我国农村受劳动力析出和产业结构调整滞后影响，部分地区耕地撂荒现象日益明显，且以季节性撂荒为主。耕地撂荒通过改变下垫面性质，引起地表蒸散、土壤水分和降水径流等关键过程变化，造成能量循环和水分情势改变，深刻影响到区域水文过程和水资源的时空分配。

长江中下游农村耕地冬季撂荒面积达20万km2，占总耕地面积40%以上，尤其是地处中下游平原区的江苏、湖北、湖南等省份，占区域耕地撂荒总面积约一半。研究长江中下游湿润平原区冬季耕地撂荒的生态水文与水资源水环境效应，对于明确水资源时空分布规律具有重要意义，将为耕地保水保湿和区域水资源高效利用、区域农业水资源规划与管理、水利工程建设面对耕种新形势下的适应性调整等提供科学依据。

中国科学院南京地理与湖泊研究所高俊峰研究员课题组闫人华博士，针对湿润平原区耕地冬季撂荒的水文效应，以太湖流域典型试验区长期监测实验数据为基础，量化了冬季耕地撂荒的生态水文效应，取得了一系列成果：1）揭示了水田在夏稻+冬油轮作、夏稻+冬闲（撂荒）模式下蒸散发的日内、季节变化规律及驱动机制，明确了蒸散发过程及各分量的变化特征，识别了主导环境因子及多因子间的结构关系（图1、图2）。2）构建了针对夏季水稻、冬季油菜和冬闲地等不同作物模式下的蒸散发估算模型，确定了一套适合湿润平原区耕地不同作物的蒸散发模型关键参数值。提出区分冬季撂荒与年际辐射、水分差异对蒸散变化作用的单样点植被演替监测+情景模拟方法（图3），相比以往多样点同期观测法，显著降低了试验成本，避免了因地形、土壤、微气候等空间异质带来的结果不确定性。3）定量评估了冬季撂荒引起的蒸散发变化对水文过程的影响，发现相比原种植冬油菜，冬季撂荒使湿润耕地表层直接接受辐射能量，导致蒸散发增加0.13±0.11 mm/d，使年平均土壤含水量减少12%，地下水位下降5%，径流量减少20%，且撂荒的时间累积效应明显（图4）。 　　

研究成果近期以“Exploring the influence of seasonal cropland abandonment on evapotranspiration and water resources in the humid lowland region, southern China”为题在线发表在水文水资源领域著名期刊Water Resources Research上。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021WR031888

图1 水稻-冬油菜-冬闲地日内、季节变化 

 

图2 水稻-冬油菜-冬闲地蒸散与环境因子关系的通径分析

 

 图3 冬季撂荒与年际气象变化对蒸散变化的作用区分 

 

 

图4 冬季撂荒对地表径流量（a.）、土壤水分（b.）和地下水位（c.）的影响模拟结果