Since the 1970s, land cover in central Argentina has shifted away from perennial crops and grasses toward annual crops, largely soy. In this study, we use observations and modeling to understand how this shift in land use has affected the sub-surface, surface, and atmospheric fluxes of moisture and energy in a flat agricultural area. We analyze the flux tower data from a paired site at Marcos Juarez in central Argentina during the period of the RELAMPAGO field campaign (2018–2019). When compared to perennial alfalfa, the observations over soy show lower evapotranspiration (ET) and specific humidity, higher sensible heat, higher outgoing shortwave radiation, and soil temperature. Water table (WT) depth is shallower below the soy than the alfalfa sites. To better understand the long-term temporal behavior from 1970s to present, the Budyko framework is used to show that the trends in ET cannot be explained by climate variables alone. We then use the Noah-MP land surface model calibrated at both soy and alfalfa sites. Long-term simulations of the calibrated model suggests that ∼95% of precipitation is evaporated in the alfalfa site with negligible recharge and runoff. Contrarily in the case of soy, ET is about 68% of precipitation, leaving nearly 28% for recharge and 4% for runoff. Observed increases in streamflow and decreases in WT depth over time are likely linked to shifts in land cover. Furthermore, the partitioning of net radiation shifts from latent heat to sensible heat resulting in a 250% increase in Bowen ratio (from 0.2 to 0.7).

中文翻译：

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调查土地利用变化对阿根廷中部水文循环的地下、地表和大气分支的影响

自 1970 年代以来，阿根廷中部的土地覆盖已从多年生作物和草转向一年生作物，主要是大豆。在这项研究中，我们使用观测和建模来了解土地利用的这种变化如何影响平坦农业区的地下、地表和大气水分和能量通量。我们分析了 RELAMPAGO 野外活动期间（2018-2019 年）阿根廷中部 Marcos Juarez 配对站点的通量塔数据。与多年生紫花苜蓿相比，对大豆的观察显示出较低的蒸散量 (ET) 和比湿度、较高的显热、较高的出射短波辐射和土壤温度。大豆下方的地下水位 (WT) 深度比紫花苜蓿地更浅。为了更好地了解 1970 年代至今的长期时间行为，Budyko 框架用于表明 ET 的趋势不能仅用气候变量来解释。然后我们使用在大豆和苜蓿种植点校准的 Noah-MP 地表模型。校准模型的长期模拟表明，约 95% 的降水在苜蓿场地蒸发，补给和径流可忽略不计。与大豆相反，ET 约占降水量的 68%，其中近 28% 用于补给，4% 用于径流。观察到的流量增加和 WT 深度随时间的减少可能与土地覆盖的变化有关。此外，净辐射的分配从潜热转移到显热，导致鲍温比增加 250%（从 0.2 到 0.7）。然后我们使用在大豆和苜蓿种植点校准的 Noah-MP 地表模型。校准模型的长期模拟表明，约 95% 的降水在苜蓿场地蒸发，补给和径流可忽略不计。与大豆相反，ET 约占降水量的 68%，其中近 28% 用于补给，4% 用于径流。观察到的流量增加和 WT 深度随时间的减少可能与土地覆盖的变化有关。此外，净辐射的分配从潜热转移到显热，导致鲍温比增加 250%（从 0.2 到 0.7）。然后我们使用在大豆和苜蓿种植点校准的 Noah-MP 地表模型。校准模型的长期模拟表明，约 95% 的降水在苜蓿场地蒸发，补给和径流可忽略不计。与大豆相反，ET 约占降水量的 68%，其中近 28% 用于补给，4% 用于径流。观察到的流量增加和 WT 深度随时间的减少可能与土地覆盖的变化有关。此外，净辐射的分配从潜热转移到显热，导致鲍温比增加 250%（从 0.2 到 0.7）。ET 约占降水量的 68%，其中近 28% 用于补给，4% 用于径流。观察到的流量增加和 WT 深度随时间的减少可能与土地覆盖的变化有关。此外，净辐射的分配从潜热转移到显热，导致鲍温比增加 250%（从 0.2 到 0.7）。ET 约占降水量的 68%，其中近 28% 用于补给，4% 用于径流。观察到的流量增加和 WT 深度随时间的减少可能与土地覆盖的变化有关。此外，净辐射的分配从潜热转移到显热，导致鲍温比增加 250%（从 0.2 到 0.7）。