基于閃爍通量和土壤水分的春玉米干旱研究

戴欣鈺，劉聰，李琪，德吉卓瑪，吳東麗

（1江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210044；2南京信息工程大學(xué)，南京 210044；3中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心，北京 100081）

0 引言

隨著全球氣候變暖，極端天氣事件頻繁發(fā)生，干旱成為了影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的主要?dú)庀鬄?zāi)害[1]。在中國(guó)，干旱有北重南輕的特點(diǎn)，北方更易發(fā)生農(nóng)業(yè)干旱[2-4]。北方地區(qū)是玉米的主要生產(chǎn)區(qū)之一，玉米播種面積達(dá)到了全國(guó)的26.6%，年產(chǎn)量約占全國(guó)的30%[5]，對(duì)保障全國(guó)糧食安全起著重要作用。長(zhǎng)期干旱將會(huì)導(dǎo)致玉米減產(chǎn)，而引起干旱的主要原因是缺乏持續(xù)性降水導(dǎo)致作物水分虧缺，另外土壤特性和人類(lèi)活動(dòng)等也會(huì)對(duì)干旱產(chǎn)生影響[6-7]。

目前，用于表征農(nóng)業(yè)干旱的指標(biāo)有許多，比如土壤相對(duì)濕度(Rsm)[8-9]、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)[10-11]、水分虧缺指數(shù)(CWDI)[12-13]、降水距平百分率(PA)[14-15]等。PA 和SPI只考慮了降水，并沒(méi)有考慮土壤底墑、作物生長(zhǎng)發(fā)育等問(wèn)題；Rsm在測(cè)定過(guò)程中可能存在誤差，會(huì)影響準(zhǔn)確性[16]；而CWDI充分考慮了氣象、土壤、作物三者對(duì)干旱的作用，能真實(shí)地反映水分虧缺程度與干旱情況[17]。但是因?yàn)閷?shí)際蒸散數(shù)據(jù)獲取的問(wèn)題，CWDI 常用潛在蒸散量[18]進(jìn)行計(jì)算，與實(shí)際狀況還是有一定偏差的。

大孔徑閃爍儀(LAS)是一種基于“閃爍”概念的通量觀(guān)測(cè)儀器，可以實(shí)現(xiàn)在光程路徑上公里級(jí)尺度水熱通量的連續(xù)觀(guān)測(cè)[19]。目前利用LAS主要進(jìn)行水熱通量計(jì)算及變化研究，如馬迪等[20]利用大孔徑閃爍儀觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)混合對(duì)流法計(jì)算感熱通量的方法更適用于戈壁地區(qū)。黃天宇等[21]利用LAS獲得的科爾沁梯級(jí)生態(tài)帶水熱通量數(shù)據(jù)，探討了水熱通量與環(huán)境因子之間的關(guān)系?！?br>