如果必要开支（树木耗水）大幅增加，储蓄自然减少。更深入的分析揭示，在气候变化背景下，大气“需水量”在增加，而土地利用方式则深刻影响着有多少水能穿过深厚土层，去滋养我们宝贵的地下水资源。
这项研究的价值直接体现在j为造林策略“导航”：它提醒我们，在干旱缺水区域进行生态恢复，不能只追求林木覆盖率，必须考虑其长期的水资源承载力。这为林业部门选择耗水量适中的树种、确定合理的造林密度和空间布局，提供了关键的科学依据，避免了“绿了山头，干了河沟”的生态风险。k保障农业用水安全：明确了不同植被类型对水循环的影响，有助于在水资源分配中，更好地协调生态用水与农业用水的关系，为保障区域粮食安全提供了底层数据支撑。
故事的第二个突破，是走进了植物用水的“决策中心”——根系，绘制了一幅黄土高原植被的“生存策略图”。为什么有些树能把根扎到地下十几米深处？它们是如何适应干旱环境的？为了回答这些问题，我们化身“根系侦探”，系统整合了高原上24个地点、深达10米的根系与水分数据。我们发现，不同植被的“找水”策略截然不同，这主要受植被类型主导。我们首次提出了一个关键指标（D95/D50与β的关系），就像一把尺子，能量化植物的“生根策略”。更令人兴奋的是，我们找到了植被策略转换的“临界点”：当树木生长超过约26年，或者土壤水被消耗超过约36%时，它们会从“广积粮”（增加根系生物量）转向“深挖洞”（向更深处扎根）。这个发现，如同掌握了植物应对干旱的“行动密码”。
这一发现的应用价值深远：（1）指导林分管理：它告诉我们的林业工作者和果农，当一片林子或果园达到一定树龄和土壤干燥化程度时，就需要警惕深层土壤水的过度消耗。这可以指导我们进行合理的间伐、修剪甚至轮作，以避免形成难以恢复的深层干层，实现植被的可持续管理。（2）预警生态风险：对于正在经历气候变暖、干旱加剧的黄土高原，这一“临界点”可以作为评估区域生态系统稳定性和退化风险的早期预警指标之一。
故事的第三个篇章，是技术创新如何让水循环过程“无处遁形”。深厚黄土中的水，哪些被植物“喝”掉了（蒸腾T）？哪些直接从土壤表面“飞”走了（蒸发E）？又有多少能深层下渗（渗漏）？这些过程的量化一直是世界性难题。我们扮演了“技术融合者”，将古老的同位素示踪技术（如同水的“指纹鉴定”）与现代水文模型相结合，大大提升了解构水循环的精度。基于这种优化后的方法，我们成功“拍摄”下了农田和果园中水分利用的“动态电影”，发现植物蒸腾与总蒸散发的比例（T/ET）及其控制因子，会随着时间尺度（如日、月、年）变化。这让我们对生态系统水循环的理解，从静态照片升级到了动态影像。
这项方法创新的应用价值在于：（1）提升水资源管理精度：能够更精确地量化不同土地利用类型的真实耗水（尤其是有效的植物蒸腾），为推行最严格的水资源管理制度、实施农业水价综合改革提供了更可靠的技术支撑和核算工具。（2）优化农业节水实践：帮助农民和农业技术人员更清晰地了解水分消耗的途径，从而有针对性地采取覆盖保墒、节水灌溉等措施，减少无效的土壤蒸发，把宝贵的水资源用在“刀刃”上。
总之，从摸清“水账本”，到解读“根策略”，再到研发“透视眼”，我们的研究始终围绕着黄土高原生态保护与高质量发展中的真问题。这一系列成果，不仅发表在学术期刊上，更已悄然融入黄河流域生态建设的宏观决策与微观实践中。它们如同一点点星火，汇聚成光，照亮着如何在缺水之地科学地增绿、智慧地管水、可持续地发展的前行之路。我们坚信，只有真正读懂黄土与水的对话，才能守护好这片土地的今天与未来。
团队介绍
研究团队组成
团队名称：陕北水资源保护与水环境治理创新团队
批复单位：陕西省科技厅
批复时间：2022年
团队简介：陕北水资源保护与水环境治理创新团队组建于2013年，2022年获批为陕西省科技创新团队。团队依托西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室和陕北矿区生态修复陕西省重点实验室，围绕陕北地区水资源严重短缺和水环境恶化的现状，结合陕北地区经济社会发展的需求，积极与地方行政部门和企业开展科研合作，转化科研成果，提升科技研发水平，在水资源保护与水环境治理方面积累了大量研究成果，持续为榆林建设“黄土高原生态文明示范区”提供技术支持。
研究方向：
1）陕北矿区煤炭开采条件下水资源动态变化过程与响应机理研究
2）陕北地区河道径流变化规律与生态健康诊断研究
3）陕北地区水环境污染防治与关键治理技术研究
4）陕北地区各类水资源的高效利用及优化配置研究
5）黄土高原城市给排水管网优化及水处理工艺改进研究
团队负责人简介：
团队负责人吴喜军教授现为我校研究生院常务副院长，博士毕业后，曾受国家公派赴美国访问学习，主要从事矿区水资源保护及水环境污染控制方面的研究。吴喜军教授先后主持了国家自然科学基金，陕西省科技创新团队、陕西省重点研发计划、陕西省自然基金、榆林市科技局重点实验室及产学研项目等20多项厅局以上课题，发表高水平论文40多篇，其中SCI和EI检索近20篇，出版学术专著2部。吴喜军教授曾荣获陕西省“特支计划”区域发展人才、陕西省中青年科技创新领军人才、榆林市优秀科技工作者等称号，并获得了陕西高校科学技术研究优秀成果奖、榆林市科学技术奖、榆林市青年科技奖等。主讲的“给水排水管网系统”获批陕西省一流本科课程。
团队队员简介：
人才培养情况
吴喜军，何毅，杨鑫杰，董颖，张亚宁，刘静，李冰冰．2025. 基于IHA-RVA的窟野河水文情势演变规律分析. 南水北调与水利科技(中英文), 1-13.
