🔷 文獻信息
 

🔷 文獻摘要

本文利用蒸滲儀對淮北平原砂姜黑土區夏玉米蒸散動態變化規律進行研究，基于2018年夏玉米實測大型稱重式蒸滲儀數據及氣象觀測數據，分析了不同時間尺度玉米蒸散量的分布特征，并利用灰色關聯分析法探討了玉米蒸散量與各影響因素間的相關關系。結果表明：淮北夏玉米生長季總蒸散量為476.17mm，日平均蒸散量為4.37mm/d,從各生育期的分布情況看，發育階段和中期階段是蒸散的高峰期，占生長季的70.4％；從月尺度看7月、８月和９月蒸散較多，占生長季的90.3％；從日尺度看，蒸散量日變化體現為早晚低、中午高的單峰型曲線特征，各個階段的峰值及峰值出現的時間不同。蒸散量與水汽壓力差、地溫和氣溫的相關性較大，是主要的環境影響因子，葉面積指數是主要的生物影響因子。
 

五道溝大型稱重式蒸滲儀是由北京澳作設計、安裝的SoilScope生態觀測控制實驗系統 

 

🔷 實驗概述

試驗于2018年在安徽省蚌埠市五道溝水文水資源實驗站進行。該地區屬暖溫帶半濕潤季風氣候區，四季分明，雨熱同期。降雨量年際變化大，多年平均降雨量為899mm，其中汛期（６-９月）占63.8％，多年平均蒸發為1181.3mm。地下水位在１-３ｍ變化，作物以玉米、小麥和大豆為主。土壤類型主要是砂姜黑土（54%） 和黃潮土（33%）。砂姜黑土以形狀、色澤似生姜而得名，其土壤粒徑0.01-0.05mm的占40%，粒徑0.005-0.001mm的占25%。凋萎含水率為10%-13%,田間持水率為28%-30%。

 

🔷 實驗設施

本文以淮北平原分布較為廣泛的砂姜黑土區為研究對象，研究夏玉米逐日蒸散動態變化規律，玉米實際蒸散量由大型稱重式蒸滲儀測得。蒸滲儀土柱口徑為4.0㎡，高度為4.0ｍ。蒸滲儀地下水埋深設為1ｍ，土壤為分層回填土，10cm、30cm、50cm、100cm埋深處分別設有土壤水分、溫度、電導三參數傳感器，數據每10min獲取一次。蒸滲儀南側設有氣象觀測場，可獲取空氣溫度、濕度、降水量、風速、水面蒸發量和日照時數等水文氣象要素。夏玉米于2018年6月22日播種，10月９日收獲。蒸滲儀自動采集數據資料時段選取2018年６月22日至10月8日，以及同期氣象觀測場氣象要素數據。
 

五道溝大型稱重式蒸滲儀是由北京澳作設計、安裝的SoilScope生態觀測控制實驗系統

 

🔷 結果與分析
 

 

(1)不同時間尺度夏玉米蒸散變化特征明顯。夏玉米全生育期蒸散量為476.17mm,發育和中期階段蒸散量較大，占生長季蒸散量的70.4％,為蒸散的高峰期；7-9月蒸散總量較高，累積蒸散量達430.09ｍｍ,占初始階段以后總蒸散量的90％以上；日均蒸散量在中期階段達最大為6.51mm/d，雨日日均蒸散量達3.01mm/d，降雨或連續陰雨后一定時段內均相應出現一個蒸散峰值點，日蒸散峰值點反映了大氣條件對玉米蒸散的作用。

(2)夏玉米逐小時蒸散變化表現為早晚低、中午高的單峰型曲線特征，除了本身的周期性變化，還同時受到蒸散時期和天氣的影響。玉米生長的各個階段日變化均呈先緩慢增加，再快速增加至最大值，而后先快速下降、再緩慢下降至一個較低的穩定值，但各自的峰值及峰值出現的時間不一樣。晴天的蒸散量大于陰天， 高峰期尤其顯著，陰天蒸散量快速增加的時刻點明顯遲于晴天，且變化不穩定。

(3)不同時期蒸散變化的主要影響因素包括水汽壓力差、飽和差、地溫、氣溫、濕度、日照時數、風速和葉面積指數等。經過灰色關聯分析，得出水汽壓力差、氣溫和地溫是影響玉米蒸散量的主要環境因子，葉面積指數是主要的生物影響因子。
 

控制試驗應用

基于SoilScope控制試驗平臺的“LysiCosm 地上地下碳氮循環監測系統”，配套可升降呼吸室“iChamber 群落自動箱”，同步測量表面 N₂O/CO₂/CH₄等溫室氣體排放；“iChamber-G土壤采氣矛”測量蒸滲儀內土壤剖面N₂O/CO₂/CH₄等濃度廓線。
 

iChamber 群落自動箱	iChamber-G土壤采氣矛

“RhizoScope 根系生態倉”依托SoilScope系統實現土壤水、熱通量控制，采用攝像與掃描一體化“AZR-300復合根系”原位觀測根系分布、細根周轉，環境變化對同化物分配的影響、根際微生態過程。