黄河源玛多县退化草地土壤温湿度变化特征

土壤水热状况变化是退化草地土壤的主要特征,对退化草地生态系统具有重要的影响。研究青藏高原退化草地的土壤温湿度变化规律,可以对高原草地在各季节、各时段的土壤温度和湿度变化进行动态预测,同时,对于退化草地的恢复和改善环境具有指导意义。选择青藏高原玛多地区典型退化草地,利用一年的观测数据,计算土壤温度、土壤湿度及土壤热通量的季节变化和年变化特征,分析土壤温度和湿度及热通量之间的相互关系。结果表明：在季节变化上,土壤温度和湿度在夏季均为最大值,土壤温度在各季节的变化趋势较一致,土壤热通量变化幅度比温度和湿度大,日振幅达到102 W•m^-2;在年变化上,土壤湿度在6月出现最大值,12月出现最小值,极值年较差为12.6％。春季和夏季的土壤热通量均大于0 W•m^-2,冬季均小于0 W•m^-2。青藏高原退化草地土壤温湿度及热通量存在明显的季节变化和年变化特征,就土壤湿度而言,夏季是高原的湿润期,春季和秋季为干旱期。青藏高原地区土壤从11月开始冻结,次年4月开始解冻。土壤热通量在春季和夏季均为正值,说明这一时段热量由大气向土壤传递;冬季则相反,热量由土壤向大气传递。整体而言,土壤温度和湿度及土壤热通量之间的关系呈显著正相关。     

黄河源区不同降雪年土壤冻融过程及其水热分布对比分析

利用黄河源区鄂陵湖西侧野外观测站一个多雪年和一个少雪年的数据,对多雪年和少雪年土壤冻融过程及水热分布进行了对比分析。结果表明:黄河源区多雪年积雪集中时段1—3月气温明显偏低,分别比少雪年低3.04℃、3.15℃、3.58℃。多雪年1—3月地气间热交换明显弱于少雪年,且多雪年土壤由热源转为热汇的时间晚于少雪年。多雪年1月土壤净输出的热量少于少雪年1月,多雪年2—3月土壤净输出的热量多于少雪年2—3月,导致多雪年1月土壤温度高于少雪年各土层,而2—3月土壤温度明显低于少雪年,且多雪年1—3月土壤升温速度慢于少雪年,使得多雪年5~40 cm各土层土壤消融初日比少雪年分别晚24 d、23 d、11 d和12 d,从而导致多雪年土壤湿度增加晚于少雪年。     

不同耕作措施对冬小麦农田土壤水分和温度的影响

在多年田间定位试验的基础上,研究了内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦农田土壤水分和温度的影响.结果表明,冬小麦返青至成熟,0～150 cm土层深度范围内免耕秸秆覆盖处理土壤平均含水量较免耕和传统耕作处理高0.21%和0.23%,免耕对土壤含水量影响不明显;冬小麦收获后,0～150 cm土层深度范围内土壤含水量平均值的高低顺序为:免耕秸秆覆盖＞免耕＞传统耕作.冬小麦返青至成熟期间,无论晴天还是阴天,0～25 cm土层深度范围内免耕秸秆处理土壤温度均低于免耕和传统耕作处理,免耕秸秆覆盖和免耕处理土壤温度平均值较传统耕作分别低2.8℃和2.6℃,免耕秸秆覆盖处理可以稳定土壤温度.相关分析表明,土壤含水量与土壤温度存在显著负相关关系.     

融雪期土壤湿度与土壤温度、气温的关系

以天山北坡军塘河流域为研究区,利用2006年融雪期观测的土壤湿度和土壤温度及气温资料,分析土壤湿度在融雪期的变化情况以及与土壤温度和气温之间的关系,对观测期内10 cm深处的土壤日平均湿度与日平均温度关系进行了拟合,得出回归方程并通过了0.05的显著性检验;对观测期内雪面以上20 cm的日平均气温与10 cm深度土壤日平均湿度进行了相关性分析(R=0.78),结果表明,两者之间具有较高的相关性.用比较容易取得的雪面气温与土壤湿度建立关系,或者能够解释土壤内部湿度大致情况,对军塘河流域春季融雪径流的形成和预警,都有现实的参考意义.     

西北内陆河流域免耕覆盖条件下土壤温度效应

通过对免耕覆盖条件下土壤温度的研究,揭示了该条件下土壤温度的变化特点。试验表明,免耕覆盖的土壤温度不利于豌豆的出苗,且土壤热通量明显小于其它耕作方式。但其土壤温度日变化显示,该方式的下层土壤温度不易受太阳有效辐射的影响。同时,免耕覆盖下的土壤温度影响到作物干物质的积累。     

黄土高原农田土壤湿度演变及其与气候变化的响应关系

利用黄土高原及其周边区域91个气象站1961—2010年间年、月气象数据和4个农业气象观测站19 a(1981—1999年)的土壤湿度和20 a(1992—2011年)的土壤相对湿度资料,分析了该地区代表站点农田土壤湿度和主要气象要素的年、月变化以及土壤湿度对气候变化的响应。研究主要利用了线性趋势和相关分析等方法。结果表明:(1)黄土高原近50 a来的降水呈减少趋势,气温呈上升趋势。多年平均年降水量(气温)的地理分布特点是南多(高)北少(低),东多(高)西少(低),由东南向西北递减,受到海拔高度和地形的影响,半干旱区和半湿润区有整体南移的趋势。(2)不同年份气候、环境等条件变化使得西峰、长治、延安、绥德4个站点10~50 cm土壤湿度存在年际间差异。(3)土壤湿度与气温之间存在负反馈关系,与降水之间存在正反馈关系。温度和降水条件的变化是导致黄土高原土壤湿度变化的主要原因。(4)以西峰为例,分析了黄土高原地区水热变化对土壤湿度的影响。就表层土壤而言,各季土壤湿度与本季和前一季度乃至前一年气温均为负相关关系,与降水量呈正相关。就较深层土壤而言,土壤湿度与降水和气温的相关关系因季节而异。从月尺度上看,土壤湿度与气温普遍存在负相关关系,而与降水之间总体响应不明显,但在某些月份两者存在显著相关性。     

辽宁春播期浅层土壤湿度变化特征及其气候影响因子分析

利用1981-2015年辽宁省4-5月(春播期) 19个农业气象站0～20 cm层土壤相对湿度、降水和气温资料,分析了土壤相对湿度的空间分布、长期变化状况、突变和周期性特征及其与气候影响因子的相关关系,结果表明:近35a土壤湿度区域性变化显著,辽西地区土壤湿度减少(干旱化程度加剧),辽东地区土壤湿度增加;土壤湿度年际波动较大,没有明显的长期变化趋势,主要经历了平稳-偏干-偏湿3个时期,不存在明显的突变点,4月和5月分别存在4～7 a和准2 a的周期; 2000年以后土壤湿度稳定性增大,发生土壤异常偏干和偏湿的极端事件显著增多,尤其是在辽西干旱地区表现最为明显; 4月土壤湿度与前秋降水相关显著,秋季降水冬季封冻在土壤中,次年春季土壤融化返浆,土壤湿度增加,5月土壤湿度与同期降水和气温相关显著,相关系数均通过了α=0.01的显著性检验。     

玉米农田土壤呼吸与环境因子的关系研究

采用LICOR-6400便携式光合作用仪连接6400-09土壤叶室,于2005年1月至12月对太原盆地夏玉米农田的土壤呼吸进行了测定,同时测定了土壤温度和水分,目的是了解玉米农田土壤呼吸的日变化及季节变化规律及其与环境因子的关系。结果表明:夏玉米农田土壤呼吸速率具有比较明显的日变化,晚间维持在较低水平,最低值在凌晨5:00左右,随后开始上升,最大值一般在11:00-15:00之间;同时土壤呼吸速率也具有较明显的季节变化,冬春季较低,盛夏秋初较高,最大值出现在8月,最低值出现在2月。土壤呼吸速率与0-10cm的土壤温度关系显著,剔除土壤水分胁迫时的测定数据后,土壤温度可以解释土壤呼吸变化的29%(直线函数)、41%(指数函数)、44%(Lloyd&Taylor函数);标准化前、后土壤呼吸与土壤水分均呈极显著相关(p<0.01);剔除水分胁迫后的Q10为2.32,R10为2.23(指数方程)、2.67molm-2s-1(Lloyd&Taylor方程)。土壤温度和土壤水分结合在一起进行土壤呼吸预测,可以解释土壤呼吸季节变化的48-52%。玉米农田的年土壤呼吸总量为1.476kgCm-2。     

天山北坡融雪期土壤湿度特征及其影响因子

以天山北坡军塘湖流域为研究区,测量2009年和2010年该地区不同深度土壤湿度的变化,并对2 a融雪期各土壤湿度进行比较。结果表明：2 a间 0 cm和10 cm土壤湿度变化趋势一致,20 cm和30 cm土壤湿度变化差异较大。运用相关分析方法,分析2009年各层土壤湿度与2 m气温、土壤温度及雪深的关系,得出各层土壤湿度变化是气温、雪深和土壤温度综合作用的结果,但在不同时期不同深度土壤湿度所受的影响因子不同。同时分析了2009年和2010年不同土壤湿度特征与融雪洪水洪峰的关系,得出在融雪期,若下层（20 cm以下）土壤湿度变化小则出现洪水,反之则无洪水。其结果为进一步研究融雪径流模型和洪水径流预报提供基础资料。     

河西走廊东部主要相态降水日的气候特征

根据1960—2016年河西走廊东部5个气象站逐日降水观测资料,采用气候统计学方法分析了该区域雨、雪日的时空变化和异常性等特征,揭示河西走廊东部雨、雪日变化规律。研究表明:受海拔高度、地形地貌以及天气系统的影响,河西走廊东部年平均雨、雪日的空间分布从东北向西南呈增多趋势。各地月雨日的变化比较一致,高峰值在7—8月;各地雪日的月变化相对一致,高峰值在3月。各地雨、雪日年及年代变化有所不同,但总体呈增多趋势,年雨、雪日的时间序列分别存在着5~7 a、6~8 a的准周期变化。各地年雨、雪日的异常性比较一致,正常年份发生概率分别在64.9%~70.2%、66.7%~73.7%,依次迅速向两端递减。     

南疆沙漠腹地地温变化特征

利用塔中气象站三年的气象数据,分析了塔中地温的变化特征。结果显示:塔中0～40cm地温年变化规律显著,温度自1月开始迅速上升,在7月达到最高值,达30℃以上,其后又持续下降,冬季最低;80cm以下地温变化平缓,最高、最低温度出现月份逐渐后延,年振幅渐小;在典型晴天、阴天、沙尘天气时,表层地温都是日出前后最低,日出后迅速上升,至午后16时左右达最大值,其后迅速下降,于日落时降至一低值,并在夜间继续缓慢下降;四季0～80cm各层地温夏季﹥秋季﹥春季﹥冬季;天气对地温的影响主要体现在地表温度和浅层地温,至40cm及以下各层几乎无影响,日变化与典型晴天规律相同;阴天和浮尘对地温的影响较小,扬沙和沙尘暴天气对地温影响较大,其影响随深度增加而渐小;各层地温的平均日变化曲线近于正弦曲线,随深度增加地温特征线趋于平缓,极值出现时间逐渐后延。塔中地温的年际、日内变化的逐层性,与沙漠表面风成沙的物理属性有关。     

不同季节强碱土土壤呼吸影响因子分析与模型预测

利用LI-8100土壤碳通量测量仪测定了春夏秋三季晴朗天气下强碱土土壤呼吸速率、温度(气温和地温)、湿度(空气相对湿度和土壤湿度)数据,分析了它们之间的相关关系,获得不同季节对土壤呼吸影响较大的因子,并建立不同类别的多种回归模型;在精度检验及简单易行原则基础上,得到各季节土壤呼吸预测的最优模型。结果表明:(1)虽然温湿度均是影响不同季节强碱土土壤呼吸的主要因素,但均以温度的影响较大,其中气温是春秋两季土壤呼吸的最大直接影响因子,地温是夏季的最大直接影响因子,而土壤湿度为各季节最大的间接影响因子。(2)春秋季土壤呼吸的最佳预测模型均为10 cm处气温和土壤湿度所建的双因子方程,该方程具有较小的均方根误差(RMSE)(分别为0.159和0.259),且相对分析误差(RPD)2(分别为2.9、2.094),具有非常好的预测能力。夏季土壤呼吸最佳预测模型则为包含10 cm处气温、地温、空气相对湿度和土壤湿度所建的4因子方程,RMSE为0.248,RPD2(为2.406),可用于精确预测。(3)各季节土壤呼吸变化趋势与其影响因子的变化,因春季的完全同步,夏季基本一致,而秋季一致性较差,故春季土壤呼吸最佳预测模型的预测精度最高(92.67%),夏季次之(84.99%),秋季较差(77.23%)。     

毛乌素沙地生物结皮对土壤温度的影响

土壤温度对作物生长发育、土壤水盐运移、生物的数量与活性、土壤碳平衡等均有较大的影响。为了研究毛乌素沙地生物结皮区和裸沙区土壤温度的差异,于2010年9~11月在陕北毛乌素沙地东南缘神木县圪丑沟地区,选择晴朗天气进行定位观测试验。结果表明: ① 同一剖面深度,生物结皮样地土壤温度的日变化趋势同裸沙样地一致;且从6:00~21:00时每隔3 h,土壤垂直剖面的温度沿着“\” 型、 微“（”型、明显“（”型、“/” 型、微“）”型、“\”型进行周期性变化。② 生物结皮的覆盖极显著降低了地表的土壤温度（[WTBX]P[WTBZ]＜0.01）。③ 生物结皮样地和裸沙样地表层土壤温度变幅最大,随剖面深度的增加土壤温度变化趋缓。当气温和土壤含水量较低时,生物结皮对同一深度土壤温度变化幅度的影响更明显。从垂直剖面角度看,生物结皮降低了土壤温度及其变幅。④ 生物结皮提高了0~25 cm深度土壤温度对气温的敏感程度。表明土壤温度的变化是多因素作用的结果,前人仅根据生物结皮的颜色来判断其对土壤温度的影响是不够的。生物结皮对土壤温度造成影响的主要原因,可能是其改变了土壤表层结构及土壤水分状况。在今后相关研究中如水分蒸发、土壤化学性状的改变等,要特别注意生物结皮的温度效应对这些过程的影响,从而使分析更加客观深入。     

阿克苏地区土壤温度特征分析

利用阿克苏地区10个自动站2006-2008年逐时9层土壤温度观测资料,从不同的时空尺度分析其变化特征。结果发现：阿克苏地区0～20cm土壤温度存在明显的日变化,其深度每增加5cm,土壤温度最高值和最低值的出现时间分别依次向后延迟1～2小时。浅层土壤温度随深度增加日变化逐渐减小;深层土壤温度无明显日变化,且各层之间温差...     

天山中部白杨沟天然林区森林小气候观测与分析

运用自动气象站对天山中部白杨沟天然林区森林内外气象因子进行同步观测,分析晴-多云、阴雨天森林的气温、相对湿度、土壤温度日变化和季节变化特征.结果表明:各季节林冠层平均最高温度和平均最低温度林内均低于林外,平均最高温度林内比林外低2.04℃,平均最低温度林外比林内高1.95℃.冠层相对湿度的平均值较林外高出3.63%,4...     

敦煌戈壁地区净辐射变化特征

利用敦煌双墩子戈壁试验站2008年12月至2009年12月的塔站观测资料,分析该地区净辐射的概率分布、日变化、年变化和典型天气下的变化特征,结果表明：① 净辐射在-100~0 W/m²之间存在一个明显的峰值分布区间,其年平均净辐射为43.88 W/m²;② 净辐射有明显的日变化规律,最大值出现在正午,最小值出现在日落后,净辐射日变化的季节差异明显;③ 在晴天、阴天和沙尘天气条件下,净辐射变化特征差别较大,变化规律、极值大小和到达极值时间均不相同,不同天气下的净辐射有其各自特殊性。     

1960-2009年甘肃省极端气温的变化

利用1960-2009年甘肃省26个气象站的气温资料,采用线性倾向估计法、反距离加权法、Mann-Kendall突变检测法,分析甘肃省50 a来极端气温事件的时空间变化。结果表明：甘肃省极端气温的年代变化趋势基本一致;年际变化极端高温呈增加(上升)趋势,极端低温呈减少（下降）趋势;在空间分布上大部分地区极端高温呈增加(上升)趋势,极端低温呈减少（下降）趋势,但空间差异明显。另外,甘肃省近50 a来极端气温指数发生了明显的突变（通过0.05的置信度检验）。     

柴达木盆地沙棘茎流速率与环境因子的关系

采用热扩散flow-32包裹式茎流计,于2014年6—9月对柴达木盆地的沙棘茎流速率进行连续观测,并应用Vantage Pro 2小型气象站对林地的太阳辐射、大气温度、相对湿度主要气象因子进行同步采集,对不同天气条件下沙棘茎流速率的变化规律以及茎流速率与主要气象因子的相关关系进行研究。结果表明:典型晴天下沙棘茎流日变化呈双峰型,典型阴天下沙棘茎流呈单峰型,晴天的平均茎流速率是阴天的2.87倍;生长季各月的平均茎流速率为:8月7月9月6月;6—9月沙棘茎流速率与温度、太阳辐射呈极显著正相关(P0.01),与湿度呈极显著负相关(P0.01),各气象因子相关系数绝对值为:太阳辐射(0.811)大气温度(0.594)湿度(-0.571),太阳辐射是主导环境要素;用SPSS软件针对上述3种环境因子进行多元线性逐步回归,得回归模型Fs=19.268-0.221Ta-0.055RH+0.036Rs(R2=0.82),能够对柴达木盆地的沙棘蒸腾耗水量进行预测。