位山生态水文观测站
站点简介:
位山生态水文观测站位于位山灌区中部一片农田内（116°3′15.3″E, 36°38′55.5″N, 30 m a.s.l.）。位山灌区（115°24′–116°30′E, 36°12′–37°00′N）位于华北平原中部，隶属山东省聊城市，是黄河下游最大的引黄灌区，也是中国第5大灌区，设计灌溉面积约为3600 km2。灌区从位山闸引黄河水，通过两条总干渠进入东、西沉沙池，然后通过3条干渠将水输送到各县市。位山灌区有干渠3条总长274 km，分干渠53条，支渠385条，各类水工建筑物5000余座，主要采用天然河道排水。位山灌区始建于1958年，当初由于大水漫灌造成大面积盐碱化，被迫于1962年停灌。经过多年的排水改造，1970年开始恢复灌。
站点紧邻灌渠，灌溉便利，地下水埋深年内变化范围为1.0~3.5 m。我们于2008年小麦季对土壤有机质含量进行了测定，5、10、30、50和100 cm深度处的含量分别为1.7%、1.7%、0.9%、0.4%和0.3%，表层（0~20 cm）平均有机碳含量为14.5 g kg-1，高于中国北方农田的平均值（9.29 g kg-1），但和全国农田平均值相当（13.65 g kg-1）。该站所在农田每年玉米收割之后进行一次翻耕，而小麦收割之后不进行翻耕。作物收割后全部实现秸秆还田。
观测站的观测仪器及项目均与国际同类观测一致。观测项目包括常规气象、地表通量、土壤状态以及作物生长状态。观测仪器大部分安装在一座高10 m的铁塔上，另外一部分则埋置在紧挨铁塔边的两个土壤剖面中，少数观测项目需要人工定期采样观测。除人工观测项目外，其余观测数据均自动存储在数据存储器中。
常规气象观测仪器全部安装于观测塔上，观测项目包括降雨、日照时数、风速/风向、空气温/湿度、辐射、气压等，具体说明详见表1。地表通量观测采用四种测量方法，分别为涡度相关系统（EC）、波文比系统、大孔径激光闪烁仪（LAS）及土壤呼吸仪。其中，涡度相关系统是目前应用最广的通量（包括潜热通量、显热通量以及CO2通量）观测仪器，也是精度最高的观测方法；波文比系统（测量潜热和显热通量）的测量精度较低，已逐渐被涡度相关法所取代；大孔径激光闪烁仪广泛用于测量区域（千米尺度）平均显热通量，由于与遥感影像的尺度匹配，该方法已成为验证遥感模型最有效的手段；土壤呼吸仪用于测量土壤的CO2释放量，与前三者的测量项目不同，它是涡度相关系统的重要辅助。涡度相关系统通过悬臂安装在冠层上方3.7 m处，由三维超声风速仪及开路红外CO2/H2O气体分析仪组成。波文比系统由安装在不同高度处的空气温/湿度仪组成。LAS由发射器和接收器两部分组成，分别安装于通量塔的两侧，安装高度zLAS均为11.5 m，光程L为878 m，接收器的光学直径D为145 mm。考虑到该区域内盛行风向为东南方向，为减小源区内下垫面不均一的影响，LAS设置为东北-西南朝向。
土壤状态观测项目包括土壤热通量、土壤水分、土壤温度以及地下水埋深。两个土壤热通量板分别埋置于观测塔的东西两侧，同时东西两侧还各设置了一个0~160 cm深的土壤观测剖面，用以观测土壤水分及温度。地下水位仪置于紧邻观测塔旁的水井中。
作物生长观测包括叶面积指数、冠层高度以及产量。观测频率是每两周一次。叶面积采用直接测量方法。对于小麦，在塔的附近随机选取3个1×1 m2的小块，先记录每块总的小麦蘖数，再从每块里随机抽样，并记录各样本的蘖数。采用叶面积仪测量每个样株的总叶面积。通过各块与样本的蘖数之比可以得到各块的叶面积，最后取其平均值；对于玉米，采样则基于10 m内的玉米植株，其它流程与小麦相同。2008年6月夏玉米季开始，叶面积指数采用冠层分析仪（LI-2000, LI-COR, Inc., Lincoln, NE, USA）间接测量。产量估算采用随机采样法。在观测塔周围随机选取4处1×1 m2范围大小的地块，将其内的作物收割，风干后称重。风干后将麦粒放入烘箱，在80 °C条件下烘烤14个小时，最后得到产量的干重。
