鼎湖山针阔混交林土壤热状况研究

选取2003年1月1日-12月31日的土壤热状况实测数据，探讨了鼎湖山针阔混交林各层次土壤温度、土壤热通量及与净辐射的关系．结果表明：随土层深度的增加，土壤温度日变化振幅越来越小，40cm深度处土壤温度几乎没有明显的日变化；越接近地表，土壤温度月变化越剧烈；不同时间尺度上不同深度处土壤温度与净辐射之间存在极显著的线性相关关系（P〈0．0001）；5cm深度处土壤热通量振幅明显小于表层，且日变化节律也延滞0．5-1．0h；表层土壤热通量对冠层净辐射的反馈延滞约2．5h，而5cm深度处土壤热通量则延滞3．5h，同时净辐射与表层土壤热通量的相关性更为密切．     

南京地区日光温室的土壤温度变化特征

为研究日光温室内土壤温度变化规律,利用南京市六合区气象局大院内农业基地温室大棚2011年1-3月5、10、15 cm土壤温度数据以及温室大棚内外的气温资料,对各层土壤的日变化和月变化规律进行对比分析,并对不同天气状况下的各层土壤温度的变化进行了初步研究.结果表明,温室内土壤日变化呈单峰曲线,土壤温度月变化上层土壤先于下层土壤达到极值,无雨(包括晴天、多云和阴天)天气条件下的各层土壤温度均大于有雨天气下的土壤温度,不同天气状况下各层土壤温度的变化一致.     

日光温室玉米秸秆深埋土壤温度变化规律研究

为了研究秸秆深埋条件下东北地区日光温室内土壤温度的变化规律,试验设计了秸秆深埋处理和无秸秆深埋处理,分析在灌水条件下和非灌水条件下,随日光温室温度变化过程土壤剖面温度分布的变化规律。结果表明:在无灌水条件下,与无秸秆处理相比,秸秆深埋处理在0~50 cm范围内土壤平均温度提高了0.43℃;与无秸秆处理相比,秸秆深埋处理各层土壤温度变化更加平稳,当温室内温度升高时,秸秆深埋处理积蓄土壤温度,当温室温度下降时,秸秆深埋处理减缓土壤温度下降。在灌溉条件下,与无秸秆处理相比,秸秆深埋处理在0~50 cm范围内土壤平均温度提高了1℃;秸秆深埋处理加剧了秸秆层上部土壤温度的变化,与无秸秆处理相比,在灌水过程前期的0~10 h内,秸秆深埋处理土壤0~10 cm范围温度升高的最大值为5℃,平均值为2℃。     

西南亚高山森林土壤表层温度变化特征及拟合模型

为探索土壤温度时间动态特征与导温率及土壤深度之间的关系,以西南亚高山森林表层土壤温度为研究对象,分析了2009-2010年每月28日或29日不同土层土壤温度的日变化特征,并对不同月份不同深度温度日变化建立数学模型并进行数据拟合.结果表明,亚高山森林0～40 cm土壤温度日较差随着土壤深度的增加逐渐减小,其中0～20 cm土壤温度日较差明显,20～40 cm的深层土壤温度日较差很小;40 cm深度土壤温度日进程基本上处于稳定状态,在冬季30 cm以下深度土壤温度都基本上处于稳定状态;随着深度的增加,土壤温度最高值和最低值出现滞后时间延长的趋势,而且同一土壤深度滞后时间在不同月份差异很大;非冻融季节土壤温度日变化用土壤温波方程来拟合是有效的;在低温季节(9月至次年3月),10 cm以下土壤剖面温度用土壤温波方程拟合误差较大,显示土壤冻结对土壤热量传输影响显著,温波方程不适于拟合冻融期土壤温度日动态.     

夏季降水对岩溶表层带土壤呼吸作用的影响

[目的]研究夏季降水对广西桂林岩溶表层带土壤呼吸的影响,为揭示岩溶地区碳循环机理提供参考依据.[方法]采用静态暗箱—气相色谱法,对比夏季降水前后两个时间段的土壤呼吸通量变化特征,统计分析了该阶段土壤质量含水率和土壤温度的变化,同时对比分析降水完成后土壤呼吸作用恢复过程.[结果]夏季降水导致洼地和坡地20cm处土壤质量含水率增加,土壤温度下降;对20 cm处土壤呼吸作用存在明显的抑制作用,另外,下午坡地20 cm处土壤呼吸作用相对洼地同深度的土壤呼吸作用恢复更加迅速.对0 cm处土壤呼吸作用影响不明显.[结论]夏季不同强度降水事件对不同深度土壤呼吸影响不同,而土壤呼吸作用降低是土壤质量含水率增加和土壤温度降低协同抑制的结果.     

日光温室土壤温度变化特征和预报模型研究

[目的]研究日光温室内土壤温度变化规律及其预报模型。[方法]利用徐州地区标准日光温室内外气温和温室内多层次土壤温度观测资料,分析了温室内各层土壤温度的年变化和日变化,并对温室内土壤温度的预报模型进行了模拟和检验。[结果]温室内土壤温度年变化和日变化均呈单峰曲线,下层温度变化振幅小于上层。温室内各层土壤温度（最高值、最低值和平均值）与当日温室外同类型气温的相关性最为密切。以当日和前一日温室外日平均气温、日最高气温、日最低气温为预报因子,建立了温室内同类型不同层次土壤温度预报模型。温室内各层日平均温度的模拟效果优于对应层的最高温度的模拟效果,劣于对应层日最低温度的模拟效果;下层土壤日最高温度和日平均温度的模拟效果优于上层;实测土壤温度在15～30℃模拟效果较好,其他温度段模拟值较实测值偏低。[结论]该研究为日光温室内植物的生长发育环境提供理论依据。     

石漠化地区土壤含水率的动态变化特征及其影响因素

[目的]探明石漠化地区土壤含水率变化动态及影响因素,为制定石漠化生态修复区的农业工程措施和选择生态重建模式提供理论依据.[方法]以石漠化地区施用有机肥、草被覆盖、地表裸露3种处理的土壤为研究对象,连续测定土壤含水率、大气湿度、大气温度、土壤温度和光照强度,运用线性回归与通径分析方法对土壤含水率的动态变化特征及其影响因素...     

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。     

克里雅绿洲浅层地下水特征与表层土壤特征的相互关系研究——基于最优插值预测

通过对特定区域由点至面的预测,进而研究典型干旱区绿洲浅层地下水特征与表层土壤特征的空间分布变化规律及两者相互影响,对干旱区水土关系的科学认识具有重要意义。根据最优的空间插值预测方法对克里雅绿洲整体的浅层地下水特征与表层土壤特征(地下水埋深、电导率、水温,表层土壤含水率、电导率、土温)进行预测,并在全局尺度上对以上的水土指标进行相关性研究。结果表明:(1)克里雅绿洲区域地下水埋深主要在3 m以下,地下水电导率主要在5 mS/cm以下,地下水温度主要在15℃以下,表层土壤含水量主要在50%以下,表层土壤电导率主要在2.5 mS/cm以下,表层土壤温度主要在13℃以下,浅层地下水特征与表层土壤特征的空间分布均呈现一定的变化规律。(2)浅层地下水特征与表层土壤特征间均具有空间与统计相关性,地下水电导率与表层土壤盐分的线性回归拟合结果最好(R~2=0.721 8),回归方程为y=0.144x+0.172 1,可以作为实际预测中的参考依据。     

不同种桉树人工林土壤呼吸速率时空动态及其影响要素

为研究不同种桉树Eucalyptus人工林土壤呼吸速率时空变异特征及其影响要素,估算桉树人工林土壤碳排放通量,测定2016年3月-2017年2月时段内5个不同种桉树林及1个湿加松Pinus elliottii×caribaea林土壤呼吸速率,分析桉树人工林土壤呼吸速率时空变化及其与影响要素的相关关系。结果表明:6个林分土壤呼吸速率时间变化明显,均呈单峰曲线格局;土壤呼吸速率与表层土壤温度符合指数模型,与平均体积含水率符合二次多项式模型（P < 0.001）,土壤呼吸速率时间变化受土壤温度和体积含水率共同驱动,温、湿度双因素模型可以解释土壤呼吸速率44.8%~83.9%的变异。土壤呼吸速率的空间变异主要受表层土壤容重、叶面积指数、总孔隙度和非毛管孔隙度的影响,相关性均为极显著（P < 0.01）;土壤表面二氧化碳累积通量还受到土壤表层有机碳密度影响,相关性显著（P < 0.05）。尾叶桉E. urophylla林和托里桉E. torelliana林的土壤呼吸速率年均值及土壤表面碳排放年累积通量均显著大于其他林分（P < 0.05）,两者之间差异不显著。     

基于高光谱的土壤含水率预测模型

为定量分析土壤含水率与反射光谱特征之间关系,以便为土壤含水率速测提供理论依据。以安徽省阜阳市临泉县为研究区,以区域典型土壤类型—砂姜黑土为研究对象,将土壤样本分别过10和20目的尼龙筛,并设置土壤含水率梯度实验。采用9点移动平滑法结合一阶微分、反射率对数及其一阶微分三种数学变换方法对光谱曲线进行预处理,分析不同目数、不同含水率下的光谱特性差异;拟合分析变换后的样本光谱数据与含水率相关性,提取特征波段,建立土壤含水率多元线性回归预测模型。结果表明：对4种不同土地利用类型的砂姜黑土样本的反射率数据进行对数一阶微分变换后,土壤含水率和光谱数据的相关性明显提升,根据数学变换后提取的特征波段建立的多元线性回归预测模型的预测精度最好;光谱反射率与水分含量呈负相关关系;土壤光谱法反演水分含量时,基于过10目筛的土壤样本建立的预测模型拟合精度要优于过20目筛的土壤样本,R²最高为0.928。研究结果可以为精准农业管理提供极为关键的参数支撑。     

中亚热带3种主要人工林的土壤呼吸动态

采用静态箱式法对中亚热带杉木人工林、马尾松人工林和楠木人工林的土壤呼吸进行野外测定,比较分析了3种森林类型土壤呼吸作用及其与温度和土壤含水量的相关关系.结果表明:不同森林类型的土壤呼吸作用强弱存在显著差异,表现为楠木人工林>杉木人工林>马尾松人工林,但3种人工林土壤呼吸作用的季节和日变化比较明显,其动态与气温的变化大体一致,均表现为单峰型,高峰值出现在7月份和14:00;3种森林类型的土壤呼吸作用均与温度有较好的指数关系,尤其与5 cm地温的相关性最好,且以杉木人工林的Q10值最大,说明杉木人工林土壤呼吸对温度变化的敏感性最强;0-20cm土壤含水量与土壤呼吸有较好的线性关系;5 cm地温和0-20 cm土壤含水量较之温度或湿度能更好地解释土壤呼吸的变化,说明土壤呼吸受到温度和水分的协同作用.     

两种园林用FDR土壤水分传感器的精度校正

利用质地差异较大的园土及草炭∶陶粒∶园土=3∶1∶1（体积比）的混合基质对2种土壤水分频域反射仪（FDR）进行了室内标定.结果显示,在目前园林应用的测量精度内,土壤质地对两种FDR土壤水分传感器的测量影响不显著,但FDR测量值较烘干法明显偏高,校正斜率介于0.68～0.70之间.相关分析表明FDR测量值与真实值之间有极显著的相关性,相关系数大于0.97.利用获得的线性函数进行校正,校正后的土壤水分值与采用传统的烘干称重法测得的值相符.基于以上结果,FDR土壤水分传感器能准确、快速测定土壤含水量,在城市园林节水灌溉管理中发挥重要作用.     

土壤墒情预测模型对比

为实现实时准确的墒情预报,以北京市延庆区为例,利用在该地区获取的2012—2016年5年的系列土壤墒情和气象数据,对土壤墒情预测模型进行了对比研究。通过相关性分析选取时段初墒值W_0、降雨、湿度、气温、气压、地温和蒸发7种影响因子,对土壤墒情分别建立线性回归方程、基于主成分分析的径向基函数(PCA-RBF)神经网络和误差反向传导(BP)神经网络3种预测模型,并对3种模型预测结果进行了对比分析。结果显示:PCARBF神经网络模型精度最高,平均精度达到96.8%,线性回归模型和BP神经网络模型分别为94.6%和95.7%。研究认为,PCA-RBF神经网络具有稳定性好、精度高的特点,可以很好的实现土壤墒情预测。     

采伐对蛟河阔叶红松混交林土壤呼吸的影响

为分析不同采伐强度下土壤呼吸速率的差异及土壤温湿度对土壤呼吸速率的影响,于2013—2015年5—10月,在吉林省蛟河红松阔叶混交林地表无雪期间,使用LI-8100土壤CO2全自动通量测量仪器测量定不同采伐强度土壤呼吸速率及土深5 cm处温、湿度,采伐强度分别为:对照0%、轻度采伐15%、中度采伐25%、重度采伐50%。结果表明:采伐使土壤温度增加、土壤湿度降低。不同采伐强度处理样地的土壤呼吸速率值均显著大于对照样地,在研究的第1年与第2年,轻度采伐与重度采伐样地的土壤呼吸速率之间无显著差异(P>, 0.05),而中度采伐样地的土壤呼吸速率要显著高于轻度采伐处理和重度采伐处理的土壤呼吸速率(P<, 0.05)。在研究的第3年各采伐强度处理的土壤呼吸速率之间差异均不显著(P>, 0.05)。不同采伐强度样地的土壤呼吸与土壤温度之间均呈显著指数相关(P<, 0.001),但与土壤湿度之间相关关系不显著(P>, 0.05)。土壤温度和土壤湿度的双变量复合模型能够更好地解释土壤呼吸速率变化,决定系数R值为45%~74%。各采伐强度处理的土壤呼吸的温度敏感系数Q10值表现为中度采伐>, 重度采伐>, 轻度采伐=对照。在实践生产中,为减小采伐后林地土壤CO2的呼吸量,应采用低强度的采伐作业。      

土壤含水率对近红外传感器标定模型的响应研究

为提高近红外传感器测量的准确度,进一步理解不同标定模型对土壤含水率测量精度的影响。利用土壤表面的近红外反射光强来预测土壤含水率,通过归一化处理将反射光强转化为相对吸收深度和相对反射率,采用2种标定方法,分别建立土壤含水率与相对吸收深度之间及土壤含水率与相对反射率之间的线性模型与非线性模型。选取我国东北地区的黑土进行标定,并用独立的试验数据对模型进行检验。结果表明,吸收深度法的线性和非线性模型的预测值和实测值符合度较好。反射率法的线性模型和非线性模型对土壤的含水率预测均方根误差(RMSE)分别为2.89%和2.95%,相对吸收深度法非线性模型的RMSE值明显大于其他3种模型,预测准确度最低。说明不同标定方法会影响土壤含水率的预测结果。4种模型的预测精度能够满足测量要求。     

基于温度植被干旱指数的华东地区AMSR-E土壤水分数据的空间降尺度研究

土壤水分一直是土壤学领域中较为活跃的研究内容,是陆面过程与水循环的重要影响因素。以AMSR-E为代表的被动微波遥感技术的发展为土壤水分的研究提供了方便,但是其粗糙的空间分辨率限制了其在中小尺度内的应用。因此,本研究利用MODIS温度产品MOD11A2和归一化植被指数产品MOD13A3构建了月时间尺度下的温度植被干旱指数(TVDI);其次,利用温度植被干旱指数TVDI和土壤水分之间的线性负相关关系,对AMSR-E三级土壤水分反演产品进行空间降尺度研究,获取2003年连续月时间尺度下空间分辨率为1 km的土壤水分反演结果,并利用地面实测土壤水分数据对反演结果进行验证。地面实测土壤水分值与降尺度反演结果显著相关,每月的线性相关决定系数均在0.8以上,表明降尺度后的土壤水分反演结果具有较高的精度,能够用来表示土壤水分的分布特征。     

典型岩溶石山山坡土壤剖面水分分层性特征及其影响因素

[目的]揭示岩溶石山山坡土壤剖面水分的分层性及其与土壤理化性质间的相互关系,为我国南方岩溶地区石漠化治理、水土流失和岩溶水文过程等研究提供科学依据.[方法]选取典型岩溶石山山坡土壤剖面进行分层取样,结合统计分析方法,研究岩溶石山地区土壤水含量的垂向分布特征及其影响因素,分析土壤剖面水含量的分层特征.[结果]岩溶石山山坡土壤剖面水含量具有明显差异,变化范围为34.66%~47.10%,平均值为38.15%,土壤质量水含量的最大值出现在35 cm深处.相关性分析结果表明,土壤质量水含量与有机质含量呈显著正相关(P<0.05,下同),与pH呈显著负相关,与中值粒径相关性不显著(P>0.05);有机质通过改善土壤团聚体结构影响土壤质量水含量变化.土壤质量水含量及理化性质的变化具有分层性,地表至35 cm为表土层,35~85 cm为过渡层,85~115 cm为稳定层.[结论]岩溶石山地区土壤剖面水分具有明显的分层性,是土壤性质、结构特征、根系活动、水分运动、化学淋滤作用及基岩界面综合作用的结果,尤其应注意20~40 cm处植被根系活动及基岩界面对土壤剖面水分变化的影响.     

不同温湿条件对土壤微生物量碳的影响

[目的]研究不同利用方式土壤在不同温度和水分培养条件下其微生物量碳的变化规律,为揭示土壤微生物量碳在不同气候条件下的变化规律提供理论依据.[方法]采用完全随机试验设计方法,进行室内模拟试验,设置两个温度水平（25和35℃）,5个土壤相对含水量水平（20％、40％、60％、80％和100％）,对水稻田和旱地土壤进行100 d的培养,分别测定其土壤微生物量碳（SMBC）.[结果]水稻田SMBC高于旱地SMBC,差异达极显著水平（P＜0.01,下同）.在土壤微生物生长高峰阶段（17～25 d）不同温度对SMBC影响差异达极显著水平;不同温度对水稻田SMBC的影响在60％土壤相对含水量处理中差异达显著水平（P＜0.05,下同）,对旱地SMBC的影响在100％处理中差异达极显著水平.在培养的每个时期,SMBC均随着土壤相对含水量的增加而增加;在培养高峰期,不同土壤相对含水量处理间的SMBC差异均达显著水平.不同利用方式土壤与温度间的互作不显著,但与土壤相对含水量互作显著;温度与土壤相对含水量也呈显著互作.[结论]在海南气候环境下实施有机物料还田时,应根据不同的土地利用方式选择最佳控水措施,提高土壤微生物量碳,增加土壤固碳作用.     

辽西地区春播期土壤湿度变化特征及气象影响因子分析

利用1981—2011年辽西地区土壤相对湿度、降水和气温资料,对该区土壤湿度和降水变化特征及二者关系进行分析。结果表明：土壤湿度具有明显干化趋势,同期降水不是唯一影响因子;春播期土壤湿度与前秋降水正相关,深层相关系数为0.69,与底墒显著正相关,相关系数最高可达0.84,如此显著的正相关是由于北方特有的封冻雨,秋季降水封冻在土壤里,到第二年春季,气温升高,解冻返浆,土壤变得湿润;5月土壤湿度与同期降水呈正相关,浅 层相关系数为0.67,与气温呈负相关,深层相关系数为-0.58。