土地科学与空间规划学院郭晓楠副教授联合多家单位在农田生态系统露水形成机制研究中取得突破,成果发表于《Journal of Hydrology》。研究揭示了华北平原冬小麦 - 夏玉米轮作农田露水的多尺度动态规律与生物物理调控机制,阐明了干旱条件下露水的水文补偿效应,为区域非降雨水资源利用与农田水循环评估提供了新依据。
传统农田水循环研究多聚焦降雨与日间蒸散过程,对露水这类非降雨水分的形成规律与调控机制认识不足;华北平原粮食生产高度依赖地下水,水资源短缺问题突出,挖掘露水的生态水文价值具有重要现实意义。研究选取华北平原栾城试验站冬小麦 - 夏玉米轮作农田为对象,基于 2008—2010 年涡度相关观测数据,结合多类生物物理因子,从日、季节、作物生育期多尺度解析露水调控机制,并分析其对干旱的响应特征。结果表明:生长季年均露水量为 7.61 mm,占同期降雨量的 2.5%,干旱期该比例提升至 3.4%;季节尺度露水主要受相对湿度与冠层导度调控,小麦季同时受冠层导度与水汽压亏缺共同影响,玉米季则以冠层导度调控为主;51.1%~72.0% 的干旱事件发生在小麦季,小麦季更高的露水频率可降低夜间蒸散量,长期干旱(持续超1个月)会在旱后引发露水量上升。
该研究明确了华北平原轮作农田露水的动态特征与分生育期调控机制,揭示了干旱背景下露水对农田水分的补偿作用,可为区域非降雨水资源利用、水分利用效率提升提供科学支撑。未来需进一步量化露水对作物水分利用效率与碳同化的实际贡献。

研究工作得到国家自然科学基金项目(41930865, 31870422, 42071326, 42171023)、中国博士后科学基金项目(2020M670543)、国家重点研发计划项目(2020YFA0608100)、河北省自然科学基金项目(C2019403114)、河北省重点研发计划项目(21327004D)等资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128945.