基于涡度相关法的长江中下游稻田水分利用效率变化规律

摘要

揭示水稻生态系统水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)的变化规律,有助于动态评价稻田水碳循环过程和农业用水效益.该研究利用涡度相关法得到中国长江中下游双季稻田的3年通量数据,研究生态系统尺度的稻田WUE季节变化规律及其年际差异,揭示生态系统夜间呼吸消耗对稻田水分利用的影响,阐明WUE与净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP)和ET的关系.结果表明:双季稻WUE季节尺度变化特征与NEP基本一致,呈现出先增大、后减小的趋势,表明其季节变化由NEP主导,取决于作物自身以生育期为尺度的生长发育规律.早、晚稻日均WUE均在拔节孕穗期达到峰值,且在生长中期均维持较高水平,日均WUE分别达到5.8、5.5 g/kg.早、晚稻全生育期WUE均值分别为(3.3±0.3)、(3.4±0.4)g/kg,生态系统夜间呼吸消耗使WUE下降40％以上.不同稻季WUE的年际差异达到9.2％～12.4％,其中抽穗开花期差异最大.不同纬度的稻田WUE存在差异,该研究得到的中国长江中下游稻田WUE高于菲律宾、巴西等热带地区稻田,但低于中国东北辽河三角洲稻田,与小麦、玉米等农田生态系统相比,稻田WUE也较低.研究结果可为评价中国长江中下游稻作区农业用水效率以及优化水碳管理模式提供依据.