東北地理所在東北地區(qū)玉米根區(qū)土壤水分時空變化研究方面取得新進(jìn)展
全球氣候變化加劇與極端天氣事件頻發(fā)背景下，農(nóng)田作為保障糧食安全的根基，受到環(huán)境影響的概率出現(xiàn)較大不確定性。土壤水分作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要影響因子，是農(nóng)業(yè)水文和氣象中的關(guān)鍵變量，對于降水入滲和地表蒸發(fā)具有重要調(diào)控作用。作為農(nóng)作物生長過程中水分的主要來源，土壤水分也是研究水分脅迫、旱情監(jiān)測、產(chǎn)量估算的重要指標(biāo)。
東北地區(qū)旱地農(nóng)作物以雨養(yǎng)為主，受自然降水和蒸發(fā)等因素影響顯著，土壤水分過高或過低均可能影響作物的正常生長，甚至?xí)?dǎo)致洪澇或干旱等災(zāi)害發(fā)生。目前，對于土壤表層的土壤水分監(jiān)測，微波遙感能夠發(fā)揮較大優(yōu)勢，但對于土壤深層的水分含量以遙感陸面數(shù)據(jù)同化手段獲取的再分析資料為主。研究人員以GLDAS Noah模式下的1961-2010年0.25°×0.25°空間分辨率玉米根區(qū)0-200 cm土壤水分和1961-2010年中國氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，評價了GLDAS根區(qū)范圍多層土壤水分產(chǎn)品的時空分布特征，發(fā)現(xiàn)玉米根區(qū)土壤水分50年內(nèi)降低了約71 mm。基于Penman-Monteith公式采用單作物系數(shù)法計算作物需水量，發(fā)現(xiàn)整體上玉米需水量的時空分布并無顯著變化。綜合土壤水分和需水量時空分布信息，評估了東北地區(qū)潛在玉米種植范圍的水分適宜性區(qū)域，結(jié)果顯示，東北玉米適宜區(qū)50年減少了超過6萬平方公里，這一結(jié)果對農(nóng)業(yè)用水管理和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃具有重要參考意義。
圖1東北地區(qū)玉米根區(qū)0-200 cm深度范圍土壤水分時間變化率的空間分布特征
圖2東北地區(qū)玉米需水量變化率的時空分布特征
圖3東北地區(qū)玉米種植區(qū)域水分適宜性界線（（a）1960s；（b）2000s）
相關(guān)論文發(fā)表在國際期刊Journal of Hydrology上，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所李雷博士為第一作者，并與李曉峰研究員和鄭興明副研究員共同完成。此項(xiàng)研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目（2018YFD1100101）和國家自然科學(xué)基金（41971323; 41771400）的資助。
文章信息：
Li Lei, Li Xiaofeng*, Zheng Xingming*, Li Xiaojie, Jiang Tao, Ju Hanyu, Wan Xiangkun. 2022. The effects of declining soil moisture levels on suitable maize cultivation areas in Northeast China. Journal of Hydrology, 608, 127636.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127636
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