祁连山干旱山地草地土壤温湿度变化特征

选取祁连山排露沟流域干旱山地草地为研究对象,利用土壤温湿度自动观测系统的监测数据,研究了海拔2 700~2 900 m草地土壤温湿度的变化特征及土壤温湿度之间的相互关系。结果表明:土壤温湿度日变化规律一致,9:00土壤温湿度值最小,18:00土壤温湿度值最大,随月份增加,土壤温湿度均表现为先增大后减小,7月前,土壤温度随月份增加而增加,递增率为3.68℃/月,7月后,土壤温度随月份增加而减小,递减率为3.99℃/月;8月前,土壤湿度随月份增加而增加,递增率为0.017 m~3/(m~3/月),8月后,土壤湿度随月份增加而减小,递减率为0.022 m~3/(m~3/月)。土壤温度与海拔呈二次多项式关系(P0.05),土壤湿度与海拔呈线性正相关关系(P0.05)。土壤温度和土层深度呈显著负相关关系(P0.05),土壤湿度与土层深度呈线性正相关关系(P0.05)。整体而言,土壤温度与土壤湿度之间的关系呈显著负相关(P0.05)。研究结果可为祁连山区干旱山地草地土壤水热的研究提供参考。     

西天山森林小气候梯度特征

为了揭示林内的小气候特征及森林对小气候变化的响应,利用梯度系统采集西天山森林的空气温度、空气湿度、风速、土壤温度、土壤含水量等气象要素的观测数据,对这些气象因子在不同高度上的差异状况进行对比分析.结果 表明:40～70 m高度的空气温湿度差别不大,近地面1.5m空气温度显著低于其他梯度,空气湿度显著高于其他梯度,同时发...     

宁夏黄土区稀疏带状山杏人工林土壤湿度动态与影响因素

【目的】以宁夏南部黄土丘陵区带状山杏人工林为例,揭示林带内与带间的不同深度处土壤湿度的时空变化及其关键环境影响因素,为半干旱区林草植被科学管理及雨水资源高效利用提供依据。【方法】2020—2022年,在宁夏彭阳县山杏人工林带内和带间各布设1套200 cm测深的智墒传感器,分层逐时监测土壤体积含水量和土壤温度变化,同时布设1台气象站连续监测近地面降水、气温、空气湿度等气象条件,采用相关分析探究土壤湿度对前1日土壤湿度、土壤温度和气象因子的响应规律。【结果】2020年和2021年为平水年,降水量分别为467.4和440.8 mm;2022年为枯水年,降水量为354.8 mm;土壤体积含水量平均值为平水年(2021年,17.0%)显著高于枯水年(2022年,14.3%)。土壤体积含水量随土层加深呈近线性增加,其斜率表现为林带间高于林带内,平水年高于枯水年。在0～120 cm土层的土壤体积含水量为林带内(15.3%)高于林带间(14.0%),但在120～200 cm土层为林带间(17.6%)高于林带内(16.8%)。在0～60 cm土层的土壤体积含水量变异系数为林带间(42.9%)高于林带内(...     

神农架华山松人工林小气候特征

采用梯度观测塔对森林小气候进行定位观测,以神农架森林生态站2017年全年气象观测数据为基础,从空气温湿度、风速、水汽压、降水量、太阳总辐射、土壤温湿度等因子对神农架华山松人工林气象要素进行分析。结果表明:从1月至3月,以及10月至12月,林内(1.5m)空气温度略高于林外温度,土壤温度随土层深度增加而升高;从4月至9月,林内空气温度略低于林外温度,土壤温度随土层深度增加而降低。空气湿度在不同月份均较高,且变化不大。与林外两个梯度(24.0 m和33.0 m)相比,林内风速明显降低,风速分别降低47.15%和53.29%。水汽压在8月份最大,并与空气温度呈极显著正相关(p0.01)。林内降水量主要集中在4至9月,占全年降水量的88.6%。林内全年太阳总辐射为645.6 MJ/m~2,夏季最大为245.1 MJ/m~2,其次为春季197.1 MJ/m~2,秋季113.0 MJ/m~2,冬季89.4 MJ/m~2。     

大岗山森林生态站区气象要素分析

采用林外对照区与不同林型小气倏定位观测的实验方法,以大岗山森林生态站2001－2002年气象观测数据为基础,从太阳辐射、大气温度、大气湿度、土壤温度、降水量、蒸发量、风速和风向等因子对大岗山森林生态站站区林内与林外对照区气象要素值进行对比分析。结果表明：（1）大气下垫面的性质是影响气象要素变化的重要因子,林内气温、湿度变幅小,且基本处于静风状态;无林地气温、湿度日较差、年较差大,蒸发量相对增加,平均风速增大。（2）林分类型、郁闭度不同对气象要素的变化也有很大影响。     

西天山森林内外主要气象因子对比研究

对西天山地区春夏季森林内外的空气温湿度、土壤温度、风速等气象因子的动态变化情况进行分析,并通过对比森林内外各气象因子的差异情况,分析森林对小气候的影响。结果表明:(1)4-9月林内空气温度、土壤温度和风速相比林外总体偏低,但土壤湿度相比林外明显偏高。(2)林内外气温和土壤湿度的差异性在6-8月更为显著。     

不同林龄马尾松人工林土壤温、湿度变化

为了解马尾松（Pinus massoniana）人工林生态恢复过程中表层土壤水热变化特征,采用空间代替时间的方法,分析3个生长阶段马尾松人工林（幼龄林、中龄林和成熟林）表层土壤温度和湿度。结果表明,各群落不同季节土壤温度日变化均呈余弦曲线,月变化均呈单峰型;各群落土壤温度均表现为夏季>秋季>春季>冬季;各季节成熟林土壤温度变化幅度均较小,温度均较高。各群落不同季节土壤湿度日变化均波动较小,月变化有一定差异,表现为夏季较高,冬季较低;各季节成熟林土壤湿度均较高。随植被恢复,土壤温度波动幅度降低,湿度增加,群落内协调作用增强,表层土壤水热状况逐渐稳定。     

长沙樟树人工林生长季土壤呼吸特征

用LI-COR-6400-09测定并研究湖南长沙樟树人工林生长季节土壤呼吸速率的日变化及季节变化规律,分析土壤呼吸与土壤水热因子的关系.结果表明:樟树林生长季土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,与5 cm深处土壤温度日变化相一致,2者呈显著指数相关,P=0.003;樟树林土壤呼吸速率季节变化显著,呈不规则曲线波动,平均呼吸速率为4.0 μmol CO2·m-2s-1,与5 cm深处土壤温度之间呈显著指数相关,拟合方程为Y=O.324 2e0.1064x,R2=0.903,P=0.001,与5 cm土壤湿度呈显著二次曲线相关,模拟方程为Y=-0.026 1w2 1.869w-28.406,R2=0.436,P=0.05,土壤温度和湿度可以分别解释土壤呼吸变化的90.3%和43.6%;由拟合的指数方程计算出樟树林生长季节的Q10值为2.9,4-6、7-8和9-10月Q10.值分别为3.08,1.59和2.72,呈现Q10.值随土壤温度升高而下降的趋势;土壤呼吸速率同时受土壤湿度的影响,当土壤湿度小于35.8%时,土壤呼吸与土壤湿度呈正相关,但当土壤含水量超过35.8%这个阈值,土壤湿度就成了土壤呼吸的抑制因子.     

降雨对华北石质山地侧柏林土壤温湿度及水分运移的影响

以华北石质山地侧柏林为研究对象,运用氢稳定同位素(δD)技术,结合大气、土壤的温湿度,探讨雨季和旱季降雨对不同深度土壤温湿度动态及水分运移的影响。结果表明:土壤温度在雨季随降雨产生先减小后增大,随土壤深度增加而降低,而旱季初期则随降雨持续减小,且随土壤深度的增加而升高。雨季和旱季,土壤湿度随降雨先增大后减小,且均随土壤深度的增加而下降。雨季前期土壤湿度较低时,中雨可使表、中层土壤湿度增加较多,且该层土壤水δD贫化,即降雨优先补给表、中层土壤;而前期降雨充足时,中雨使下层土壤湿度增加较多,而所有土壤水δD均贫化,即降雨可较快入渗到深层土壤。大雨使所有土层湿度增加且差异较小、δD贫化,即降雨可迅速入渗全部土层。旱季初期,中雨使表层湿度增加较多,即使前期土壤湿度较低时,雨后全部土壤水δD均贫化,即中雨也可较快入渗到深层土壤,进一步补给地下水。表层枯落物水δD值受降雨δD值直接影响,随降雨产生先贫化后富集;而浅层、深层地下水δD值皆较稳定,几乎不受短期降水影响,可为干旱季节植被生长提供重要水源。     

神农架华山松林内外气候特征比较

采用自动气象观测站对林内外小气候进行定位观测的方法,以神农架森林生态站2019年9月～2020年8月气象观测数据为基础,从空气温湿度、风速、降水量、太阳总辐射、光合有效辐射、土壤温度等因子对神农架华山松人工林林内外气象要素进行比较分析。结果表明：在冬季林内空气温度和土壤温度高于林外,而其他季节林外空气温度和土壤温度高于林内。降水量主要集中在6～10月,林内外降水量分别占全年降水量的79.7%和76.9%。空气相对湿度主要受降水量的影响,在雨季林内相对湿度高于林外,而其他季节林外相对湿度高于林内。林内风速低于林外,林内比林外月平均风速降低44.3%。全年林内外太阳总辐射分别为1047.9 MJ?m-2和4116.9 MJ?m-2,光合有效辐射分别为514.4 umol?m-2s-1和1987.9 umol?m-2s-1,林内太阳总辐射和光合有效辐射在各月均明显低于林外。     

广西大青山土壤水热特征及其对气象要素的响应

利用广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站自动气象站的观测数据,分析了广西大青山地区土壤水热的变化特征及其与气象要素的统计关系,结果表明:(1)土壤温度的年内变化特征与气温一致,呈"单峰型",最低值出现在1月,最高值在7月,但存在滞后期,滞后时间随土层深度增加而增加。(2)土壤水分年内变化复杂,受各月气温、降水的影响而呈现出一定的波动性,1—4月份土壤含水率较高,4月下旬土壤含水率迅速降低,至7月底处于全年较低值,变化幅度随土层深度加深而减小。(3)影响土壤温度的主要气象要素为大气温度,土壤水分主要受降水和饱和水汽压影响。月尺度上这些气象要素对土壤水热的影响更加显著。(4)土壤温度和土壤水分为显著的负相关关系。研究结论为土壤水热对气候变化的响应提供参考资料,也为本区域森林经营管理提供科学依据。     

五大连池风景区空气负离子浓度的变化规律

【目的】对五大连池风景区(以下简称五大连池)龙门石寨负离子长期定位监测研究,以真实反映五大连池负离子的状况,使游客直观感受到负离子带来的心旷神怡,能够有效推动五大连池旅游产业的发展。【方法】采用FR500原位空气负离子监测系统,于2018年1月、5月、8月、11月连续监测五大连池空气负离子的浓度,以空气负离子观测实验数据为基础,分析空气负离子浓度的日变化、月变化和季节动态变化规律,同时对负离子浓度与空气的温、湿度之间的相关性规律进行研究。【结果】(1)林内空气负离子浓度的日变化为午夜至清晨高、中午较低、傍晚后逐渐升高。(2)空气负离子浓度月变化表现为8月空气负离子浓度最高,其它3个月差别不大。(3)季节变化总体趋势为夏季最高,冬季相对较低,春、秋季节居中。(4)空气负离子浓度与气温总体呈负相关,与湿度呈正相关。【结论】五大连池空气负离子浓度有明显的日变化差异,一天中上午空气负离子浓度平均远高于下午,总体变化趋势呈U型分布;季节变化总趋势表现为夏季最高,春、秋季居中,冬季最低的季节变化规律,不同季节空气负离子浓度大小依次为夏季>春季>秋季>冬季。空气负离子浓度与温、湿度变化呈显著相关,早晚温度低,湿度大,负离子相对较高,正午温度高,湿度小,负离子相对较低。     

湿地松人工林土壤呼吸及其组分对模拟酸雨的响应

【目的】分析不同强度酸雨对湿地松人工林土壤总呼吸速率(R_s)及其组分(微生物异养呼吸速率R_h和根系自养呼吸速率R_a)的影响规律,进一步了解森林土壤呼吸过程,为酸沉降胁迫下的森林管理提供科学依据。【方法】以亚热带湿地松人工林为对象,采用壕沟法分离土壤呼吸组分,设置3种酸沉降水平(CK:pH 6.5、低酸LA:pH 4.5,强酸HA:pH 2.5),参照研究区降雨比例分次喷洒,运用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统原位测定土壤呼吸速率,同时测定土壤温湿度和土壤生化性质等指标。【结果】不同酸处理下,R_s、R_a和R_h均呈夏季高、冬季低的单峰模式,土壤温度是导致土壤呼吸季节变化的主要驱动因素;酸雨可显著降低R_s(P0.05),LA和HA处理后分别降低25.83%和30.95%,其中,R_h分别降低29.60%和35.20%,R_a分别降低19.15%和23.40%,但这种抑制效应仅体现在生长季,非生长季LA可显著促进R_a(P0.05);CK样地R_h在R_s中占比63.94%,LA和HA处理后该比例显著降低(P0.05),同时R_a响应强度随酸雨增强而增加;R_s、R_h、R_a与土壤温度均呈极显著指数关系(P0.01),酸处理后其温度敏感系数(Q_(10))均降低;土壤湿度与R_s、R_h、R_a在HA处理下极显著相关(P0.01),土壤温湿度的协同作用极显著影响土壤呼吸速率(P0.01);R_h变异主要与土壤脲酶、蔗糖酶、表层土壤总有机碳(TOC)含量和土壤pH有关,而R_a变异则主要与土壤脲酶、土壤温度和TOC有关,以上因素可共同解释R_s变异的83.9%。【结论】土壤总呼吸速率及各组分呼吸速率的季节变化特征相似,主要受土壤温度控制;酸雨造成土壤酸化,引发土壤酶、土壤有机碳含量显著变化或呈一定变化趋势,其共同作用导致R_h和R_a被抑制,进而显著降低R_s,土壤水热因子促使这种抑制效应在生长季更显著;R_h在R_s中的占比随酸雨强度增加而逐渐降低,但短期内R_h仍是R_s的主导组分。     

北京山区侧柏用水来源随水分条件变化的多时间尺度

【目的】探究北京山区典型树种侧柏的用水来源在不同时间尺度下对水分条件变化的响应,为该地区侧柏林的经营管理提供科学支撑。【方法】以北京山区典型造林树种侧柏为研究对象,选择连续的具不同降水量的3个年份,即2015年(年降水量580 mm,平水年)、2016年(年降水量649.8 mm,偏丰年)和2017年(年降水量309.3 mm,枯水年),利用稳定氢氧同位素技术,结合MixSIAR来源混合模型,分析在不同年降水条件下侧柏用水来源特征;同步监测样地气象要素以及土壤含水率等信息,计算土壤相对可利用水分(REW),分析侧柏用水的水分来源与水分条件的相关性。【结果】1)深层(4～100 cm)土壤REW显著大于浅层(0～40 cm)土壤(P<0.05),降雨使得各层REW显著提高;雨季REW显著大于旱季。浅层(0～40 cm)土壤的REW在2016年(0.341)和2017年(0.360)中显著低于2015年(0.423)(P<0.05),而深层土壤REW在3年间差异均不显著,按年份顺序分别为0.613、0.618和0.587。2)侧柏的用水来源贡献率总体表现为深层土壤大于浅层土壤,...     

竹林空气日温湿度变化对棘托竹荪出菇动态及产量的影响

【目的】分析竹林下日温湿度变化对棘托竹荪出菇动态及产量的影响,揭示出菇过程中温湿度的调控机制,为竹林下棘托竹荪的科学种植提供参考依据和技术指导。【方法】以棘托竹荪为研究对象,分别在湖南省的炎陵县和永州市竹林下开展相关研究,记录棘托竹荪出菇期日产量和竹林地表空气温度和相对湿度,拟合日产量动态曲线,并对其日产量与温湿度变化的相关性及不同温、湿度梯度下出菇日产量的差异进行了分析。【结果】出菇期竹林地表日均温度范围为21~32 ℃、空气相对湿度大于65%,且棘托竹荪日产量的变化较符合阻尼正弦函数的动态拟合曲线。虽然林地日均温、湿度及其昼夜差与竹荪日产量间均没有显著的相关性,不同平均日温、相对湿度的梯度间竹荪的日产量存在显著差异,其日产量在日平均温度为26~28 ℃和平均相对湿度为85%~90%时达到最大;除永州点的空气昼夜温差梯度之外,炎陵点的昼夜温、湿度梯度和永州点的昼夜湿度差梯度间的日产量均无显著差异。【结论】在出菇阶段,林地地表空气日平均温度为26~28 ℃、相对湿度保持在85%~90%,且相对小的温湿度变化更有利于棘托竹荪子实体的分化。     

祁连山高寒山区典型植被类型水源涵养功能的灰色关联分析

【目的】以祁连山排露沟流域分布的4种典型植被类型：高寒草甸（GHCD）、灌丛高寒草甸（GCGHCD）、青海云杉林（QHYS）和草地（CD）为研究对象,综合评价祁连山高寒山区典型植被类型水源涵养功能,旨在为科学认识水源涵养功能差异及合理经营当地水源涵养林生态系统提供依据。【方法】通过对不同植被类型枯落物层和土壤层的野外调查和采样,室内测定枯落物层和土壤层的现存量及持水性能、土壤化学性质和土壤水文物理性质等20个评价指标,并分析其在不同植被类型的变化规律,最后用灰色关联分析法综合评价不同植被类型的水源涵养功能强弱。【结果】4种植被类型枯落物层现存量、最大持水量和有效持水量均表现为QHYS>GCGHCD> GHCD> CD,最大持水率表现为GCGHCD> QHYS> GHCD> CD,有效持水率表现为CD显著低于其他3种植被类型。土壤化学性质除pH值和全钾含量在不同植被类型的差异性不显著外,有机质、全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效钾等化学指标差异显著性各不相同,土壤养分指数变化表现为QHYS(0.073 2)>GCGHCD(0.072 9)> ...     

火烧迹地植被恢复对生长季林内小气候的调节作用

【目的】研究大兴安岭重度火烧迹地不同恢复年限兴安落叶松人工林生长季的空气温湿度和土壤温度变化特征,深入认识火烧迹地植被恢复对林内小气候的调节作用。【方法】采用空间代时间的方法,对重度火烧迹地后不同恢复年限(3～24年)的兴安落叶松人工林原位观测生长季(6—9月)内空气温湿度和土壤温度,利用HOBO Prov2温湿度记录仪监测距地表1.5 m高处空气温湿度,利用Watch Dog B101型按钮温度记录仪监测5和10cm深处土壤温度,每隔1 h自动记录数据,比较不同恢复年限兴安落叶松人工林空气温湿度、土壤温度日变化及生长季变化。【结果】空气温度日变化呈现早晚低、日间高的倒"U"字型变化趋势,空气相对湿度日变化呈现"U"字型变化趋势,土壤温度日变化呈现不同相位的正弦曲线,5 cm深处土壤温度日较差比10 cm深处大,5 cm深处土壤最高温和最低温出现时间比10 cm深处早;各恢复年限兴安落叶松人工林生长季空气温度日较差高于土壤温度日较差,空气最低温和最高温出现时间早于土壤;随着恢复年限增加,空气温湿度和土壤温度的最高值及最低值的出现时间均表现出延迟效应,日较差也逐渐减小;恢复24年时,空气和土壤的最高温、最低温出现时间比对照样地晚1～2 h,空气相对湿度的最高值、最低值出现时间比对照样地晚1～3 h;随恢复年限增加,林内空气温度逐渐降低,恢复24年时6、7、8、9月空气温度比对照样地显著降低3.5、2.96、3.46和3.84℃;植被恢复过程中6—9月空气相对湿度为58.69%～85.79%,恢复24年时最高,对照样地最低,恢复24年时6、7、8、9月空气相对湿度比对照样地显著提高14.19%、12.89%、13.16%和13.67%;随恢复年限增加,5和10 cm深处土壤温度均逐渐降低,恢复24年时6、7、8、9月5 cm深处土壤温度分别比对照样地低9.71、6.85、6.17和4.76℃,10 cm深处土壤温度比对照样地低10.96、7.82、7.13和5.03℃;小气候因子(M)与恢复年限(t)可用M=kt+p(k为方程回归系数; p为方程常数项)方程拟合,且拟合效果显著(P0.05)。【结论】重度火烧迹地种植兴安落叶松人工林后,随恢复年限增加,林内空气温度和土壤温度逐渐降低,空气相对湿度逐渐升高,森林小气候向更加荫凉潮湿的方向发展,且波动性减弱,稳定性增强。     

空气负氧离子浓度与主要气象因子拟合试验

利用1年逐小时空气负离子浓度与同期空气温湿度、风速、降水量进行了拟合试验,结果表明:(1)空气负氧离子浓度与上述气象因子的相关并不是简单的线性相关;(2)与负氧离子浓度拟合方程的解释能力由强到弱依次为空气湿度、雨量、气温、风速;(3)与负氧离子浓度拟合方程的显著性水平由高到低依次为雨量、风速、空气湿度、气温;(4)与上述气象因子拟合显著性低于P≤0.05的显著性水平,说明还存在其他更重要的影响负氧离子浓度的因子。     

祁连山中部云杉林和高寒草甸土壤N矿化及其影响因素研究

以正交试验好气培养土壤方法分析了祁连山青海云杉林和高寒草甸下土壤N矿化及其与温度、湿度、土层和海拔的关系.结果显示:以土壤N矿化量极差计,土层和温、湿度交互作用对土壤N矿化影响最大,其次是温度,湿度影响较小;以土壤N矿化比例极差计,温度和温、湿度交互作用对土壤N矿化影响最大,其次是湿度,土层影响较小.温度和温、湿度交互作用对土壤N矿化量影响显著,对土壤N矿化比例影响却不显著(P<0.05).35 ℃下土壤N矿化量比5 ℃和15 ℃下高,而25 ℃与5 ℃和15 ℃下差异不显著;35 ℃下土壤N矿化比例比15 ℃下高,15 ℃与5 ℃和25 ℃差异不显著(P<0.05).不同湿度下土壤N矿化量差异不显著,土壤含水量为20%时土壤N矿化比例比60%时低(P<0.05).海拔高度3 200 m处森林土壤N矿化量比3 500 m处高寒灌丛草甸土壤中低(P<0 05),3 600 m与3 400 m、3 200 m及3 500 m与3 600 m差异却不显著(P<0.05).015 cm土层土壤N矿化量比1535 cm土层高,但两个土层土壤N矿化比例差异不显著(P<0.05).Q10在0.72.0,5℃升高到15℃较低,15℃升高到25℃及25℃升高到35℃下较高.说明祁连山高寒草甸和山地森林土壤N矿化受温、湿度变化的影响较大.     

采伐强度对小兴安岭低质林分土壤碳通量的影响

针对择伐后的小兴安岭低质林分,采用LI-8100碳通量自动监测系统在春、夏、秋、冬4个季节对低质林分土壤碳通量进行观测,运用统计分析方法,分析采伐强度对土壤碳通量、土壤温度与湿度的影响。结果表明:采伐区的土壤碳通量高于对照区,随采伐强度的增加土壤碳通量呈现波动性,从采伐强度22%～47%,碳通量逐渐减小,之后趋于平稳,春、夏、秋、冬4个季节土壤碳通量的最大值出现在低度和中度采伐强度林分条件下;随采伐强度增加土壤温度增加,土壤湿度减少,土壤碳通量与距地表10cm处的土壤温度的关系符合指数模型,土壤碳通量与土壤湿度的关系符合一元二次模型;从标准化回归方程看出,土壤碳通量主要由土壤温度与湿度共同影响,且土壤湿度对碳通量的影响大于土壤温度的影响。采伐强度与土壤碳通量具有负相关性,二者的关系为双曲线。