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蒸散分离的玉米水分利用效率变化及影响因素

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水分利用效率(WUE)是农田生态系统碳水循环的重要指标,对指导农业灌溉和提高水分生产力有重要意义.宁夏灌区是我国地处干旱气候带的大型灌区,其中,玉米种植面积最大.在涡度通量观测农田生态系统实际蒸散发(ET)的基础上,利用氢氧稳定同位素法将蒸散发分割为土壤蒸发(evaporation,E)、植物蒸腾(transpiration,T),并通过光能利用模型估算宁夏引黄灌区典型玉米农田生态系统的总初级生产力(GPP),计算群体水分利用效率WUET=GPP/T、生态系统水分利用效率WUEET=GPP/ET以及固有水分利用效率(Intrinsic Water Use Efficiency)IWUEVPD=(GPP·VPD)/ET三种水分利用效率,进而从函数响应关系、相关性以及敏感性三个方面分析不同水分利用效率与气温、饱和水汽压差(VPD)、CO2浓度、光合有效辐射以及土壤含水量等环境因子之间的关系.结果表明:宁夏引黄灌区玉米农田生态系统生长季的实际蒸散发变化呈单驼峰型,作物蒸腾与实际蒸散发的变化趋势相一致.WUET在生育期内呈"W型"变化,WUEET与IWUEVPD在生育期内呈"单峰型"变化,三种WUE的峰值出现在抽雄期,分别达到5.90 kg C·m-3·H2O、5.02 kg C·m-3·H2O和32.90 kg C·hPa·m-3·H2O,灌浆后期三种水分利用效率开始降低,玉米成熟晚期由于蒸腾微弱所以WUET略有增加.WUET、WUEET和IWUEVPD与土壤含水量显著正相关,相关度和敏感性最强;VPD与三种WUE显著负相关,相关度和敏感性最强次之;气温、光合有效辐射以及CO2浓度与三种WUE的负相关性但不是敏感因素.因此,在宁夏引黄灌区土壤水分和VPD是影响玉米农田生态系统WUE的关键因素.
Changes,influencing factors and sensitivity of water use efficiency in maize farmland ecosystems based on evapotranspiration separation in the Ningxia irrigated area

stable isotopes of hydrogen and oxygenevapotranspiration separationlight use efficiency modelgross primary productivitycrop transpiration

庄淏然、冯克鹏、许德浩

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宁夏大学土木与水利工程学院,宁夏 银川 750021

旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心,宁夏 银川 750021

宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心,宁夏 银川 750021

氢氧稳定同位素 蒸散分离 光能利用模型 总初级生产力 作物蒸腾

国家重点研发计划宁夏自然科学基金重点项目宁夏自然科学基金重点项目宁夏高等学校科研项目宁夏高等学校一流学科建设项目

2021YFD19006002021AAC020072022AAC02007NGY2020006NXYLXK2021A03

2023

10.13866/j.azr.2023.07.09

干旱区研究
中国科学院新疆生态与地理研究所 中国土壤学会

干旱区研究

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.157
ISSN：1001-4675
年,卷(期)：2023.40(7)
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