新闻网讯(通讯员邱让建)近日,《地球物理学评论》(Reviews of Geophysics;IF=25.2)在线发表了我校水资源工程与调度全国重点实验室、水利水电学院邱让建教授课题组关于蒸散发主要影响因素方面的综述文章。论文题为“The effects of changing environments, abiotic stresses, and management practices on cropland evapotranspiration: A review”,邱让建教授为论文的第一和通讯作者,杜克大学Gabriel Katul教授、我校张橹教授和秦淑静副教授等为共同作者,武汉大学为第一署名单位。
蒸散发是液态水在土壤(或水)表面和植物组织内汽化为气态并传输到大气的过程。蒸散发与作物的生理活动息息相关,与碳循环过程紧密相连。蒸散发也是水量平衡和能量平衡的重要分量,反映了农业用水的最终消耗。此外,区域田间蒸散发的变化反映了区域农业生态环境的改变。由于对众多影响因素的快速响应,农田蒸散发具有高变异性。由于试验数据的激增、估算模型的改进及测量方法的快速发展,有必要重新分析主要影响因素对农田蒸散发的影响。
该综述详细分析了气候变化(CO2浓度升高、臭氧浓度升高、气候变暖)、非生物胁迫(水、盐、热胁迫)和管理措施(种植密度、灌溉方式、覆盖、施氮)等10种关键因素对农田蒸散发的影响,以及造成这些影响的可能原因和模型估算方法。
研究发现,水分和盐分胁迫、臭氧浓度升高和滴灌灌水方式通常降低生长季总蒸散发,而生长季总蒸散发对CO2浓度升高、气候变暖、热胁迫、地表覆盖、种植密度和施氮的响应规律不一致。CO2和臭氧浓度升高、水和盐胁迫对生长季总蒸散发的影响主要通过影响气孔导度、土壤对根系的导水能力、根系和叶面积发育、小气候以及潜在的生育期实现。气候变暖对生长季总蒸散发的影响可用生长季环境平均气温和物候期的变化解释。不同种植密度下的蒸散发差异可用叶面积对蒸散发分项直接和间接的影响解释。热胁迫、地表覆盖和施氮对蒸散发影响是其对蒸腾和蒸发相反影响过程的妥协,及可能的生长期变化影响。相比于传统灌溉,滴灌下的生育期总蒸散发变化受到土壤湿润区较小、生长季提前、能量分配到蒸散发减少及作物特性和小气候的变化等因素的综合影响。除臭氧浓度升高、热胁迫和施氮外,其他因素对蒸散发影响可基于改进的Penman–Monteith、Shuttleworth–Wallace、FAO 56作物系数和动态Priestley–Taylor等模型较好估算。
本研究可为区域节水农业的实施、水资源的有效评估以及水资源的高效开发、管理和分配等提供基础理论和方法支撑。
该研究获国家自然科学基金优秀青年项目和面上项目的支持。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/share/author/SPDJFAKNHYCCSXRZVVPS?target=10.1029/2024RG000858
(供图:水资源工程与调度全国重点实验室、水利水电学院 实习生:董一寒 编辑:张丽平)