The Crop Journal | 中科院地理资源所遥感探究华北平原作物蒸散发变化及其驱动机制

华北平原是中国的粮仓之一，种植作物以冬小麦和夏玉米为主。由于冬小麦-夏玉米生长季作物需水与降水不匹配，地下水灌溉被广泛用于缓解作物水分胁迫，以提高作物产量。然而，气候变化加剧了作物蒸散发的变化，增加了农业系统的压力。科学评估气候变化背景下作物蒸散发的变化及其驱动因素对灌溉优化和作物增产具有重要意义。遥感植被指数能反映作物的实际生长状况，可用于估算作物的实时蒸散发。此外，由于简单有效，FAO-56单/双作物系数法被广泛用于估算作物蒸散发。虽然目前多数研究通过保持作物系数不变或列表方法开展作物蒸散发估算研究，少数研究在站点尺度上评估了作物系数—遥感植被指数关系，但基于动态双作物系数的作物蒸散发综合评价尚未在区域范围内得到应用。此外，气候变化对华北平原区域作物蒸散发影响的研究尚不充分。

近日，中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室刘玉洁研究员团队在The Crop Journal在线发表了题为“Changes and determining factors of crop evapotranspiration derived from satellite-based dual crop coefficients in North China Plain”的研究论文，通过结合FAO-56双作物系数方法和遥感植被指数，精细刻画了华北平原冬小麦-夏玉米轮作系统作物蒸散发的时空变化特征，并探究了作物蒸散发对气候变化的响应，识别其决定因素。

研究者构建验证了双作物系数——遥感植被指数函数关系，评估了作物生长季内气候要素和蒸散发的时空变化特征。结果表明，冬小麦和夏玉米生长季气温呈不同幅度的增加趋势，风速和日照时数略有下降。冬小麦的蒸散发量远高于夏玉米，而轮作周期的作物蒸散发量多年平均值达（652.43 ± 27.67） mm。冬小麦和轮作周期的蒸散发均呈增加趋势，但夏玉米的蒸散发下降，且存在明显的空间变异特征（图1）。随后，研究者基于敏感性和贡献分析方法，明晰了作物蒸散发对气候变化的响应，并识别了关键影响因素。结果表明，冬小麦和夏玉米蒸散发对温度、风速和日照时数正敏感，对相对湿度负敏感。风速和日照时数对作物蒸散发变化的贡献最大（20%~40%，图2）。最后研究者基于作物蒸散发量与有效降水量的差异分析对灌溉优化策略提出了有效可行的建议。基于遥感与双作物系数法结合的动态作物蒸散发评估将为区域水资源管理和作物灌溉优化提供支持。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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