利用涡度协方差技术研究丘陵地区雨养稻麦轮作系统的蒸散动态及其环境驱动因素

《Scientific Reports》：Evapotranspiration dynamics and their environmental drivers in a rainfed rice–wheat cropping system of a hilly region using eddy covariance technique

　　

摘要

在多山地区，农业具有巨大潜力，但由于独特的地形、小气候以及自给农业的种植方式，其在粮食生产中的价值往往被低估。本研究利用涡度协方差技术，对2017年至2021年间雨养水稻-小麦系统的长期水力和能量流动进行了分析，以评估蒸散作用的变化规律。在水稻和小麦生长季节，蒸散量的季节性变化与每日可用净能量、相对冠层覆盖度以及土壤水分供应情况密切相关。水稻和小麦生长季节的总蒸散量分别介于319.39–403.82毫米和341.81–458.29毫米之间，其中水稻的日最大蒸散量为7.21毫米/天，小麦为6.79毫米/天。研究还通过路径分析，探讨了净辐射、空气温度、水汽压差、土壤含水量、气孔导度和叶面积指数等环境和生物物理因素对蒸散作用的直接和间接影响。在水稻生长季节，水汽压差是驱动蒸散作用的主要因素；而在小麦生长季节，水汽压差和净辐射都对蒸散作用有显著影响。气孔导度也是一个重要因素，在小麦生长季节其控制作用更为明显。值得注意的是，在两个生长季节中，水汽压差都会通过气孔导度对蒸散作用产生负面影响。总体而言，这项研究揭示了雨养水稻-小麦系统中的蒸散作用如何与环境及生物物理因素相互作用，从而为理解作物与水分的关系以及陆地与大气之间的相互作用提供了有益见解。