春、冬季不同条件下浅层土壤温度的变化特征分析

浅层土壤温度的变化特征分析对春、冬季节农业气象冻害预报服务具有重要意义，本文选择江苏海安市为研究对象，研究了春、冬季节浅层土壤温度的变化规律及在遇降水、降温情况下土壤温度的动态变化特征。结果表明： 近地层土壤温度整体变化趋势与气温一致，只是变化幅度没有气温剧烈，且土层越深，土壤温度变化趋势越来越平缓；各层土温日内变化均呈现正弦曲线状态，其中地表温度的变幅较大，且出现极值的时间比20cm土层出现极值的时间早4小时左右；降水过程中，各层土壤温度变化趋势平缓，且不同深度土层的温度差异较小；降水结束后，随着气温进一步下降，春季当气温降到2℃左右时，0cm土壤温度仅在0℃左右，此时要谨防晚霜冻；而在冬季当气温下降到-4℃左右时，0cm土壤温度仍在-1~0℃左右，不会出现严重的霜冻灾害。     

冬春季不同条件下海安市浅层土壤温度变化特征分析

分析浅层土壤温度的变化特征对冬、春季节农业气象冻害预报服务具有重要意义。本文选择江苏省海安市为研究区域,研究了冬、春季节浅层土壤温度的变化规律及在遇降水、降温情况下土壤温度的动态变化特征。结果表明,近地层土壤温度整体变化趋势与气温一致,只是变化幅度不如气温剧烈,且土层越深,土壤温度变化趋势越来越平缓;各层土温日内变化均呈现正弦曲线状态,其中地表温度的变幅较大,且出现极值的时间比20 cm土层出现极值的时间早4 h左右;降水过程中,各层土壤温度变化趋势平缓,且不同深度土层的温度差异较小;降水结束后,随着气温进一步下降,春季当气温降到2℃左右时,0 cm土壤温度仅为0℃左右,此时要谨防晚霜冻;而在冬季当气温下降到-4℃左右时,0 cm土壤温度仍为-1～0℃,不会出现严重的霜冻灾害。     

不同积雪覆盖条件下土壤冻结状况及水分的迁移规律

对沈阳地区2003～2004年不同积雪厚度对潮棕壤土的冻结特征和冻融过程中的水热状况进行了研究.结果表明,当近地面气温在-5 ℃左右时,雪层厚度大于25 cm时,气象条件的变化对雪层热状况的影响极其微弱,积雪覆盖越厚,土壤温度受外界影响越小.在冻结过程中,积雪的存在,保持了地温,减缓了土壤冻结速度,增加了土壤水分向冷端的迁移量.裸地的表层未冻水迁移量明显小于有积雪覆盖的处理.在融化过程中,积聚在冻土层中的冰体从表层和下层冻结面双向融化,由于受到下部未融化的阻隔,表层融化土中的水分大量蒸发,下面的融化层中的土壤水向深层入渗,因此,在刚融化后裸土处理的含水率剖面呈现中加大、上下小的状况;但是有积雪覆盖的处理在近地表处由于融雪水的补给而增加.未冻水的含量受土壤温度、土壤质地、初始含水率、总含水率的影响;当土壤质地相近时主要受其他因素的影响.     

全膜双垄沟播带状秸秆还田模式对土壤温度的影响

在田间全膜双垄沟播膜下设置带状秸秆还田不同模式,研究玉米生育期内土壤耕层温度的变化规律。结果表明,在玉米非种植带将5 cm长秸秆按3 750 kg/hm~2深翻15 cm与土壤混匀后,土壤温度日(8:00~20:00时)变化增温速度最快,逐日变化幅度最高,相应的0~25 cm土层温度振幅最大。不同秸秆还田方式玉米生育期0~15 cm土层温度日变化不同,苗期(5月13日)膜下秸秆还田0~15 cm土壤温度随着白天气温的升高快速增高,16:00时达最高峰,为26.8~28.9℃,持续2 h后迅速下降;拔节期(6月10)土壤温度在16:00时达到最高,随后缓慢下降。玉米生长后期不同处理0~15 cm土层温度没有差异。整个玉米生长期内,土壤温度的逐日变化表现出S型波动。各处理0~25 cm土层温度的振幅随着土壤深度增加和生育期延后而减小。     

北疆滴灌棉田冬季土壤盐分运移研究

[目的]研究冬季温度和雪融水对土壤盐分运移的影响.[方法]通过设置覆膜和不覆膜测坑处理,对测坑土壤温度和盐分在整个冬季进行监测,测定不同处理下土壤温度和盐分的变化规律.[结果]气温变化对土壤温度有一定的影响,随着土壤深度的增加气温对土壤的影响逐渐减小.覆膜对土壤有一定的保温作用,各土层开春积雪融化时土壤会被雪水洗淋,表层盐分会有所减少,但是积雪融化结束后开始强烈蒸发,盐分将在表层重新积累.覆膜后测坑土壤不会受到外界积雪影响,但发现不同深度土壤盐分还是有增大的趋势.[结论]北疆滴灌棉田冬季土壤盐分运移受外界气温的影响较大.     

太行山南麓刺槐人工林土壤呼吸与土壤温度间的滞后关系

目的土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的一个重要组成部分。本研究在年尺度和日尺度上分析刺槐人工林土壤呼吸与各土层温度间的温度敏感系数（Q₁₀）的差异,并探讨土壤呼吸与各土层温度间的时间滞后。方法利用土壤呼吸自动观测系统Li-8150对太行山南麓50年生刺槐林进行定位观测。结果在年尺度上,刺槐人工林土壤呼吸与各土层温度在时间上的滞后不明显,且呈现显著的指数关系（P < 0.001）。Q₁₀在2.23 ~ 2.53之间变动,且Q₁₀随土壤温度测量深度的增加而略微增大,指数模型拟合系数（R2）随土壤温度测量深度的增加而略微减小。土壤呼吸与各土层温度不需要相位校准。在日尺度上,土壤呼吸与各层温度存在时间上的滞后,拟合系数R2较小,获得Q₁₀并不准确。土壤呼吸与各土层温度需要进行相位校准,校准后的土壤呼吸与土壤温度间的拟合系数R2增大,获得的Q₁₀更准确,并且Q₁₀值随土壤温度测量深度增加而增加,但是深层（> 20 cm）的Q₁₀过大并不符合生物学规律。在土壤浅层（< 20 cm）,Q₁₀随深度增加与土层温度变化幅度有关。结论在年尺度上,各土层Q₁₀值相差不大,都能较理想反映全年刺槐林土壤呼吸与温度的关系。在日尺度上,本研究推荐使用浅层的Q₁₀来反映日间刺槐林土壤呼吸与土壤温度关系。      

大兴安岭地区土壤温度变化规律的研究

基于有林地和无林地的土壤温度数据,对不同土层深度温度的日变化规律进行研究。结果表明:土壤温度随土层深度的增加而降低,且土层越深波动越小,最终稳定在15~20 cm处;有林地能够消减土壤最高温度,延缓土壤的过快升温;林木的郁闭度对土壤温度变化规律也有一定影响。     

基于EOS/MODIS数据的裸土多层土温遥感反演研究——以陕西省为例

以EOS/MODIS为数据源,采用地表温度(LST)遥感信息模型耦合土壤温度CERES模型反演多层裸土土温。结果表明:土壤温度的模拟值与实测值的变化趋势比较一致,不同土层反演值和地面观察值的相关性均达极显著水平;5~60 cm土层土壤温度的平均绝对误差随土层加深逐渐降低,40~60 cm土层土壤温度的平均绝对误差降至1℃以内,但80、160 cm两层的反演精度误差则相对较大,说明结合其他模型,遥感能够反演一定深度土层的土壤温度,并达到一定精度。     

霜冻天气条件下浅层土壤温度变化特征分析

选择江苏海安市为研究对象,研究春、冬季浅层土壤温度的变化规律及在发生霜冻情况下土壤温度的动态变化特征。结果表明,从季节变化来看,近地层土壤温度变化趋势与气温一致,变化幅度没有气温剧烈,土层越深,土壤温度变化趋势越来越平缓;各层土温日内变化均呈现正弦曲线状态,其中地表温度的变幅较大,且出现极值的时间比20 cm土层出现极值的时间早4 h左右;春季地气间热量交换比冬季大,极易发生晚霜冻。     

不同植被覆盖条件下黄土土壤温度的变化规律

为了探究黄土高原表层土壤的温度变化规律,选择裸地、植树区和乔草混合区3种样地进行实地测量,运用统计学方法进行为期1 a的浅层土壤温度对比研究。结果表明,春季5 cm处土壤温度显著低于15,30 cm处,夏季浅层土壤温度在22℃左右,秋冬季土壤深度越深温度越高,秋季土壤每15 cm层间增量在1～2℃,冬季则超过2℃;年度日平均土壤温度从高到低排序为植树区>裸土区>乔草混合区,夏季3个样地土壤温度排序为裸土区>植树区>乔草混合区,冬季则相反;地表覆有植被且植被类型越多则该地区植物生长期越长;土壤温度随土壤深度变化规律曲线符合T=alnx+b(4月初至10月底a<1,其他月份a>1)。研究结果可为黄土地区的土壤维护、土地利用方式的选择等提供数据支撑。     

不同有机质含量农田黑土的水热效应

本文通过田间长期定位试验,研究经空间移位后农田黑土有机质含量与土壤温度、含水量的关系。结果表明:在土壤有机质含量低于60 g/kg时,土壤表层温度随有机质含量的增加而升高;各处理土壤温度相差最高可达6.8℃;10cm深处的土壤温度在夜间也存在较大差异;在玉米全生育期内各处理之间土壤温度变化有明显的规律性,在气温高时差异显著;土壤有机质含量与土壤含水量呈显著正相关,土壤有机质与土壤温度呈负相关,但不显著。     

不同保水抗旱措施对油茶林土壤温度的影响

选择不同立地和树龄油茶,以不同覆盖材料和颜色塑料薄膜覆盖,通过正交试验在不同干旱阶段对林地土壤温度进行测定,研究幼龄油茶林夏季有效抗旱措施。结果表明:连续干旱4 d,处理15(上层)、30(下层)cm处土壤温度变化幅度较小,上、下层土壤温度温度变化趋势接近,连续干旱7~10 d,处理间上、下层土壤温度变化幅度均较大,连续干旱13 d,不同处理上层土壤温度变化幅度较缓,下层土壤温度变化幅度较大;下午13:00时,随着干旱时间持续,各种覆盖处理上层处土壤温度有一定下降趋势,干旱10 d后土壤温度略有上升,下层土壤温度变化不明显;连续干旱4 d,不同立地差异对上层土壤温度影响较明显,其次为覆膜,持续干旱7~10 d,覆膜影响权重较大,其次是植物覆盖材料,连续干旱13 d后表现刚好相反;连续干旱4 d,覆膜对下层土壤温度影响较明显,其次是植物覆盖材料,干旱时间超过7 d,覆膜和覆盖植物材料影响程度接近。在红壤区覆盖谷壳和白膜组合、未垦区覆盖白膜及砂砾区覆盖谷壳为油茶夏季持续高温较有效保水抗旱措施。     

汶川地震前后温江不同土层温度的变化特征

运用地面气象测报业务软件,结合铂电阻地温传感器分别采集地震前后4年(2004~2012年)的土层温度,探讨汶川Ms 8.0级地震前后温江不同土层温度的变化特征。结果表明,随着土层的加深,土壤温度呈下降的趋势,且在0 cm时达最高;0、10、15、20 cm土层的5月份平均温度随着年份的增加,其温度总体上表现出先增加后降低的趋势,在2007年5月时达最高值;而40、80、320 cm土层的5月份平均温度的年际变化相对较小。浅层(0~40 cm)地温的变化幅度较大,而深层地温(80~320 cm)的变化幅度较小;其原因主要是由于浅层地温受地面天气现象的影响较大,而深层地温则受此影响较小,但其地温总体上呈逐渐增加的趋势,与太阳辐射的增强有关,且基本不受地震释放的热量影响。地震对不同土层的温度均有不同程度的影响,且随土层的加深,其影响逐渐降低,在0、5、10、15、20 cm的土层温度中,其作用尤为明显。地震对不同土层温度的影响集中体现在震后1~3 d,而震前无明显的变化,这也是当前地震预警预报较低的原因之一。     

深松方式对主要土壤物理特性的影响研究简报

针对东北地区长期浅耕导致的一些土壤问题,试验设计2种深松方式,即隔行深松(T1)与行行深松(T2),通过与试验区常年使用的春季灭茬旋耕起垄的耕作方式(CK)对比,研究不同耕作方式对土壤主要物理特性的影响。结果表明:(1)在土层含水量方面,深松处理能降低0~10 cm表土层含水量,但却增加了50~70 cm以上土层含水量,说明深松后土壤水分的入渗能力增强,提高了土壤的蓄水保墒能力,能够更好协调各生育时期对水分的需求。(2)在土壤容重方面,深松处理在拔节期、灌浆期、收获期,均低于未深松处理,行行深松效果最好。(3)在土壤温度方面,0~5 cm土层内,深松处理土壤温度分别比未深松处理(CK)降低0.59℃和0.64℃。10~15 cm和15~30 cm土层内,温度变化趋势都是深松处理先低于对照,随着时间推移又高于对照,这种变化在这两种深度土层内分别发生在75 d和45 d。在120 d即收获期时,除了浅层土壤0~5 cm外,其他深度土壤温度显示,深松处理高于对照。(4)在土壤紧实度方面,深松处理能够达到打破犁底层,增加耕作层厚度的作用。     

不同厚度秸秆隔层对河套灌区盐碱土壤温度、水分和食葵产量的影响

【目的】研究不同厚度秸秆隔层对盐碱地食葵农田土壤温度、水分动态变化及产量的影响,为河套灌区筛选适宜盐碱地食葵生长的合理厚度秸秆隔层措施提供依据。【方法】2015—2017年在内蒙古河套地区典型盐碱农田设置了4个不同厚度的秸秆隔层,分别为CK（无秸秆隔层）、S3（厚度3 cm秸秆隔层）、S5（厚度5 cm秸秆隔层）和S7（厚度7 cm秸秆隔层）,研究不同厚度秸秆隔层对食葵生育期土壤温度、水分动态变化特征和食葵产量的影响。【结果】秸秆隔层处理（S3、S5和S7）显著提高了食葵全生育期0—40 cm土层温度,其中2015—2017年在食葵苗期分别较CK处理显著增加了0.7、0.6、0.5℃（P<0.05）,但其增温幅度随秸秆埋设时长的增加逐渐减小,花期秸秆隔层处理间差异显著,其中S5、S7处理3年平均分别较CK处理提高了0.4、0.6℃（P<0.05）;40—50 cm土层的秸秆隔层处理在食葵苗期、蕾期表现出增温趋势,在生长后期表现出降温趋势。不同处理下向日葵全生育期土壤温度整体上均随土层加深而降低,且土壤温度和大气温度间均具有极显著的正相关关系,3年内R²值的分布范围为0.628—0.735,秸秆隔层处理增强了土壤温度对大气温度的敏感程度,且土壤温度对大气温度的响应随秸秆埋设时长的增加而减弱。不同秸秆隔层处理与不同灌水时期间交互作用对土壤含水量有显著影响（P<0.05）,秸秆隔层处理能够降低灌溉前、收获后0—40 cm土层平均土壤含水量,其中S7处理降幅最大,3年平均分别较CK处理降低了7.9%、5.4%（P<0.05）;但在灌溉后S3、S5和S7处理平均土壤含水量3年分别较CK处理提高了2.3%、3.4%、3.6%（P<0.05）。秸秆隔层处理能够促进食葵生长,增加食葵产量,提高灌溉水生产率和水分利用效率,其中以5、7 cm厚度秸秆隔层处理增幅最大,但两处理间无显著差异（P>0.05）。【结论】不同厚度秸秆隔层均能够提高食葵生育期0—40 cm土层温度,温度增幅随秸秆埋设时长的增加而减小,在花期各处理间差异较显著,并且秸秆隔层处理能够提高灌后0—40 cm土层平均土壤含水量,为食葵提供适宜的生长环境,综合考虑3年土壤温度、作物水分利用效率等,5 cm厚度秸秆隔层处理最适宜在内蒙古河套灌区推广应用。     

葡萄越冬期间积雪厚度与地温变化的研究

[目的]为葡萄的安全越冬提供参考。[方法]运用MicroLite-U盘型温度记录仪和直尺记录空气温度、地温和积雪厚度,研究不同覆盖方式和不同的积雪厚度下地温的变化规律。[结果]葡萄在不同覆盖条件下地温变化均呈先降低后升高的曲线。在正常情况下,埋土越冬期间地表极端最冷温度稍微低于覆被,两者相差0.45℃左右;而在4月份温度上升时覆被温度明显高于埋土,两者相差4.56℃左右。在该试验条件下,10 cm的积雪厚度可增加地表温度4～6℃。[结论]葡萄越冬期间埋土与覆被相比,地温变化的总体趋势是一致的,而覆被地温比较稳定,温度明显高于埋土。另外,积雪厚度的增加明显延缓了地温的降低,保护了葡萄根系不受冻害。     

早春漫灌对苹果园空气和土壤温湿度的影响

本试验通过测定苹果园早春灌水后不同层次空气和土壤的温湿度,研究早春漫灌对苹果园环境温湿度的影响。结果表明:灌水降低了距地面0.5 m处的日平均气温、平均最高气温、白天回温速率、气温日较差以及夜间气温,分别较对照降低2.62℃、3.02℃、29.53%、3.23℃和2.32℃,灌水的调节效应能维持3 d;1.5 m和3.0 m冠层夜间气温则分别较对照提高了0.83℃和1.21℃,升温效应能维持1 d;灌水后果园空气相对湿度较对照平均提高4.58个百分点,增湿效应能维持3 d。灌水对0~20 cm土层的降温效应最明显,平均日地温较对照降低了0.90℃;灌水后0~20、20~40、40~60 cm土层的日最高温度分别较对照降低1.33℃、0.27℃、0.38℃;平均土壤温度日较差分别较对照降低0.85℃、0.65℃、0.09℃,夜间土壤温度分别较对照降低了1.62℃、0.09℃、0.27℃。灌水对土壤温湿度的调节效应能维持1周。     

不同耕作方式麦田土壤温度及其对气温的响应特征 ——土壤温度日变化及其对气温的响应

 【目的】针对以往研究在土壤温度观测和不同耕作条件下土壤温度效应规律上的不足,研究了华北平原不同耕作方式冬小麦田土壤温度日变化及其对气温的响应特征。【方法】试验于河北省栾城县设置翻耕、旋耕和秸秆覆盖免耕处理,采用热脉冲-时域反射技术,连续监测2004-2005年冬小麦生育期土壤温度和气温。【结果】各层次土壤温度日变化随气温呈正弦函数变化;土壤温度日变化随土壤深度呈“锥形”;2.5～80 cm土壤深度每增加5 cm,土壤温度随气温的变化滞后1.2 h左右;不同耕作方式土壤日最高和最低温度均具有显著差异,秸秆覆盖度是其主要影响因素之一;免耕在冬小麦活动期,显著降低了2.5 cm土层土壤最高温度0.66～4.85℃,而在越冬期提高最低温度0.64～0.87℃;冬小麦生长前期（出苗-拔节）免耕较其他处理显著降低了2.5 cm土层土壤温度日变化幅度,其中较翻耕降低0.65～5.21℃,较旋耕降低0.48～3.89℃。【结论】不同耕作方式各层次土壤温度均极显著响应气温变化;耕作方式主要影响土壤温度的变化幅度而且主要表现在冬小麦生长前期;免耕在冬小麦活动期表现为降温效应,究其原因是由于较大程度地降低高温而较小程度地提高低温;越冬期表现增温效应是由于显著提高了各个时刻的土壤温度。     

不同厚度地膜连续覆盖对玉米田土壤物理性状及地膜残留量的影响

为了探明不同厚度地膜对土壤物理性状及地膜残留量的影响,采用大田定位试验,连续4年对玉米田分别进行0.006 mm、0.008 mm(CK)、0.010 mm、0.012 mm厚地膜覆盖处理。结果表明:10~40 cm土层,随着地膜厚度的增加,土壤紧实度和土壤容重降低。0.010 mm、0.012 mm处理土壤容重比0.008 mm(CK)分别降低了1.25%、2.43%,而0.006 mm处理比CK提高0.76%。2玉米播种至大喇叭口期,0.006 mm、0.010 mm、0.012mm处理0~5 cm土层分别日均土壤温度比CK提高-0.90℃、0.23℃和0.40℃;5~10 cm比CK提高-0.50℃、0.19℃和0.28℃。且随玉米生育进程的推进,增温效应逐渐弱化。3在灌水第25 d,0~100 cm土层,0.006mm、0.008 mm、0.010 mm、0.012 mm处理土壤储水量分别为166.73 mm、170.42 mm、190.00 mm、195.97 mm,比灌水第5 d分别下降46.81%、45.75%、39.32%、37.62%。4在0~30 cm土层,残留地膜量浅层显著多于深层,面积小于4 cm2小块膜片数显著多于面积为4~25 cm2和≥25 cm2的中、大膜块。0.006 mm、0.008 mm、0.010mm、0.012 mm处理4年累计残膜量分别为79.03 kg/hm2、57.68 kg/hm2、50.32 kg/hm2、53.58 kg/hm2,0.006 mm处理残留量显著高于CK。综合分析连续覆盖不同厚度地膜对土壤物理性状及地膜残留量的影响,建议在农业生产中推广使用厚度0.008 mm以上的地膜。     

春小麦覆膜栽培与露地栽培土壤温度差异的变化特点

小麦覆膜栽培增温效果明显,比露地栽培小麦 0 cm日增温1.75℃、5 cm日增温2.93℃、 10cm日增温1.48℃、15cm日增温1.06℃、20 cm日增温0.93℃.地膜小麦和露地小麦土壤温度随土层深度的增加而降低,各土层深度温差降幅大小依次为5 cm＞10 cm＞15 cm＞20 cm .地膜小麦土壤温度日变化0～20 cm最低温度在8:00,最高温度0～10 cm出现在14:00、15 ～20 cm土壤最高温度出现在20:00.地膜小麦土壤温度随生育期后延而呈增加趋势.