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  • 地理位置

    句容农田站隶属于南京大学,句容市地处长江中下游平原,其地势南北高、中间低,北部为宁镇山脉中段宝华山,东南部为南北走向的茅山,中部为平原,区域内海拔较低,平均海拔15 m。句容市境内河流分别属于长江水系、 秦淮河水系和太湖水系,水库包括北山水库、仑山水库、句容水库、赤山湖水库、二圣水库、茅山水库等,其土地覆盖以农田为主(水田和旱地),林地分布于北部和东南部的山地,保存有较完好的北亚热带植被。

    本研究观测实验站点为句容生态实验站(Jurong Ecological Experimental Station, JREES),由南京大学于 2015年4月建立,位于江苏省句容市后白镇后白良种场(31˚48'24.59"N, 119˚13'2.15"E)。

    通量塔下垫面主要植被为水稻。通量站点相对平坦和均匀,为使用涡度相关系统充分测量质量和能量通量提供了足够的上风流。在白天和夜间,70%的通量足迹分别来自涡度相关塔周围104±10米和191±20米的区域。对测量的通量贡献最大的源头位置通常在涡度相关塔周围<50米处。

  • 气候特征

    地区气候属于北亚热带半湿润季风气候,总体气候特征为季风显著、四季分明、气候温和、雨水丰沛和无霜期长。

    根据中国气象局句容气象站(距离本观测站约17 km) 1981-2010 年气候资料统计,句容市年平均气温15.5℃,日平均气温超过10℃的年积温4952.7℃, 年极端最高气温39.6℃,年极端最低气温-14.8℃;年降水量1099.1 mm,其中春季255.2 mm,占全年23%,夏季526.5 mm,占全年48%,秋季184.5 mm,占全年17%,冬季132.9 mm,占全年12%;年日照时数1999.3 h,其中春季512.4 h,占全年26%,夏季572.7 h,占全年 29%,秋季500.4 h,占全年5%,冬季414.4 h,占全年21%;年平均相对湿度78.6%;年平均风速2.8 m/s。

  • 植被与土壤类型

    土地覆盖以农田为主(水田和旱地),林地分布于北部和东南部的山地,保存有较完好的北亚热带植被。

    主要种植水稻(Oryza sativa L.),种植方式为苗床育苗-机械移栽,苗床育苗水稻种子使用量为 60 kg ha-1,移栽株行株距为 25×16 cm。水稻收割方式为联合收割机进行收割作业,并实行水稻秸秆全量还田耕作。此外,在水稻生长季开展稻-鸭复合生态农业模式。

    实验站点土壤类型为典型水稻土,土壤质地为粘壤土,由32.6-36.9%的粘土、37.7-41.7%的粉土和25.4-27.1%的沙土组成,土壤剖面(0-100厘米)的平均体积密度为1.41kg m-3。实验站点表层土壤(0-30 cm)的砂粒、粉粒、粘粒含量分别为16.73%,61.10%, 22.17%;砾石含量为15.76 g/100g;土壤容重为1.39 g/cm3;土壤孔隙率为51.7 cm3/100cm3;土壤 pH 值(测定土壤 H2O 的pH 值)为6.31;土壤有机质含量为1.99 g/100g;根系丰度为5.39表明大部分植物根系分布在0-30 cm土壤内;土壤总氮、总磷、总钾含量分别为0.12 g/100g、0.05 g/100g、1.71 g/100g;土壤碱解氮、有效磷、有效钾含量分别为78.29 mg/kg、6.49 mg/kg、66.36 mg/kg。

    实验站点施肥包括水稻移栽前施用农用堆肥和还田稻茬;化学肥料分3次施用,分别为水稻移栽时施用基础肥料:尿素(N含量45%)150 kg ha-1,过磷酸钙(有效P2O5 含量15%)450 kg ha-1,氯化钾(K2O含量 60%)225 kg ha-1;分蘖期施用分蘖肥料:尿素 60 kg ha-1;抽穗期施用抽穗肥料:尿素90 kg ha-1。

  • 观测系统

    EC系统连续测量植物冠层上的CH4、CO2、潜热(LE)和显热(H)的通量。EC系统主要由以下仪器设备组成:①用于测量三维风速和声波温度的超声风速仪(WindMaster Pro, Gill Instruments Limited, Hampshire, UK);②用于测量 CH4浓度的开路 CH4 激光分析仪(LI-7700, LI-COR Inc., Lincoln, NE, USA);③用于测量 CO2 和水汽浓度的开路 CO2/H2O 红外气体分析仪( LI-7500A, LI-COR Inc., Lincoln, NE, USA)。三个传感器均安装在镀锌钢管三脚架横杆上,垂直于主风向,传感器间距约为20cm,超声风速仪距离地面3.5m。为了减少涡流之间的干扰,在水平面上,将CH4分析仪与超声风速仪向南、向西调整20 cm和10 cm,将CO2/H2O 分析仪与超声风速仪向北、向东调整20 cm和10 cm,并将 CO2/H2O分析仪头部倾斜15度,以尽量减少反射镜上累积降水。

    通量塔高度、超声风速仪和红外分析仪安装高度距离地面3.5 m。在通量塔周围同时测量微气象数据。使用两个温湿度传感器(HMP155, VaisalaGroup, Helsinki, Finland)分别在地面以上0.5 m和2.6 m的高度记录相对湿度(RH)和环境空气温度(TA)。降雨量(P)采用翻斗式雨量计(Texas Electronics TR-525M,Texas Instruments, Dallas, USA)测量。利用光量子传感器(LI-190SL, LI-COR Inc.,Lincoln, NE, USA)在离地 2.25 m 处测量光合量子通量密度(PPFD)。净辐射(Rn)用四分量辐射计(CNR4, Kipp & Zonen, Delft, Netherlands)测量。土壤热通量(SHF)采用埋于土壤表面以下 0.05 m 的热通量板(HFP01,Hukseflux Thermal Sensors, Delft, Netherlands)在三个不同位置进行重复测量。在土壤表面以下 0.05 m、0.10 m、0.20 m、0.30 m 和0.50 m 深度,使用五个土壤温湿度传感器(Stevens Hydra Probe II,Stevens Water Monitoring Systems,Portland,USA)测量土壤体积含水量(SWC)。另外两个土壤热传感器(LI-7900-180, LI-COR Inc., Lincoln, NE, USA)埋在土壤表面以下0.05 m(TS5cm)和 0.20 m(TS20cm)处,用于测量土壤温度(TS)。

    数据采样频率为10Hz (Sutron 9201B, Sutron Corp., Sterling, VA, USA),通量平均时间为30min.

     

  • 负责人

    居为民

    E-mail:juweimin@nju.edu.cn

  • 通量观测负责人

    居为民

  • 研究骨干,全面负责站点工作

    张永光

  • 研究骨干,数据处理、分析及存储

    周艳莲               章钊颖

  • 仪器维护、数据处理

    王春成

  • 国家自然科学基金面上项目

    1.稻田甲烷排放通量遥感过程模型构建及其验证     居为民     (2021-2024)

    2.顾及碳水耦合过程的陆地生态系统蒸散组分拆分遥感反演研究.    张永光      (2021-2024)

  • 国家自然科学基金重点项目课题

    1.中国陆地生态系统固碳速率模拟分析      居为民         (2022-2025)

Dai S, Ju W, Zhang Y, et al. Variations and drivers of methane fluxes from a rice-wheat rotation agroecosystem in eastern China at seasonal and diurnal scales [J]. Science of the Total Environment, 2019, 690: 973-990.

Nuo Cheng, Yanlian Zhou, Wei He, et al. Exploring light use efficiency models capacities in characterizing environmental impacts on paddy rice productivity [J], International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2023, 117:103179.

Ouyang Z, Jackson R B, McNicol G, et al. Paddy rice methane emissions across Monsoon Asia [J]. Remote Sensing of Environment, 2023, 284: 113335.

站点景观